Brevet FR2178717A1 — publié le 19731116

Les servomécanismes à fluide sous pression classiques comportent un élément moteur constitué par un piston mobile dans un cylindre qu'il sépare en deux chambres dont l'une au moins est alimentée par un orifice récepteur qu'un distributeur peut faire communiquer, quand il se déplace d'un c8té, avec la haute pression et, quand il se déplace de l'autre, avec la basse pression. Â l'équilibre, orifice récepteur occupe, par rapport au distributeur, une position dans laquelle il n'est en communication ni avec la haute ni avec la basse pression et l'agencement est tel que les déplacements de ce distributeur et de l'orifice récepteur se suivent donc de façon continue. la présente invention vise la réalisation d'un servomécanisme à commande pas à pas, au lieu de la commande continue classique. On a déjà proposé un mécanisme à commande pas à pas dans lequel sont prévus une multiplicité d'orifices susceptibles d'être reliés successivement à l'alimentation. Un tel système est d'une construction compliquée lorsque le nombre de positions d'équilibre souhaité est grand, car il nécessite un robinet sélecteur d'alimentation comportant autant de voies de sortie que de positions d'équilibre. La présente invention prévoit, au contraire, sur l'élément moteur une multiplicité d'orifices récepteurs et un nombre d'orifices d'alimentation au moins égal à trois mais indépendant du nombre des orifices récepteurs, et susceptibles d'être successivement obturés et reliés par permutation à la basse pression ou à la haute pression, la distance entre les orifices récepteurs, d'une part, et la distance entre les orifices d'alimentation d'autre part, étant telles que, par déplacement pas à pas d'amplitude constante, dans un sens, de l'élément moteur, on puisse amener en correspondance successivement chacun des orifices d'alimentation avec chaque fois un orifice récepteur de l'élément moteur, les autres orifices d'alimentation étant alors obturés, la position relative globale des orifices d'alimentation par rapport aux orifices récepteurs demeurant la même après le déplacement d'un pas. Gracie à cet agencement, on peut, par la permutation convenable des raccordements des orifices d'alimentation, provoquer le déplacement d'un pas de l'élément moteur dans un sens ou dans l'autre. chaque position d'équilibre, la position des orifices récepteurs par rapport aux orifices d'alimentation est telle que la résultante des actions de la haute et de la basse pression sur l'élément moteur contrebalance l'action de la force de rappel constante exercée sur ledit élément. Le déplacement pas à pas de cet élément est donc provoqué par la sélection de paires successives d'orifices d'alimentation. Dans une variante de réalisation, un même orifice, relié par exemple en permanence à la haute pression, fait partie de plusieurs paires diiérentes. Dans ce cas, la permutation des alimentations s'opère sur les autres orifices, par exemple sur trois orifices reliés successivement à la basse pression ou obturés. Le nombre de déplacements pas à pas est limité, dans le cas d'un élément moteur linéaire, par le nombre d'orifices récepteurs. Il peut Entre infini si cet élément est circulaire. Dans une forme de réalisation, il peut être prévu trois orifices d'alimentation identiques séparés par des cloisons de même dimension queux et des orifices récepteurs de même dimension que les orifices d'alimentation mais séparés par des cloisons de dimension double. Le déplacement de l'élément moteur étant assuré par une permutation circulaire de la répartition, haute pression, basse pression, fermeture, le pas du déplacement de l'élément moteur dans cette configuration à cycle ternaire est égal au tiers du pas des orifices récepteurs sur ledit élément moteur. Dans une autre forme de réalisation, il est prévu quatre orifices d'alimentation séparés par des cloisons-de dimension double de celle desdits orifices, et des orifices récepteurs séparés par des cloisons de dimension triple. Dans cette configuration à cycle quaternaire, le pas du déplacement de l'élément moteur est égal au quart du pas des orifices récepteurs. La permutation circulaire des répartitions de pression dans