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" Perfectionnements apportés aux mécanismes de contrôle amplificateurs "synchrones ".-
Au cours da fonctionnement et du. contrôle de nombreux appareils et Machines modernes, il est fréquentent néces- saire d'envisager le problème consistant à manipuler, à la volonté et sous le contrôle direct d'un opérateur agis- sant à la main soit directement, soit indirectement par l'intermédiaire d'un moteur de contrôle, sur un corps ou mécanisme relativement lourd, dont les mouvements sont gênés ou retardés par le fort frottement ou d'autres forces antagonistes.
On se trouve éfgalmenet souvent en présence du. problè- me consistant à manipuler ces corps ou mécanismes d'une manière entièrement automatique, en concordance avec les mouvements d'un dispositif ou. moteur de contrôle ayant une faible consommation d'énergie.
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(;iL a naturellement employé déjà des dispositifs pro-
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ducteurs d'énergie pour Rider au fonctionnement rianuel ou automatique de nombreux types de machines, mais dans bien des cas, cesnispositifs producteurs d'énergie ont donné des résultats peu. satisfaisants, parce qu'ils étaient;
insuffiS8T!Tlent sensibles, et n'étaient pas capables de manipuler le corps ou. nncanisme auquel 1 étaient ap- pliqu4s, exautenent la manière prévue par l'opérateur, ou ?1. la TnI-1YLÍ èL'E' déterminée par les organes de fonctionne- ment autom,it7 cjue . es dispositifs de ce genre qui ont "LcSllt 1 iL;i été suggérés ou prévus comprenaient, en plus de uo/oiis permettant de soutirer de l'énergie à une soar- ug quelconque , mi élément de contrôle destiné à être ac- tionne o. la Main, ou fonctionnant à l'aide de Moyens auto- matiqu.H8 appropriés, pour contrôler l'action des moyens soutireurs d'énergie. toutefois, on a généralement consta- té, au cours du fonctions ment de ces dispositifs, qu'il y avait un retard nuisible soit dans le temps,' soit dans
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E', soit dans les deux, entre l'élément de contrôle et le corps ou mécanisme sur lequel il fallait agir. Les efforts qui ont été faits dans le but d'éliminer ce retard nuisible n'ont pas eu de succès, ou n'ont eu tout au plus qu'un succès partiel, et dans tous les cas où des expérien- ces de ce genre ont été faites, la structure de l'appareil a été rendue beaucoup plus complexe et, par conséquent,
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di'an fonctionnement moins sur.
L'invention a pour objet de prévoir des moyens et une méthode pour effectuer et contrôler les mouvements d'un
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corps lourd, ou CL'ü11 corps sur lequel agissent des forces extérieures, au. moyen de deux moteurs, soit un moteur pro-
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ducteur d'énergie et un moteur (Le contrôle, le premier fournissant la portion principale de l'énergie employée pour effectuer ce mouvement, et le dernier contrôlant
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l'amplitude de ce mouvement, de tellesorte que le corps considéré se déplace en toustemps en synchronisme avec le moteur de contrôle, de telle sorte qu'à chaque position du moteur de contrôle corresponde une position animas du corps en question.
Un problème dont la solution a été cherchée bien des fois dans le- passé, sans succès, est celui da contrôle d'un canon à partir d'on point situé à distance. La diffi- culté de résoudre ce problème provient du fait que le canoi doit être pointé rapidement, et avec la plus grande exac- titude , et que les organes télémétrique par lesquels les données des organes de contrôle du canon sont trans- mises. par des observateurs à un poste récepteur, sont ab- solument trop faibles par eux-mêmes pour effectuer réelle- ment le pointage d'un canon.
Pour cette raison, on a jus- qu'ici considéré qu'il était nécessaire d'employer un in- termédiaire humain entre le récepteur télémétrique et e canon qu'il s'agissait de diriger. Toutefois, au moyen d'un appareil construit suivant les principes de la présente in- vent ion,on peut éliminer entièrement cet intermédiaire ha- main, et pointer le canon, rapidement et exactement , par des moyens agissant à grande distance, en dépit du fait que le canon peut avoir an poids considérable , et que le mouvement antagoniste créé par les forces de friction peut être très important.
Le récepteur télémétrique communément employé dans les appareils de contrôle des canons n'est susceptible de fournir qu'.un effort moteur très petitpar exemple un effort de l.10 d epouce par once, sans détruire son exactitude. Un canon peut nécessiter, par exemple, un effort moteur de 5 livres-pieds pour le faire tourner ou le soulever.
Il s'en suit que l'effort moteur nécessaire pour manipuler le canon est de l'ordre de 10.000 fois plus grand que l'effort moteur maximum qui peut être fourni
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par l'appareil récepteur té 1 émet ri que , et il est évident que des moyens doivent être intercalés entre l'appaiéil récepteur t6l6métrique et le canon, pour multiplier l'ef- fort moteur négligeable de ltappareil, s'il s'agit d'ef- fectuer an contrôle automatique du canon.
Kn utilisant o-n mécanisme construit süivantles prin- L lesde l'invention, mécanisme qui sera- désigné ci-après sous le non de " Mécanisme de contrôle amplificateur syn- chrone", il devient parfaitement possible de manipuler
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le uanondirectement et automatiquement , 'à partir de l'ap- pareil récepteur tel émet ri que ,et sans intercaler l'inter- médiaire humain généralement reconnu nécessaire pour four- nir la force motrice voulue, U7JléCaniSrne permettant de remplir/jette fonction est représenté dans les dessins an- nexés. et sera décrit plus en détail ci-après.
On pourrait mentionner 'bien d'autres exemples fai- sant ressortir les insuffisances de mécanismes analogues
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antél' ie u.rel.1ent construits, et permettant d'appliquer avec IlV'1ntng0 le Mécanisme de contrôle amplificateur synchrone qui fait l'objet du présent perfectionnement; certains de ces exemples sonreprésentés dans les dessins annexés
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et décrits dons la spécification.
Le mécanisme est süscep- tible de nombreuses variations, dans ses applications, à di- vers problèmes des arts industriels; la construction et la
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disposition des éléments qui le composent, peu.vontëtre modifiée SLLibreaent ,pour répondre aux conditions spéciales et de même le rapport voulu d'amplification de l'énergie, depuis le moteur automatique ou autre moteur de contrôle,
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jaHClu.'8, l'orGane qui effectue l'opération finale voulue, peut êtremodifié dans aile. large mesure en développant des mécanismes -pour la manipulation de corps, et des mécanismes ayant des poids et des caractères différents.
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L'objet de l'invention consiste à prévoir un mécanis- me et une méthode pour effectuer et contrôler le mouvement d'un corps lourd, ou d'un corps sollicite pardes forces extérieures, au moyen de deux moteurs, un moteur produc- teur d'énergie et un moteur de contrôle, le premier de ces moteurs fournissant la partie principale de l'energie nécessaire pour effectuer ce mouvement, et le deuxième contrôlant l'amplitude de ce mouvement, de manière à ce qu'il y ait une sympathie intime entre le mouvement du mo- teur de contrôle et le mouvement du corps, et que, pour chaque position du. moteur de contrôle, il y ait une posi- tion unique. correspondante du corps.
Non seulement le mécanisme en question est nouveau dans son ensemble, mais le mécanisme intermédiaire est également nouveau, et il comprend en réalité une combinai- son secondaire d'organes indépendants, qui peut, si on le désire, être utilisée par elle-même, entièrement à part du moteur de contrôle et du mécanisme associé ,dans un grand nombre d'arts mécaniques, Le mécanisme intermédiaire en question a été désigné ci-après sous le nom de Il Servo- mécanisme " et les dessins annexés représentent un certain nombre de mécanismes de ce genre.
On a du reste en vue, au cours du développement de linvention, d'employer d'au- tres formes encore de ce sevo-mécanisme, et il est bien entendu quela construction et la disposition des organes qui le composent peuvent être modifiées très fortement, sans se départir de l'esprit et de la portée de l'inven- t ion.
De préférence, dans la construction d'un mécanisme de contrôle amplificateur synchrone permettant de manipu.- ler un corps ou mécanisme de grande dimension sous le con- trôle du moteur de contrôle ayant uns faible consommation d'énergie, c'est-à-dire de faible puissance, on utilisera
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un servo-mécanisme employant des dispositifs à friction pour amplifier l'énergie fournie par le moteur de contrô- le vu que, par le moyen de ces dispositifs, non peut obtenir une grande amplification sans aucune diminution dans l'exactitude . Toutefois, dans certains cas, il se peut que des servo-mécanismes ne travaillant pas suivant les principes de la friction enveloppante soient entière- ment capables de remplir les conditions voulues.
Les trente premières figures des dessins représont divers types de servo-mécanismes à friction, et les figures 56,40 & 41 re- présentent des servo-mécanismes dans lesquels ce principe de friction n'est pas employé. Le type spécifique de servo- mécanisme dépend de la nature du corps ou mécanisme à actionner, et de la nature du moteur de contrôle.
Au cours de la description de l'invention, on s'occu- pera d'abord desservo-mécanismes du type à friction, parcs qu'une connaissance de leur fonctionnement facilitera la compréhension des systèmes de contrôle amplificateurs syn- chrones complets 'qui seront développés ensuite*
Dans ces dessins:
Figures1 à8 inclusivement représentent le type de servo-mécanisme qui sera décrit en détail en premiezliea, Dans ce groupe di figures :
Figure 1 est une coupe par l'axe au travers du servo- mécanisme ;
Figure 2 est également une coupe par l'axe, mais prise suivant un plan à 90 du plan représenté à la figure 1;
Figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 2 ,
Figure 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 2
Figure 5 est une vue en plan, par au.-dessus, du mé- canisme, une partie de la boite étant enlevée, et une partie du mécanisme intérieur étant brisée;
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Figure 6 est une coupe suivant la ligne 6-6 de la fi- gare 2
Figure 7 est une coupe suivant la ligne 7-7 de la fi- gure 5;
Figure 8 est une vue en. perspective d'un détail.
Figure 9, 10 et 11 représentent une autre réalisation du servo-mécanisje, la figure 9 étant une coupe par 1 taxe, la figure 10 une coupe suivant la ligne 10-10 de la figure
9, et figure Il une coupe suivant.la ligne 11-11 de la figure 10.
Une troisième réalisation est représentée dans les figures 12 à 15e inclusivement.
La figure 12 est une coupe par laxe;
La figure 13 est une coupe suivant la ligne 13-13 de la fig. 12:
Les figures 14 et 15 sont des élévations de certains détails et sont intercalées pour indiquer les différentes positions qui ces organes prennent au cours du fonction- nement ,
Figures 15a, 15b, 15e, 15d, 15e sont des diagrammes représentant le mode de fonctionnement des moyens de con- trôle de la bande;
Une'autre réalisation de seryo-méeanisme est repré- sentée en détail dans. les figures 16 à 20 inclusivement.
Figure 16 est une coupe par l'axe, prise suivant la ligne 16-16 de la figure 18;
Figure 17 est une *coupe prise suivant la ligne 17-17 de la figure 18;
Figure 18 est une coupe suivant la ligne 18-18 de la figure 16;
Figure 19 est une Loupe fragmentaire, prise suivant la ligne 19-19 de la figure 17;
Figure 20 est une élévation par bout d'une partie du mécanisme.
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Les figures 21 à 24 inclusivement représentent une autre forme de servo-mécanisme construite conformément au principe de l'invention.
Figaro 21 est une coupe par l'axe;
Figure 22 est une coupe transversale suivant la li- gne 22-22 de la figure 21;
Figure 23 est une coupe suivant la ligne 23-23 de la. fig. 22. les rubans de friction étant toutefois repré- sentés en élévation; figure 24 est un détail.
De même, dans les figures 25 à 27, inclusivement, une aatra réalisation encore est représentée.
Figure 25 est une coupe 1 par ltaxe;
Figure 26 est une coupe suivant la ligne 26-26 de la figure 25;
Figure 37 est une coupe suivant la ligne 27-27 de la figure 25,
Une forme finale de wervo-mécanisme est représentée aux figures 28,29 et 30.
Figure 28 étant une coupe par l'axe, et
Figures 29 et 30 étant des coupes suivant les lignes 20-20 & 30-30 respectivement de la figure 28,
Les figures restantes des dessins représentent diver- ses formes et applications du mécanisme de contrôle am- plifiateur-synchrone comprenant le moteur de contrôle et les organes de commande reliant l'organe moteur et di- vers corps du mécanisme à actionner.
Les parties d'un laminoir sont représentées en dia- gramme àla figure 31; deux séries de rouleaux sont re- présentées avec; un organe de commande commun, ains que dos moyens pour régler la vitesse relative des rouleaux de chacone des deux séries, tout en permettant en même temps d'effectuer la commande des rouleaux par une source de
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force motrice commune. figure 32 est une coupe suivant la ligne XXXII
XXXII de la figure 31.
La figure 33 représente un diagramme l'adaptation du. mécanisme de contrôle amplificateur synchrone à un cancn monté à pivot.
Fig. 34 est également on diagramme représentant un mécanisme englobant les principes de l'invention, dans lequel l'action da mécanisme amplificateur est automati- quement- contrôlée par un organe électro-mégnétique qai peut indiquer l'état d'une machine, d'un four ou d'un au- tre appareil placé à distance.
Fig. 35 représente en diagramme Lui mécanisme construit conformément au principe de l'invention, mécanisme qui a particulièrement pour but de contrôler automatiquement le passage d'un ingrédient servant à la combustion, vers la chambre de combustion d'un four, par la manipulation d'un registre ou soupape de réglage , conformément aux varia- tions de pression de la vapeur, à l'intérieur d'une cham- bre chauffée par la combustion du dit fluide.
Fig. 36 représente également l'application de l'in- vention à un mécanisme de contrôle automatique, le méca- nisme de contrôle représenté étant destiné à actionner un moteur quelconque voulu, conformément à la pression de fluide existant dans un dispositif influencé pour la pres- sion , du type à soufflet.
Fig. 37 est une coure suivant la ligne 37-37 de la fig. 36.
Fig. 38 et 39 représentent respectivement deux types de bandes de friction qui peuvent être employés dans le servo-mécanisme
Fig. 40 représente un mécanisme automatique pour ac,- tionner un régulateur de fluide tel qu'un registre, con-
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fermement aux mouvements d'un thermostat, le servo-mécanis- me employé dans la combinaison ne comprenant pas d'orga- ne- de friction enveloppant.
Figs. 41 et 42 représentent en élévation (Fig. 41) et en coupe suivant la ligne 42-42 (de la fig., 41) res- pectivement , un mécanisme de contrôle amplificateur syn- chrone dans lequel le serve-mécanisme est également d'un type n'angissant pas suivant les principes de la friction enveloppante, et dans lequel l'organe de contrôle est un régulateur centrifuge.
Fies. 43 et 14 représentent une autre forme encore de l'invention. Fig. 43 est une élévation latérale d'une grosse horloge dans laquelle on emploie un servo-mécanisme du type à frein à friction enveloppante, et Fig. 44-44 est une coupe suivant la ligne 44-44 de la fig.' 43.
Mous allons maintenant décrire en détail la réalisa- tion du servo=mécansime qui est représenté dans les figs.
1 à8 inclusivement. Les parties mobiles du mécanisme sont enferrées dans une boite 10 en deux parties qui peut être en acier forgé à la presse ou en une autre matière appro- priée. Dans des ouvertures alignées de la boite se trou- vent des Manchons 11 et 2 ayant mêmeaxe, qui constituent des coussinets dans lesquels les arbres 15 et'14, ayant même axe peuvent tournoi- librement, et qui constituent également des tourillons sur lesquels les moyeux des tam- bours rotatifs 15 et 16 peuvent tourner librement. Les ar- bres 15 et 14 télescopent légèrement l'un dans l'autre, mais ne sont pas fixés l'an à l'autre. L'arbre 13 porte l'organe de manoeuvre du. servo-mécanisme , et l'arbre 14, l'arbre de contrôle .
Un troisième arbre 17 pénètre dans la boite, d'un cotéde celle-ci. Cet arbre, qui est parallèle aux arbres 13 et 14t est l'arbre moteur.
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Il est monté, de manière à tourner dans les coussi- nets alignés 18 et 19, et il est interrompu ou brisé à l'intérieur de la boite, les deux parties alignés étant normalement reliées par un embrayage 20 embrayant d'un seul bote, et qui est représenté en détail à la fig. 7.
Sur 1*'arbre moteur sont montés des pignons si, 22, les dents du pignon 22 engrenant directement aveu celles d'une bague. dentée 23, rigidement fixée au tambour 15, et les dents du pignon 21 engrenant avec celles d'une poulie de renvoi 24 (Fig. 6), dont les dents engrènent à leur tour avec celles d'une seconde bague dentée 25 solidaire du tambour 16.
Il est évident que, dans une construction semblable à celle décote, la rotation de l'arbre moteur 17 dans uan sens provoquera la rotation en sens opposé, des tam- bours 15 et 16 respectivement.
Les tambours sont des organes en forme de cuvette dont les bords sont disposés perpendiculairement au fond, et dont la disposition est telle que les bords s'étendent l'un vers l'autre, leurs bords parallèles n'étant sépa- rés que par un petit intervalle. Les faces cylindriques internes des rebords comportent des surfaces de friction, et les rubans ou bandes de friction 26 et 27 respective- ment portent légèrement contre ces surfaces. Les bandes 26 et 27 sont de même nature, comprenant une partie métal- lique avec une doublure en liège ou autre matière appro- priée.
Chacune das bandes a une extrémité de contrôle C et une extrémité motrice p. et elles s'étendent en sens opposé autour des tambours à partir de leurs, extrémités de contrôle, qui se trouvent essentiellement dans le même plan radial, comme on le voit clairement à la fig. 5.
L'extrémité de contrôle de chaque bande est boublée autour d'un étrier 28, ces étriers étant rigidement fixés à dos barbes parallèles 29-29 de même écartement, qui sont à
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leur tour fixées, par rivière ou d'autre matière, en des points diamétralement opposés, à une traverse 30 qui'est clavetée à l'élément ou arbre de contrôle 14, les bouts externes de la traverse 30 formant gouttière pour consti- tuer des pièces de conformation appropriée pour y fixer les bagues.