les orifices d'alimentation peut être assurée par un robinet sélecteur rotatif. Elle peut aussi autre commandée par des éléments "tout ou rien", par exemple des électrovalves. Â cet égard, c'est le cycle quaternaire qui se prête le mieux à ce type de commande. Celle-ci peut etre assurée par deux éléments tout ou rien dont le changement alternatif d'état pro duit le déplacement d'un robinet sélecteur. Dans une variante de réalisation, il est prévu deux ensembles de trois orifices d'alimentation raccordés à la haute pression ou à la basse pression ou fermés par des tiroirs et clapets, la répartition des pressions s'opérant alors par une permulation non circulaire. Â titre nullement limitatif, on a représenté au dessin annexé un certain nombre d'exemples de réalisation de servomécanismes selon l'invention, dv3sin sur lequel : - les figures 1~, 1b, 1c et Id sont des vues schématiques en coupe dans quatre de ses positions d'non servomécanisme à cycle ternaire et permutation circulaire de la répartition des pres sions ;; - les figures 2a, 2 , 2ç, 2d et 2e sont des vues en coupe, dans quatre de ses positions, d'un servomécanisme à cycle quaternaire et permutation circulaire de la répartition des pressions - la figure 3 est une vue en coupe d'un servomécanisme à cycle ternaire et orifice d'alimentation haute pression commun à tous les couples d'orifices sélectionnés ; - la figure 4 est une vue en coupe d'un servomécanisme à dou- ble ensemble identique d'orifices d'alimentation et permutation non circulaire de la répartition des pressions. Dans l'exemple des figures 1a à id, le servomécanisme est constitué par un vérin dont le piston I se déplace dans un cylindre 2 qutil sépare en deux chambres 3 et 4. La chambre 4 est en communication constante avec la haute pression. Dans la chambre 3 débouche un conduit axial 5 percé dans le piston 1 et dans lequel débouchent eux-mtmes, des orifices récepteurs radiaux 6, 6a, 6b, etc., de même diamètre et séparés par des parties pleines de dimension double. Dans la paroi latérale du cylindre 2 sont per cés trois orifices d'alimentation également radiaux 7, 7', 7" de éme diamètre que les orifices 6 et séparés les uns des autres par des parties pleines de même dimension.Ces trois orifices d'alimentation 7 sont relies respectivement aux trois orifices de sortie 8, 8', 8", à 1200 les uns des autres, dtun robinet 9 à barillet 10 muni de deux conduits 11, 12 à 1200 raccordés respectivement à une source basse pression 13 et une source haute pression 14. Le fonctionnement de ce mécanisme résulte immédiatement de ce qui précède. À partir de la position d'équilibre représentée à la figure la, on fait tourner le barillet 10 du robinet 9 de 1200 dans le sens indiqué par la fléchie, (fig. la), pour amener les conduits 11 et 12, respectivement, face aux orifices 8', et 8. il en résulte que les orifices d'alimentation 7, 7' sont respectivement reliés à la haute pression et la basse pression et l'orifice 7" obturé. Le piston 1 se déplace d'un pas vers la gauche (figure lb) de fa çon que l'orifice 6 se trouve à l'équilibre entre les deux orifices 7 et 7' reliés à la haute et à la basse pression. Une nouvelle rotation de 1200 du barillet 10 met en communication les orifices 7' et 7" avec la haute et la basse pression respectivement et obture l'orifice 7. le piston 1 fait un nouveau pas vers la gauche (figure 1c) de façon que l'orifice 6a se trouve entre les deux orifices 7' et 7".Enfin, une nouvelle rotation du barillet 10 de 1200 met en communication les orifices 7 et 7n avec la basse et la haute pression, respectivement, en obturant l'orifice 7t Le piston 1 fait un nouveau pas vers la gauche (figure îd) de fa çon que llon retrouve la position sême de la figure la, mais déealée du pas des orifices récepteurs 7, 7' et 7", qui est triple du pas de déplacenent du piston. Si on fait tourner le barillet 10 en sens inverse, le piston 1 se déplace également en sens opposé. Dans l'exemple des figures 2a à 2e, le mécanisme est d'un type similaire à celui des figures la à ld et les organes ou pièces analogues portent les mêmes chiffres de référence. Toutefois, il est prévu ici quatre orifices d'alimentation 7, 71, 7", 7''', c'est-à-dire