Les extrémités motrices des deux bouts sont pourvues de pièces similaires 31,31 et ces pièces sont reliées aux extrémités supérieures de bras oscillants 32,32, con- formés de la même manière, les extrémitésinférieures de ces bras oscillants étant montées à pivot sur des broches 33,33, lesquelles s'étendent vers l'extérieur, en sens opposéà partir d'un grand disque central transversal 34 qui est claveté à l'organe de commande 13. Les bras os- cillants s'entretoisent en effet , passant tous deux au travers d'une ouverture 35 du disque central 34, chacun d'entre eux supportant, dans le plan du dit disque, un galet antifriction 36.
Ces galets portent respectivement contre les faces inclinées d'une pièce conique 37, allant en s'effilant vers l'extérieur, et qui présente une ouver- ture axiale pour recevoir une tige 38 sur laquelle élit est montée de manière à pouvoir coulisser. Un ressort 39, de forme quelconque appropriée, sollicite radialement la pièce 37 vers l'extérieur, et tend à séparer les galets antifric- tion, et par suite à séparer les bras oscillants, et à refouler les extrémités motrices des bandes légèrement contre leurs tambours respectifs.
Lies extrémités de la tige 38 sont montées dans les bords de l'ouverture 35 pratiquée dans le disque 34, et constituent en réalité une partie intégrante du disque. La périphérie du disque 34 est pourvue d'une bande de feutre 34 qui presse légèrement contre l'es bords- des faces de friction internes des tambours, et cette bande empoche efficacement l'entrée de la poussière dans l'espace com-
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pris entre les tambours.
En supposant que l'arbre moteur tourne diane manier continue dans la direction de la flèche A (fig. 5), il s'en suit que les tambours tourneront respectivement dans
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les directions indiquées par les flèches z3 et $ , Les tmbuj.ijtuuj.'nants a a raison 1 1 fzu' i u x.. "z; 0[,- deux bandes presseront iegérëmeOT¯BnTre¯ff6D¯pieoeuonî- ques 37, ainsi que cela a été dit plus haut. Toutefois, la tendance à un retard des tambours par suite de la friction exercée par les bandes sera négligeable, la pres-
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sion étant extrêmement faible.
Cependant, si ils'suppose en outre que l'arbre-de contrôle 14 est mis en rotation à la main (ou par un appareil approprié, actionné par une force motrice tel qu'un moteur Selsyn), dans la direction de la flèche D (fig. 5), il est évident que l'extrémité de contrôle de la bande 27 sera déplacée dans la direction de la rotation du tambour 16, et que cette bande viendra en prise à friction avec le tambour , avec une force crois- sante. La bande, ainsi en prise avec le tambour, prend au tambour une quantité de force motrice qui est détermi- née par l'effort moteur que l'opérateur exerce sur l'élé- ment de contrôle 14, et cette force motrice sera fournie par l'extrémité motrice P de la bande, par l'intermédiaire du bras oscillant correspondant et du galet antifriction
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36, .a pièce conique 37.
Cette dernière pièce est construi- te de manière à être immobile sur sa tige de support 38, sous l'action d'un seulement des galets antifriction,
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c:'est-à-dire quand l'une des bandes seulement est)en prise, la composante radiale de la force exercée par le galet sur la pièce conique étant de grandeur moindre que la force nécessaire pour surmonter la résistance par friction de la pièce conique au glissement vers l'intérieur.
Par suite , la pièce conique constitue una butée fixe, et la forue motrice ..fournie par l'extrémité motrice de la bande est transmise directement au disque 34, et de la à l'arbre
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de commande 15 sur lequel le disque est claveté; rendant ce temps, la bande 26 a fêté dégagée du tam- bour correspondant, le mouvement 'de l'arbre 14 dans la direction do la flèche D servant à serrer la bande 27, mais à relâcher la bande 26 Il n'y a donc pas, dans le mécanisme, d'opposition à la rotation de l'arbre de com- mande 13.
la rotption de 1 'arbre de contrôle '14 dans une direc- tion opposée à celle indiquée par la flèche D aura pour résultat de relâcher la bande 27, et de mettre en prise la bande 26 de telle sorte que l'arbre 13 tourne également dans la direction opposée.
La pièce conique 37 est cons- traite de telle sorte que quand il n'y a qu'une seule des deux bandes qui agit pour transmettre de la force matrice, cette pièce constitue une Lutée fixe, ainsi que cela a été expliqué plus haut. Toutefois, si à un moment donné, ily a une tendance des deux bandes à venir en prise avec leurs tambours respectifs, de sorte que les deux galets antifriction 36 agissent simultanément sur la pièce coni- que 37 avec des forces dirigées en sens opposé, et égales ou à peu près égales, il est évident que la résistance de friction de la pièce 37 au glissement sur la tige 38 disparaîtra , et que la pièce 37 se déplacera radialement vers l'intérieur, en antagonisme à l'action du ressort 39, pour faire cesser la prise- simultanée des bandes.
Par suite , la pièce 37 et son mécanisme constituent un dis- positif d'ajustement automatique qui empêche les pertes excessives par friction, dues a une venue en prise simul- tenée des bandes; elle assure que les bandes soient main- tenues légèrement en prise, par friction, avec leurs tam- bours respectifs, de sorte qu'il ne se produira pas de mouvement perdu, avec les vibrations qui en sont la consé- quence ;
elle constitue enfin Lui organe de rattrapage de l'usure, parce quelle fonctionne également bien dans
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toutes les positions dans lesquelles elle peut être placée, et que, s'il se produit une usure de certaines parties du mécanisme, elle se déplacera vers l'extérieur, de ma- nière à rattraper le jeu pouvant résulte* de cette usure.
L'embrayage 20 est établi de telle sorte que la por- tion de l'arbre moteur qui se trouve à l'intérieur de la boîte peut toujours être mue par la source extérieure de force motrice, quelle prisse être, dans la direction de la flèche A (fig. 5). Si le sens de marche de la source de force motrice vient à être renversé, l'embrayage se défera de lui-même.
Au cours du fonctionnement naturel du mécanisme, les arbres 14 et 13 se trouveront toujours essentiellement dans la même face de mouvement. Ils ne sont naturellement pas reliés l'un à l'autre, sauf par le mécanisme intermé- diaire, mais 'il y a si peu de jeu., par les bandeset les pièces coniques, d'un arbre à l'autre, que le mouvement de l'arbre 14 a pour résultat un mouvement essentiellement simultané de l'arbre 13. Lorsque l'opérateur de l'élément de contrôle cesse de le faire tourner, la bande qui est en prise se dégage immédiatement, et l'arbre 13 vient éga- lement à l'arrêt, ce qui assure ainsi le maintien' de la phase entre les deux arbres.
Il est également évident que l'opérateur peut faire tourner l'arbre 14 à une vitesse quelconque allant depuis zéro jusqu'à la vitesse de rota- tion des tambours, les bandes recevant des tambours juste assez d'énergie pour obtenir le résultat voulu.
. Dans certains cas, il est avantageux que l'organe ou arbre de commande 13 soit actionné à la main , au cas par exemple où le mécanisme cesserait de fonctionner par suite de la rupture des bandes ou d'un dérangement '-.de la source d'énergie. Comme les extrémités en forme de gouttière de la treverse 30 s'étendent au travers des ouvertures 40 du disque 34, ouvertures qui ne sont pas d'une largeur légè-
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rement plus grande que selle des extrémités de la traver- se, les arbres de contrôle et de commande sont empêchés de tourner l'un par rapport à l'autre dans une mesure ap- préciable, même si les bandes ont cessé de fonctionner.
Préalable ment à tous dérangements des bandes, les portions extrêmes des traverses se trouveront au centre des ou- vertures 40, carme on le voit à la fig. 3, mais en aucun moment elles ne toucheront les bords de ces ouvertures.
Naturellement, un dérangement d'ouïe bande permettra un mouvement relatif de la traverse et du disque 34:', de telle sorte que les parties extrêmes de la traverse frapperont contre les bords des ouvertures . lorsque l'arbre 14 tour*, nera dans l'un ou l'autre sens . pendant la manoeuvre à la main, en cas de dérangement de la source de force motrice, les bandes fonctionneront comme précédemment, et l'arbre moteur 17 tournera dans la direction de la flèche A.
Na- turellement, lorsque la partie de l'arbre moteur qui se trouve à l'intérieur de la boite est mise en rotation dans la/direction de la flèche A, l'embrayage 20 dégage automa- tiquement cette port ion de celle qui se trouve en dehors de la boite et est reliée à la source de force motrice, de sorte qu'il n'est pas nécessaire pour l'opérateur de faire également tourner à la main le moteur électrique ou. autre moteur qui pourrait être employé pour faire tourner l'ar- bre moteur. pendant la manoeuvre du mécanisme, la force motrice appliquée à la main est accentuée ou multipliée un grand nombre de fois, c'est-à-dire qu'un léger effort moteur exerce sur l'arbre de contrôle aura pour résultat un ef- fort moteur considérable sur l'arbre de commande.
Cet effet est amené par la coopération des bandes et des tambours, qui agissent conformément aux principes bien sonnas de " friction enveloppante". Le mécanisme peut être établi
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Pour donner divers rapports d'amplification d'énergie, pour différents usages, en modifiant ses dimensions, et en em- ployant des bandes de genres divers. Si on le désire, le dispositif peut être pourvu, de bandes additionnelles re- liées aux extrémités du contrôle des bandes représentées, dans le but de les amener à la position de prise, ce qui augmente considérablement la multiplication de l'énergie.
La seconde réalisation de l'invention, représentée aux figures 9, 10 & 11, est principalement basée sur l'é- tablissement d'un système comprenant un servo-mécanisme du type général décrit ci-dessus, mais sans le dispositif d'ajustement automatique, c'est-à-dire, sans la pièce coni- que coulissante intercalée entre les extrémités motrices des bandes. Les tambours tournants, dans cette forme de l'invention, sont indiqués en 15a et 16a respectivement, et les arbres de commande et de contrôle, par 13a et 14a respectivement, L'appareil 'peut comprendre une boite appro- priée, et des moyens appropriés quelconques pour faire tourper les tambours dans des directions opposées.
Sur l'arbre de contrôle est claveté un moyeu, duquel rayonnent les bras de contrôle 30a, et les extrémités de contrôle des bandes 26a & 27a sont fixées aux extrémités des dits bras. Les extrémités motrices des bandes sont pourvues de plaques ayant des ouvertures pour recevoir les oreilles 45 d'une batée ajustable 46, montée de façon à pouvoir tourner, sur une saillie 47 en forme de broche, d'un arbre 48, lequel fait partie d'un moyeu 49 claveté sur l'organe de commande 13a,
L'organe d'ajustement 46 peut tourner sur l'axe 47, et pour effectuer cette rotation, il est pourvu, diane sé- rie de dents extérieures 50 qui engrènent avec celles d'une vis sans fin 51.
La vis sans fix 51 présente un axe 52, faisant sallie axialement, et dont l'extrémité est car- rée en 53 pour reuevoir une clé qui peut être introduite
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au travers de l'ouverture 54 pratiquée dans le tambour L 16a, La rotation de la vis sans fin et de l'organe d'ajus- tement effectue un mouvement des extrémités motrices des 'bandes dans des directions opposées, et par suite de ce mouvement de rotation, les bandes peuvent ou bien être pressées simultanement plus fortement contre les tambours avec lesquels elles coopèrent, ou. bien être simultanément écartées des tambours.
Bien que l'a justement ne soit pas automatique. , coume dans le uas de la pièce conique de la 'première réalisation de l'invention qui a Rté décrite, une construction telle que celle qui vient d'être citée petit être satisfaisante lorsqu'on a de temps en temps l'occa- sion d'effectuer un réglage à la main. naturellementle réglage ne peut pas se faire pendant que les tambours sont en train de tourner. La vis sans fin verrouille l'organe . d'ajustement 46 pour empêcher tout mouvement accidentel.
Bien que l'on n'ait représenté et. décrit que les parties de cette réalisation de l'invention qui se rapportent plus particulièrement à la forme nouvelle de dispositifs d'ajustement des bandes, il est bien entendu que l'on peut employer une boite appropriée, des organes de comman- de et un embrayage du type général représenté aux figures 1 à 8.
Une troisième réalisation de l'invention est décrite et représentée aux figures 12 à 15e, et dans ce cas la principale différence avec les ,cieux formes précédentes consiste en l'absence d'un organe d'ajustement des ban- des, et en la manière à laquelle les bandes de friction, sont montées et contrôlées. Les deux tambours 15b et 16b, sont mis en rotation en sens opposés, par un roue d'angle 21b, dont les dents engrènent avec les dents d'une roue d'angle qui se font face sur la périphérie des tambours.
L'organe ou arbre de commande 13b s'étend complètement au travers des tambours, et, enfait, les tambours sont
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montés pour tourner sur cet arbre qui est supporté dans des portées appropriées 56,56. L'arbre 13b est fait creux, -pour lui permettre de recevoir Isolément ou arbre de con- trôle 14b, ayant même axe, et il est également pourvu. d'une fente au travers de laquelle passe le bras de con- trôle 30b' de l'élément de contrôle. Sur l'extrémité du. bras de contrôle pivote la traverse 30b formée à la maniè- re représentée et dont le fonctionnement sera décrit plus lo in.
L'arbre de commande 13 est pourvu de bras 34b fai- sant saillie graduellement, qui sont situés dans le même plan axial, et sont de largeur égale. Les bandes de fric- tion 26b et 28b sont relativement larges, et leurs extré- mités sont pourvues d'organes ou sabots de renfort 58, Cependant, ces bandes ne sont pas reliées mécaniquement, ni à la traverse de contrôle, ni aux bras de commande da mécanisme. Comme on peut le voir par la figure 13, les extrémités adjacentes de chacune des bandes sont éuartées l'une de l'autre d'une distance plus grande que la largeur de l'organe 30b' et des bras de commande, de telle sorte que la traverse et ces bras peuvent se déplacer d'un(,- légère distança de chaque coté d'une position centrale, avant de venir en contact aveg les extrémités des bandes.
La rotation de l'élément de contrôle dans l'une ou. l'autre direction, provoque un déplacement angulaire du bras de contrôle dans cette direction, et le traverse viendra en contact respectivement aveu les extrémités adja- ventes des bandes, de telle sorte qu'une force sera exer- cée sur les extrémités des deux bandes. toutefois, la tra- verse rencontrera l'extrémité de contrôle d'une des ban- des, et l'extrémité motrice de l'autre bande, et il s'en sait que la venue en prise d'une bande et de son tambour ne s'effectuera que lorsque la prise s'est faite par l'ex- trémité de contrôle. Comme résultat de ce mouvement , l' ar-
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bre de commande sera mis en rotation à la manière ordinai- re.
Dans une constraction telle que celle qui vient d'ê- tre décrite , les deux extrémités de chaque bande inter- vertissemt leurs fonctions en cas de renversement de la marche ci(, la roue dentée 21b, et il n'est pas nécessaire de faire tourner les tambours dans une direction cons- tante..Dans certaines -circonstances, uette faculté de pouvoir changer le sens de rotation de l'arbre moteur, présentera de grands avantages .
L'action des organes de contrôle sur les bandes de friction, dans le fonctionnement de cette forme du dispo- sitif, sera comprise clairement par une inspection des figures 15a et 15e inclusivement, dans lesquelles sont illustrées en diagramme les diverses positions des organes de contrôle et des bandes, pour différents sens de rota- tion de l'arbre de commande . Dans la figure 15a, les tam- bours 15b et 16b sont supposés tourner dans les directions desw floches F et F' respectivement, Les deux bandes 26b et 27b so.it inactives , aucune pression n'étant exercée sur elles par l'organe de pression 30b; du mécanisme de contrôle.
Les extrémités motrices P des deux bandes re- posent contre les cotes -opposés des bras de commande 34b, les bandes étant continuellement légèrement en prise à friction avec les tambours. L'organe de pression 30b'oc- cupe une position neutre.
En supposant que le bras decontrôle soit déplacé dans la direction de la flèche F2 (figure 15b), l'une des extrémités de l'organe de pression rencontrera 1'extrémité motrice P du bras 27b,et elle tournera alors sur son axe de telle sorte que son extrémité opposée portera contre l'extrémité de contrôle C de la bande 26b, L'extrémité motrice 2? résistera au mouvement dans une direction con- traire à. la direction de rotation du. tambour 16b. avec
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une force de grandeur telle que l'extrémité de cette bande constituera une butée relativement fixe pour l'extrémité gauche de l'organe de pression 30b'de telle sorte que l'extrémité droite de cet organe (fig.
15b) exercera une force considérable sur l'extrémité de contrôle C de la bande 26b Il en résultera que la bande 26b viendra forte- ment en prise aveu son tambour et que l'extrémité motrice
2 de cette bande fournira une force suffisante pour faire tourner Isolément de commande , à volonté, dans la direc- t'ion de la flèche F. rendant la rotation directe de l'élé- ment de commande dans cette direction, la bande 27b sera déplacée dans une direction contraire à la direction de rotation du. tambour 16b, et on constatera certaines pertes par friction. Cependant le mécanisme fonctionnera d'une manière satisfaisante, malgré cette actionn retardatrice de la bande 27b.
Dans la figure 15c, l'élément de contrôle est action- né dételle sorte que le bras de contrôle se meut dans la direction de la flèche F3, les directions de rotat-ion des tambours restant toutefois les mêmes. Dans ce cas, l'ex- trémité de contrôle de la bande 27b est en prise aveu for- gane 30b'.et .cette bande est active, la bande 26b étant déplacée dans une direction -contraire à la direction de rotation du tambour associé avec elle. Les figures 15 & 15e sont de nature semblable, mais représentent le mode de fonctionnement de l'organe de contrôle quand le sens de rotation des tambours est renversé, ainsi que c'est in- diqué par les flèches F et F'.
Dans ce cas, les extrémités de contrôle et motrice des bandes sont également renver- sées , ainsi qu'on peut le remarquer en comparant ces fi- gures avec les figures 15b & 15c.