qutil s'agit d'un cycle quaternaire. À chaque rotation de 900 du barillet 10 le piston 1 avance d'un pas qui est, ici, le quart de celui des orifices récepteurs 6, 6a, 6b Dans l'exemple de la figure 3, la chambre 3 est alimentée en permanence par la haute pression à travers un orifice de restriction 15 et les orifices d'alimentation 7, 7', 7" sont úccessive- ment reliés à la basse pression.Le déplacement pas à pas s'opère camme dans l'exemple des figures la à Id, l'équilibre étant assuré par un débit de fuite. Dans 1' exemple de la figure 4, la répartition des pressions ne s'opère plues, comme dans les exemples précédents, par une permutation circulaire. Les orifices récepteurs 6, 6, 6b, 6g ... sont alimentés par deux ensembles d'orifices d'alimentation identiques 16, 17, 18 et 16t, 17', 18'. Le diamètre des orifices 17 et 17' est égal à celui des orifices récepteurs 6 et celui des orifices 16, 18, 16' et 18' est double de ces derniers.Les orifices 16, 18 et 16t, 18' sont branchés en parallèle sur les conduits 19, 19' respectivement, mais sur les conduits des orifices 16 et 18, comme sur les conduits 16' et 18' sont montés des clapets à bille 20, 21 et 20', 21' inversés l'un par rapport à l'autre. Les conduits 17, 19 et 17', 19' sont raccordée à la haute pression et à la basse pression par l'intermédiaire de tiroirs 22, 23 commandés par les tiges de commande 24, 25 respectivement. Le tiroir 23 commande le déplacement pas à pas et le tiroir 22 produit l'inversion du sens de ce déplacement. On voit immédiatement que, dans la position d'équilibre, représentée sur la figure, l'orifice 171 communique avec la haute pression et l'orifice 182 avec la basse pression. Si on déplace alors le tiroir 23 vers la gauche, l'orifice 17 est mis à la haute pression et l'orifice 18 à la basse pression. De piston se déplace d'un pas vers la gauche. On voit que dans cette forme de réalisation, on utilise une paire d'orifices d'alimentation pour l'équilibre, puis on bascule sur une autre paire par manoeuvre du tiroir 23 on revient sur la première paire et on bascule à nouveau sur l'autre paire et ce, indéfinitiment. Pour obtenir le mouvement en sens inverse, on inverse la haute et la basse pression par manoeuvre du tiroir 22. - REVENDICATIONS 1.- Servomécnnisme à commande pas à pas, caractérisé par le fait qu'il comporte un élément moteur à multiplicité d'orifices récepteurs et un nombre d'orifices d'alimentation au moins égal à trois mais indépendant du nombre des orifices récepteurs, et susceptibles d'dure successivement obturés et reliés par permutation i la basse pression ou à la haute pression, la distance entre les orifices récepteurs, d'une part, et la distance entre les orifices d'alimentation, d'autre part, étant telles que, par déplacement pas à pas d'amplitude constante, dans un sens de l'élément moteur, on puisse amener en correspondance successivement chacun des orifices d'alimentation avec chaque fois un orifice récepteur de l'élément moteur, les autres orifices d'alimentation étant alors obturés, la position relative globale des orifices d'alimentation par rapport aux orifices récepteurs demeurant la meme après le déplacement d'un pas, et obtenir ainsi une multiplicité de positions d'équilibre dudit élément moteur pour lesquelles la résultante des actions de la haute et de la basse pression sur ledit élément contre-balance l'action de la force de rappel constante exercée sur ledit élément. 2.- Servomécanisme selon la revendication i, dans lequel un meme orifice d'alimentation, relié par exemple en permanence à la haute pression, coopère avec les autres orifices reliés successivement à la basse pression ou obturés. 3- Servomécanisme selon la revendication 1, dans lequel il est prévu trois orifices d'alimentation identiques séparés par des cloisons de mtme dimension qu'eux et des orifices récepteurs de meme dimension que les orifices d'alimentation mais séparés par des cloisons de dimension double. 4.- Servomécanisme selon la revendication 1, dans lequel il est prévu quatre orifices d'alimentation séparés par des cloisons de dimension double de celle desdits orifices, et des orifices récepteurs séparés par des cloisons de dimension triple.