Une forme de l'invention qui permet un ajustement manuel des bandes ajustement qui peut être effectué pen- dant le fonctionnement du mécanisme, c'est-à-dire pen-
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dant que les tambours sont en rotation, est représentée aux figures 16 à 20 inclusivement, D'autres différences importantes avec les mécanismes précédemment décrits sont également représentées, et elles vont être décrites en
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détail ci-après.
Les t-nriibours 15c et 160 sont montés de façon pouvoir tourner sur 1 farbre de commande 13c', le- quel est supporté dans' des portées 60,60. Les tambours sont pourvus de moyeux internes et la surface externe de l'un de ces moyeux, c'est-à-dire la surface externe du moyeu. - ;
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l5ot, constitue une surface de friction cylindrique. Les extrémités de contrôle C des bandes 26e et 27c sont bou.- clées autour de chevilles 60 ayant même axe, qui sont pla- tées aux bouts externes de bras 61.
Les bouts internes ae ces bras étant fixés, de manière à ce qu'ils ne puissent pas tourner, sur un arbre oscillant 62. e court arbre est monté de manière à pouvoir tourner dans des portées alignée, de la saillie 63, en forme de gouttière, d'une pièce 64 qui est solidaire de l'arbre de commande ou clavetée dessus
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L'extrémité motrice 1' de la bande 26P est fixée â un bras 65 s f étendant radialement, et qui est solidaire de la pièce 64, tandis que liaxtrémité motrice z de la bande 27 est fixée au bout externe d'un levier 66, pivotant en 67 sur une courte saillie de la pièce 64.
Le bout interne du levier 66 est pourvu. d'un segment denté 68, dont les dents engrènent avec les dents d'un pignon 69, solidaire d'un
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manchon '7e, qui s'njuste exactement à :.3Tntérieur de l'nr- biro de 001m nnclp oraux. *\ son bout externe, le manchon 70 est mani d'une roue hélicoïdale 71, dont les dents engrè-
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nent avec. une vis sans fin It montée, de façon à pouvoir tourner, dn1S des oreilles 73 formées sur la périphérie cL'an disque 74 solidaire de l'arbre-de commander La rota-
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t ion de la vis sans fin a do;
.lt... pour effet la rotation du manchon 70 et du pignon 69, ce qui provoque an mouvement
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do.'levier 66 et, par suite, la contraction ou l'expansion de la bande 27c,
Les extrémités de contrôle des bandes se manipulent
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en faisant basculer l'arbre oscillant 63. et arbre oscil- lant est déplacé dans un sens par l'action cltun ressort 75, lui tend normalement à la tirer dans l,e sens des ai-
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guilles d'aile montre (fig. 18) ;. l'extrémité opposée du ressort étant fixée au bras rigide 65;
larbre 62 est sollicité dans le sens opposé par la traction d'une troi-
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sième bande de friction '76. dont l f extrémit motrice est reliée à tin arbre 77, lequel est claveté ou fixé d*autre . manière, sans pouvoir tourner, sur l*arbre 62. La bande de friction 76 passe autour du tambour interne 1,51-' , dont il a été question plus haut, et son extrémité de contrôle
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C est reliée au bout externe dtari brus de contrôle 78 d'un élément de contrôle 79 qui s'étend 8xil.llenent au. travers du m 3nan.on 70. L'arbre de commande est fendu en 80 pour le passage du bras de contrôle 78.
Les tambours étant en rotation, mais aucun en fort mo- teur n'étant exercé- sur l'élément de contrôle, les or- ganes occupent les positions dans lesquelles ils sont représentés à la figure-18. Alors, le ressort 7b agit pour
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amener la bande w7 en prise avec son tambour, mais Inac- tion du ressort est contre balancée par la traction de la bande 76 qui est continuellement légèrement en prise avec le tambour 15c, Dans ces conditions, les extrémités de contrôle des bandes ne sont déplacées ni dans un sens ni
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dans lfautro.
Si on fait tourner l'élément de contrôle 79 de manière à déplacer le bras de contrôle 78 dans un sens opposé à celui des aiguilles d'une montre, la bande interne 76 prendra sur le tambour 15 , et exercera une traction suffisante sur le bras 77, pour déplacer ce bras . vers le haut (fig. 18) en antogonisme à l'action du res-
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sort 75 et, par suite, contracter la bande 27cet dilater
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la bande 26 t; avec ce résultat que l'arbre de commande tourne en sens inverse des aiguilles d''.me montre.
Si par contre, on déplace le bras de contrôle 78 dans la direction desaiguilles d'une montre (fig. 18), la traction à fric-
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ton de In bande '7 sur le bras 77, exercée normalement "mE' Manière constante, cessera de s8'(s6Jl.ui1' et le res- sort 75 apira peur faire osciller l'arbre G2 dans le sens des aiguilles êl Ill;,!:, montre, avec ce résultat que la ban- de 3G sera contractée, et que la bande ±7 viendra en prise avec le tambour correspondant. Alors, l'arbre de o 01 Jl,1111tl.(-1 'to arne redans le sens des aiguilles d'une mon- tire.
A Lui moment quelconque, s'il semble qu'il y ait des pertes excessives par friction, dues à la prise trop for-
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te exercée par les bandes ±6 et ±7 sur leurs tambours respectifs, ou s'il a un relâchement des bandes, résul- tant des vibrations produites entre la position resserrée de l'une des bandes et la position resserrée de l'autre, on peut faire tourner la vis sans fin 72 par la vis à molette prévue pour effectuer l'a justement voulu de la b ande.
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JJt inventel1l' a en vue, pour développer son invention sous ses diverses formes, 1* emploi de bandes de friction ayant diverses dimensions, diverses conformations et pré- sentant des différences générales dans leur construction.
Dans les réalisations de l'invention qui ont été décrites, les bandes qui ont été représentées et décrites comprennent des bandes métalliques avec des doublures en une matière telle que le liège.. Toutefois, 1* invention n'est en au- cune façon limitée à un type particulier quelconque- ni à une construction particulière de bande de friction, nià une matière première quelconque, et l'invention comprend
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lfemploi de toute bande qui soit â 2oine de remplir les
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conditions voulues.
Par exemple, la bande métallique conti nue peut être remplacée par une série de sections reliées entre elles, la bande peut être de forme hélicoïdale au lieu d'être de forme annulaire, ce peut être une bande de tension au lieu d'être une bande de compression, et elle peut être faite en une matière quelconque ou aveu ou sans doublure ,si on le désire.
A titre d'exemple, un servo-mécanisme employant un type hélicoïdal de bande est représenté aux figs. 21 à 24 inclusivement. Dans ce cas, l'arbre de commande 13d est Lion- té dans des portées 82, est creusé pour recevoir l'élément de contrôle 14d, et supporte, de manière à pouvoir tour- ner, ces tambours 15d et 16d, Chacun de ces tambours est pourvu. d'un organe 83 formant cuvette circulaire, qui y est fixé rigidement, les bords en regard de ces organes étant biseautés et dentés. Une roue d'angle 21d engrène avec les dents des organes 83 et, quand on la fait tourncr provoque la rotation des tambours en sens opposés.
Entre ses portées, l'arbre de commande est pourvu d'un moyeu 13d'. auquel est boulonnée une bague presque conti- nue 84, la périphérie de cette bague supportant un organe cylindrique 85 ayant même axe que l'arbre de commande, et dont la surface interne n'est qu'à une légère distance des surfaces de friction externes, alignées des tambours.
Une bande hélicoïdale est logée entre les tambours et le cylindre 85. mentionné en dernier lieu, les. extrémités de cette bande étant fixées à des.rebords 86, ajustable- ment fixés au extrémités du cylindre 85 par des vis 87, et la partie médiane élargie de la bande étant rivée, ou. fixée d'autre manière, à l'extrémité en forme de T du bras de contrôle 30d, lequel est solidaire de l'élément de contrôle 14d
La bande est d'une épaisseur qui va en diminuant à
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partir de ses extrémités vers la portion médiane, c'est- 8,-dire depuis ses extrémités motrices jusqu'à sa partie de contrôle.
Bien qu'elle soit d'une structure continuo, cette bande fonctionne en réalité comme deux bandes, et pour cette raison la partie qui se trouve à la droite du bras de contrôle 30d (fig. 21) et désignée par 26d et celle qui se trouve à la gauche du bras de contrôle 30d est désignée par 27d, ..Naturellement, la rotation de l'élé- ment de gontrôle 14d'dans une direction provoquera la contraction de la portion de bande 26det l'expansion de la portion de bande 27d. et la rotation en sens oppésé inversera cette action des bandes. la partie de bande 26d étant contractée, le tambour 15d est amené en prise, et il en résulte une rotation du cylindre 85 et de l'ar- bre de commando 13d dans la même direction; le cylindre étant rigidement relié à l'arbre de commande.
La rotation de l'élément 14d dans la direction opposée provoquera la venue en prise de la partie de bande 27d, et la rota- tion de l'arbre de commande dans la direction inverse. Il est évident que lorsque la bande est trop lâche, il ne se produira aucune prise quand le bras de contrôle se dé- placera dans les limites étroites dans lesquelles on dé- sire maintenir les mouvements de l'arbre de contrôle, et il est par suite nécessaire de prévoit. un ajustement. En desserrant les vis 87 et en faisant tourner les rebords 86, on peut serrer ou relâcher à volonté les parties de bande, les vis traversant des fentes prévues dans les rebores à cet effet.
Dans chacune des réalisations de l'invention qui ont été décrites jusqu'ici, on a prévu, deux tambours tournant dans des directions opposées. Dans certains cas, il peut être avantageux de n'avoir qu'un tambour unique, tournant continuellement dans une seule direction, et pour cette
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raison on a également représenté, aux figs. 25, 26 et 27, une construction dans laquelle le mouvement d'un organe de commande, dans l'un au dans l'autre sens, peut être effectué par de'. l'énergie prise à Lui tambour unique, dont la direction de rotation est invariable.
L'arbre de commande est, dans ce cas indiqué par 13e et l'élément de contrôle par 14e, l'élément de contrôle se trouvant à l'intérietir de- 1* arbre de commande, lequel est fait creux dans ce but, le bras de contrôle 30e de l'élément de con- trôle traversant Luie fente radiale prévue dans l'arbre de commande.
Il n'y a qu'un tambour unique 15e, ce tambour étant monté , de façon à pouvoir tourner sur l'arbre de comman- de, et étant actionné par une source d'énergie quelconque.
Le tambour est pourvu d'un moyeu, axial 26edont la sur- face externe cylindrique comporte une surface do friction.
Deux bandes sont représentées, qui viennent en prise avec: la grande surface de friction cylindrique interne da tam- bour, ses bandes étant indiquées par 26e et 27e. L'extré- mité motrice p de la bande 27e est montée à pivot sur l'un des bras d'un levier coudé 91'', lequel est monté pour osciller sur une broche 92 faisant également saillie sur le disque 91.
l'autre bras de ce levier coudé est relié avec lextrémité motrice d'une bande de friction 93, cette bande de friction 93, cette bande péssant autour du petit tambour 26e1et son extrémité de contrôle étant reliée au bout externe du bras de contrôle 30e,
L'extrémité motrice P de la bande 26e est reliee à rivot à une broche 94, qui fait saillie latéralement eux sur un disque ou organe 95, monte de manière à, tourner librement sur l'arbre 13e, L'extrémité de contrôle de cette bande est reliée à pivot au bout externe d'un levier 96, dont le bout interne est monté à pivot sur une broche 97,
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qui fait également saillie latéralement sur le disque 95.
Un ressort 98 dont l'une des extrémités est reliée au le- vier 96, et dont l'autre extrémité est reliée à une bro- che 99, faisant saillie sur le disque 95, tend normalement
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z, amener l'extrémité de contrôle de la bande 6e contre le tambour.
La périphérie du disque 95 est dentée,et ses dents engrènent avec celles d'un petit pignon d'angle 100 monté
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ue façon à pouvoir tourner sur fine broche fixe loi. Le pi- gnon 100 est également ele prise aveu les dents d'un troi- sième disque 102. qui est claveté sur 1* arbre de commande.
Au. cours du fonctionnement normal du dispositif, la
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bande 263$ en raison de l'action du ressort 98. est con- tinuellement en prise à friction avec le tambour, et le
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disque 95 est par suite sollicité à tourner en sens cson.- traire des aiguilles d'une montre, (fig. P,7). naturellement, ce disque n'est pas directe.ment relié à lxarbre de c:om- mande, et la force qui tend à le faire tourner est trans- mise à ltarbre de commande seulement par Ifintel.'D1édiaire du pignon lOC et du disque 1U2, de telle sorte que la for- ce prise au tambour est finalement appliquée à l'arbre de connande deft.1l1J1ièrA tendre à faire tourner l'arbre de connando dans le sens des aiguilles d'une montre.
Cette force de friction constante, tendant à faire tourner l'ar- bre de commande dans le sens des aiguilles d'une montre est contrariée par la forue de friction constante de la
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bande 27e , qui tend à faire tourner l'arbre de commande en sens opposé à celui des aiguilles d'une montre. La ban- de 93 a continuellement une légère prise à friction avec
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le tambour P,6'3 et la bande 37G a continuellement un lé- ger contact à friction avec la tambour 15e Normalement, l'effort moteur exercé sur l'arbre de commande dans ., un sens est exactement égal, comme grandeur, à leffort moteur dans l'autre sens, et par suite l'arbre de comman-
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de reste stationnaire.
' Si on déplace le bras de contrôle 30e dans la direc- tion des aiguilles d'une monter, (fig. 26¯ la bande 96 cessera d'être en contact avec la tambour 26e1avec ce résultat que la friction de la bande 27e contre le tam- bour deviendra beaucoup moindre. Toutefois, la friction entre la bande 26e et la tambour 15e restant la même, les efforts moteurs ne seront plus équilibrés, et l'arbre sera obligé à tourner dans le sens des aiguilles d'une montre.
Si on déplace le bras de contrôle 30e dans le sens oppose à celui des aiguilles d'une montre (fig. 26), la bande 93 serrera plus fortement le petit tambour 26e' et l'extré- mité de contrôle de la bande 27e sera repoussée contre le tambour principal. Par suite, une force très considéra- ble sera prise au tambour principal, et fournie au dis- que 91 par la bande 27e. et Iteffort moteur ainsi produit vaincra l'effort moteur constant transmis à l'arbre à par- tir de la bande 26e Il en résultera que 1$arbre tournera en sens opposé à celui des aiguilles d'une montre (fig. 26)
Une dernière réalisation de 1* invention, choisie pour la représenter, fait l'objet des figures 28, 29 et 30.
Cette forme de mécanisme est à certains égards similaire à celle décrite et réprésentée aux figures 25,26 et 27, mais elle ne comprend pas l'emploi d'un organe à friction constante portant contre le tambour unique, et y substitue une seconde bande manoeuvrable- à la main. L'arbre de com- mande est désigné par 13f, l'élément de contrôle par 14f et le tambour unique par 15f, ces trois organes ayant un axe commun, comme dans les autres formes de l'invention précédemment décrites. L'arbre de commande et le mécanis- me de contrôle sont supportés dans des portées pratiquées dans une base ou piédestal 103, et le tambour est égale- ment supporté par cette base.
On peut prévoir des moyens
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quelconques appropriés pour faire tourner le tambour dans une direction qui, pourun mécanisme construit comme re- présenté aux figures, doit-être la direction des flèches F des figures 29 et 30
Deux bandes 26f et 27f sont représentées , l'extrémi- té motrice de la bande 27f étant fixée sur le bout exter- ne d'un bras 104 solidaire de l'arbre de commande 13f, et l'extrémitémotrice de la bande 26f etant fixée à une broche 105 faisait saillie latéralement sur an disque 106.
Ce disque est monté de manière à tourner librement sur une saillie horizontale, formant manchon, de la base 103, qui a même axe que le tambour et l'organe de comman- de. la périphérie du disque 106 est dentée, et ses dents engrènent avec celles de la roue dentée 107 montées de manière à pouvoir tourner sur une broche 108 fixée dans la bague. 'Un second disque 109 porte des dents périphé- riques qui engrènent également avec les dents/de la roue d'angle 107 le disque 109 étant -claveté à l'arbre 13f,
De tout ce qui précède, il est apparent que les. ex- trémités motrices des bandes sont reliées de telle sorte à l'organe de commande que lorsqu'une des bandes devient active, elle fait tourner l'organe;- de commande dans une direction, et que quand;
l'autre bande devient active, elle fait tourner l'organe de commande dans la direction oppo- sée.
L'extrémité de contrôle de la ban&e 27f est reliée au bout externe d'on bras de contrôle 110 dont le bout interne est fixé sur l'élément de contrôle 14f L'extré- mité de contrôle de la bande 26f est reliée au bout exter-' ne d'un brns de contrôle 111, et le bout interne de ce bras est fixé sur lune des extrémités d'un organe Ils, en forme de manchon, qui est supporté de manière à pouvoir tourner, sur l'élément de contrôle 14f.
Le manchon 112 et la tige l4f sont respectivement pourvus de roues dtan-
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gle 113 et 114 se faisant face, les dents de ces deux roues engrenant avec les dents d'un pignon d'angle 11 monté de façon à pouvoir tourner sur une broche 116 fixée dans le bâti. Il est apparent que le mécanisme de contrô- le est disposé de telle sorte que lorsqu'on fait tourner l'élément 14f dans une direction, l'une des bandes se dila- tera et l'autre se contractera et que, si l'on fait tourner l'élément 14f dans la direction opposée, c'est la première bande qui se contractera, et la seconde qui se dilatera.
La réalisation de l'invention qui vient d'être dé- c;rite fournit une méthode compacte et satisfaisante pour obtenir une rotation illimitée d'un organe de commande, dans l'un ou dans l'autre sens, par de l'énergie provenant d'un tambour tournant une direction seulement, on pourrait projeter et construire d'autres mécanismespour remplir les mêmes fonctions, c'est-à-dire pour permettra à un opérateur d'obtenir une rotation continue d'un arbre de commande à partir d'un organe moteur n'ayant qu'un sens de rotation unique.
Dans la cas où la rotation con- tinue de l'organe de commande dans les deux directions n'est pas nécessaire, ou n'est pas désirable, on peut simplifier considérablement le servo-mécanisme sans qu'il cesse de remplir son but principal, lequel consiste à prévoit an mécanisme par lequel un opérateur peut mani- puler une machine offrant une grande résistance au mouve- ment, par )une force motrice, mais toujours sous le con- trôle complet, direct ou indirect, de l'opérateur , non selemnt en ce qui concerne la vitesse exacte du mouve- ment, mais encore en ce qui concerne son amplitude exacte.
Dans aucune forme de l'appareil, l'arbre de commande ne peut transmettre au corps à manipuler, ou au mécanisme à actionner, une force plus grande que celle qui est com- muniquée au servo-mécanisme par l'organe moteur, plus ,
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naturellement, la force relativement faible que l'opéra- teur, ou le moteur de contrôle, exerce sur l'élément de contrôle. Toutefois, dans les limites de la capacité de l'appareil, l'effet du contrôle est instantané, l'arbre de commando suivant immédiatement dans ses mouvments les mouvements de l'élément de contrôle, et lamplitude de mouvement de 1''arbre de commande êta.nt exactement celle de l'élément de contrôle .
La vitesse de rotation de l'arbre de commande est égale à la vitesse de rotation de l'élément de contrôle, de telle sorte que le mécanisme consttue un moyen de faire fonctionner l'arbre de comman- de à une vitesse quelconque voulue , et sous un angle quelconque voulu, et pour appliquer, par l'intermédiaire de l'arbre de commande, une force qui soit de nombreuses fois plus grande que celle qui est appliquée à l'élément de contrôle.
La force notrice utilisée, pour actionner le ou les tambours peut être dérivée d'une source quelconque appro- priée. On peut utiliser corne source de force motrice un arbre à rotation constante, mais il n'est pas nécessaire que cet arbre tourne continuellement, pourvu qu'il tourne pendant qu'il est appelé à fournir de la force motrice.
Il ne faut pas que les tambours tournent continuellement à la même vitesse, le mécanisme fonctionnant à toute vites- se allant jusqu'à la vitesse des tambours , pourvu que les bandes prennent aux tambours un effort moteur suffisant pour actionner l'organe de commande, sans égard à la vi- tesse exacte des tambours et pourvu naturellement qu'un effort moteur suffisant soit disponible. la premiere réalisation du. mécanisme de-, contrôle amplificateur synchrone complet, choisi à titre d'exemple, est représenter aux figures 31 et 32, Dans ce cas, les rouleaux disposés horizontalement, d'un train de laminoir
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sont indiqués par 120 et 121 respectivement.
Bien que deux de ces rouleaux seulement soient représentés, il est bien entendu que des rouleaux similaires sont disposés, soit directement au-dessus, soit directement au-dessous de ceux qui sont représentés, et tournent en sens opposé de ceux représentés,et que ces rouleaux sont espacés de manière à presser sur les faces opposées d'un objet ou pièce passant dans le laminoir.
Un moteur produisant la force motrice est indiqué en 122, et il est entendu que ce moteur peut être soit un mo- teur électrique, soit un autre moteur d'un type quelcon- que approprié. Son arbre,moteur 123 porte trois pignons fixes, dont le premier, Le pignon 124, engrène avec un pignon de renvoi 125, lequel engrène à son tour avec un
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pignon plus grand 126 fixé au rouleau. 130. Le rouleau 120 est donc en tout temps actionné directement par le mote ur .
Un second pignon 127 porté par l'arbre 123, engrène avec les dents formées sur la périphérie d'un tambour 128 monté de façon à pouvoir tourner sur l'arbre de commande
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129 dtune unité de servo-mécanisr.le d'un type simple. Sur Itarbre de commande 129 est fixé un pignon 130, qui engr6- ne avec un pignon 131 fixé au rouleau 131.'Le rouleau 121
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est par suite entrainé par le moteur 122, mais par lutin- termédiaire du servo-rnéc;anisrno au lieu de l'être directe- ment.
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Un troisième pignon 152t qui est un pignon d'angle, est monté sur l'extrémité de 1* arbre 12;, et ce pi- gnon engrène avec un second vignoo\l d'angle 133, fixé sur l*extrémité d'un court arbre IJ4. L'extrémité oppo- sée de l'arbre 134 porte un disque 135, de préférence
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garËi d'une matière de friction. Une roue de friction 136 -porte contre ce dernier disque, cette roue à friction étant montée sur l'élément de contrôle 137 du aarvo-méca- nisme. Le bras de contrôle 138 du mécanisme de contrôle,
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qui est solidaire de l'élément de (contrôle, porte l'ex-
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tréiaité du contrôle C d'unie bande de friction 139 qui est disposée pour venir en prise aveu la face interne du tam- boar de friction lZ8.
L'extrémité motrice, 1> du tambour de friction est reliée à un bras de commande 140 soli- daire de l'organe de commande 129.
La roue de friction 136 est montée à languettes et
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rainares sur l'élément de contrôle 137, de telle sorte qu'elle peut se mouvoir axialement le long de'éléments de contrôle, par 1 'inter iidd i¯aite d'un dispositif d'ajus- tement dont une partie 141 présente des bras qui s'éten- dent sur les cotés opposés du disque et touchent pres- que celui-ci, et une tige filetée 142, manoeuvrable à la main, pour faire avancer ou reculer cet organe.
La rotation de l'arbre moteur 123 dans la direction de la l'ièche A a pour résultat la 'rotat ion des rouleaux
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120 et 12l dans la direction des flèches B-B, le rouleau 120 étant actionné directement, et le rouleau 121 étant actionné par l'intermédiaire du servo-mécanisme , ainsi que cela a été expliqué précédemment. Le tambour de friction 128 est mis en rotation continuellement par la pignon
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137, dans la direction de la flèche D.
Cependant, ZI6lé- ment de contrôle 137 est également mis en rotation dans la même direction, -par la roue de friction 136, de telle sorte que l'extrémité de contrôle C de la bande de fric- tion est en prise avec le tambour et que la bande prend à ce tambour de l'énergie qu'elle transmet à l'organe de
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c;oruaande 129 du servo-mécanisme. La vitesse de rotation du rouleau 121 est réglée par l'action de l'élément de contrôle 137.
En écartant la roue de friction de l'axe de rotation dudisque de friction 135, on peut augmenter la vitesse de rotation de l'élément de contrôle, et par suite augmenter'la vitesse de rotation du rouleau 121. et
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en déplaçant la roue de friction 126 vers l'axe de rota- tion du disque 135, on peut diminuer la vitesse de rota- tion de Isolement-de contrôle et, par suite, la vitesse de rotation du tambour 121,
Un appareil tol que celai qui vient d'être décrit sera utile en ce qu'il réglera les vitesses de rotation des jeux de rouleaux d'un laminoir de telle sorte qu'il empêchera qu'un corps ou objet passant dans le laminoir soit plié ou "loupé". entre les deux séries de rouleaux, et qu'il empêchera également toute tension excessive.
La figure 33 représente un mécanisme d'un type très simple pour élever ou abaisser tin canon à partir d'un point situé à distance. Se canon est indiqué en 115 et il est monté de manière à tourner sur des tourillons horizon- taux 146. Un secteur denté 147 est solidaire du canon, les dents de'ce secteur engrenant avec celles d'un pi- gnon 148 monté pour tourner sur un axe fixe. Le pignon 148 est solidaire d'une roue hélicoïdale 149 qui engrène avec une vis sans fin 150 portée par l'extrémité de l'or- gane de commande 151 d'un servo-mécanisme du type à deux tambours.
Les tambours de ce servo-mécanisme tournent rapide- ment , dans des directions opposées, sous. l'action d'un moteur 152, ±l'élément de contrôle 153 du servomécanisme est solidaire du rotor alun moteur selsyn 154, lequel est relié, par des conducteurs électriques appropriés 155, à un second moteur se syn156 situé en un point dis- tant tel que la chambre de pointage d'un poste de contrô- le du feu. Un mouvement du rotor du moteur 156 a pour résultat des mouvements synchrones du rotor du moteur 154 . et par suite un mouvement synchrone de l'élément de (,;on- trôle 153 du servo-mécanisme.
Le mouvement de l'organe de commande 151 de ce mécanisme est en synchronisme avec le
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mouvement de son élément de contrôle, et comme 1 t organe de commande est susceptible d'exercer une énergie qui soit de nombreuses fois plus grande que celle qui a été imprimée à l'élément de contrôle (et le mécanisme
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sera établi dans chaque cas de manière à fournir une am- ple quantitéd'énergie pour obtenir ce résultat), le canon pourra être abaissé ou relevé librement.
Si le canon est de grande dimension, le servo-mécani- me -peut amplifier l'énergie du. moteur selsyn 10.000 fois et plus, et peur une amplification d'énergie aussi con-
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sidPra'h7¯e, on peut employer une forme similaire à celle représentée aux figures 16 à 20 c'est-à-dire un mécanis- me ayant plusieurs degrés d'amplification, ou plusieurs
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servo-mécanismes employés en série.
Une forme simple de mécanisme de contrôle amplifi- c.::1't;ew.' synchrone est représentée à la figure 34. Dans ce cas, le noyau. 160 d'un solénoïde 161 est relié à l'ex- trémité de contrôle C de la bande de friction 16Z. Cette bande passe autour d'un tambour 163 (lui est entrainé
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dans in direction de la floche A pas Un moteur électrique 16 , et l'extrémité motrice r de la bande est reliée à l'une des extrémités d'un levier 165 monté à pivot. L'ex- trémité opposée de ce levier est en forme de secteur, et elle est pourvue de dents qui engrènent avec celles d'un pignon 166.
Le pignon 166 peut actionner à son tour une forme quelconque voulue de mécanisme de contrôle, tel qu'un registre ou un dispositif régulateur du. combustible He noyau 160 du solénoïde se déplacera vers le bas, lors- que 1 'attraction magnétique du solénoïde augmentera, en raison de l'augmentation de l'intensité du courant qui
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le parcourt la bande do friction viendraalors en prise avec le tambour tournant, et l'organe de commande 165 sera par suite actionné. Un ressort 167 s'oppose
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au. mouvement descendant du noyau et tend à lui faire prendre une position définie pour une intensité quel- conque donnée de courant traversant le solénolde.
Un second ressort 168, agissant sur l'organe de commande
165, ramené l'organe de commande lorsque la traction sur la bande cesse.
Le courant qui passe dans le solénoêde peut provenir d'une source quelconque apporpriée. Par exemple le méca- nisme représenté peut être appliqué à une installation de chaudières à vapeur, de telle sorte que le noyau. 160 prisse se déplacer en synchronisme avec les fluctuations dans la pression des -chaudières. Dans un cas de ce gen- re,le pignon 166 peut régler le courant d'air allant à la chambre de combustion ou à la grille, ou. bien il peut régler d'autre matière l'alimentation du combusti- ble .
Au lieu de se servir d'une moteur de contrôle élec- tromagnétiqe, tel que celui représenté à la fig. S4, on peut employer un moteur à pression, du type à soufflet.
Une disposition de ce genre est représentée à la fig. 35, figure qui représente également un servo-mécanisme d'un type susceptible de déplacer l'organe de commande dans l'un ou l'autre sensc'est-à-dire un servo-mécanisme da type représenté aux figures 1 à 8 des dessins.
Le moteur à pression comporte un soufflet 170, et un conduit à fluide 171 est prévu pour conduire de la vapeur ou. de l'air sous pression d'une chaudière ou chambre d'air sous pres&ion dans l'intérieur du soufflet*
L'extrémité inférieure du. soufflet est immobile, mais son extrémité supérieure s'élève et s'abaisse avec: les variations de pression qui s'y produisent . A cette extrémité supérieure est fixée une crémaillère 17 engre- nant avec le pignon 173 fixé à l'extrémité de l'élément
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de contrôle 17-i:
du servo-mécanisme , lequel est indiqué d'une manière génarale par S. On peut prévoir un ressort 175, tel qu'il est généralement employé avec des dispo-
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sitifs à soufflet du genre représenté Itextréraité sapé- x'ieure de ce ressort portant contre une butée fixé 176.
L'organe de commande 177 du sorvo-mécanismo (lequel mé- canismp est alimente (5 de force motrice par un moteur 178) porte, fixé sur lui, un pignon d'angle 179, dont les dents engrènent aiT(;0 celles cl flm secteur 180 monté pour tourner sur' un arbre fixe 181. Un bras 182 descen-
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dant du secteur 180 est relié par une bielle 183' à tzn registre l8--i:
monté dans une conduite 185 dans laquelle passe, par exemple, l'air alimentant le foyer d'une chau- dière. Au moyen (la mécanisme qui vient d'être décrit, on peut obtenir facilement le' contrôle automatique du regis- tre, ou le contrôle de l'alimentation de combustible, bien que , cornue on le voit, la consommation d'énergie du mo-
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teur de contrôle c-.est-à-clire' da souffîét 170 puisse être très faible. En outre, li réponse du mécanisme au mouvemmt du soufflet est instantanée, et pour chaque position de la crémaillère 172, le registre aura une position unique correspondante.
Les figures 36 & 37 représentent une antre forme en- core de mécanisme de contrôle amplificateur synchrone.
Dnas ce cas, le moteur (lA contrôle est également un souf- flet expansible 190, dans lequel du fluide sous pression
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eft anr'né par un 00ncillit 191. La dilatation ou la contrac- ton du. soufflet, en, antagonisme à l'action du ressort 19 ou 00!1t;u'l'rer::llllent avec celle-ci, a pour résultat au mouvement ctiurie tige de manoeuvre 193. A l textrémité de cette tige de manoeuvre est relié à pivot un manchon 194 qui est taraudé et à l'intérieur duquel se visse l'extré- mité d'une tige 195. La tige 195 est solidaire d'un moyeu
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196, lequel supporte les deux tiges radiales 197 et les bras 198 . Sur les tiges 197 coulissent les organes 199 en forme de coin, sollicités vers l'extérieur par des ressorts. 200.
Des galets 201 et 202 tournant dans des portées fixées aux disques à friction 203 et
204. pressent contre les faces obliques des coins, et tendent à les repousser vers l'intérieur. Si une pres- sion arrive d'un coté seulement sur- chaque coin, la friction exercée sur les tiges empêche tout mouvement du. coin, mais si les deux disques de friction pressent simultanément, une pression sera appliquée sur les coins des deux côtés. La friction exercée sur la tige eessera de se faire sentir, et les coins se déplace- ront vers l'intérieur , en antagonisme à la pression exercée par les ressorts.
Si la pression cesse simultanément de se faire sentir sur tous les oins, les ressorts repousseront les coins vers l'extrieur On coargie ainsi automati- qu.ement les vibrations et les excès de pression, mais une légère pression est toujours maintenue, qui presse les organes de friction contre leurs sieges coniques dans les tambours 205 et 206 Les organes de friction 203 à 204 portent des broches en saillie sur des points opposés de leurs faces internes, ces broches venant en prise avec des trous pratiqués dans les bras 198, de telle sorte que les disques de friction peuvent se mouvoir librement suivant l'axe. mais sont maintenus en prise, pour la rotation, avec les bras 198 et l'arbre 195.
Les tambours 205 & 206 sont entrai- nés dans des directions opposées par le moteur 207, à rotation continue, par l'ijtermédiaire des pignons. 208 et du pignon de renvoi 209 engrenant avec des dents tail- lées dans la périphérie externe des tambours 205 et 206
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Si l'on déplace la tige 195 vers le. droite, le dis- que 203 sera repoussé en prise à friction avec le tambour 205, et se mettra tourner avec celui-ci, cette rotation faisant son tour tourner l'arbre 195, la direction de la rotation étant telle que la tige que la tige 195 se visse dans le manchon 194, et est ainsi tirée vers la gauche, et que le disque de friction 203 cesse d'être en prise à friction avec le tambour 205.
Sila tige 195 se meut vers la gauche, le disque 204 tourne dans la di- rection opposée, et par Intersection avec le manchon ta- raudé 194, le disque 204 cesse d'être en prise à fric- tion. De cette manière, seuls les mouvements longitudi- naux de la tige 193 déplaceront les disques de friction dse leur position normale neutre et provoqueront une ro- tation les ramensantcette position neutre.
La tige 195 porte à son extrémité de droite l'accouplement flexible 210, permettant à 195 de se déplacer librement par bout, mais transmettant sa rotation au pignon. 211 Toute posi- tion longitudinale de la tige 193 est ainsi représentée par une position angulaire définie du pignon 211 et la rotation du pignon 211 sera exécutée avec une force motri- ce considérable, tandis que la tige 193 ne demandera qu'une faible quantité de force motrice pour amener les disques de friction en prise ou hors de prise. :Le pignon 211 peut être fixé à un mécanisme quelconque, dont le mouvement devra suivre tout mouvement imprimé à 193.
Comme cela a été expliqué ci-dessus, les bandes de friction qui peuvent être employées dans les servo-méca- nismes représentés peuvent être de différents modèles et constructions. Toutefois, dans les servo-mécanismes employant plusieurs bandes, il est toujours préférable que la bande qui se trouve le plus à l'intérieur ou ban- de primaire, soit de construction très légère. La figure
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38 représente une bande qui a donné en pratique des ré- sultats particulièrement bons, en raison de son poids extrêmement faible et de sa grande résistance. La bande comporte une série de pièces 220, formant canal, placées bout à bout, et reliées à pivot entre elles par de légères traverses 221.
A l'intérieur de chaque pièce 220 est fixé un bloc . en, liège 222 dont les faces de. friction 223 sont courbées cylindriquement de telle sorte que lorsque la bande est enroulée autour du tambour avec lequel elle coopère, les faces de friction des blocs de liège sont contiguës aux faces de friction da tambour. Une bande de ce genre, susceptible de supporter soustension un poids de 6 à7 kilos ne pèsera que 450 grammes pour une lon- gueur de plus de 60 mts.
La bande représentée à la figure38 est. naturelle- ment, destinée à être enroulée autour d'un tambour, et comme , dans bien des cas, il peut être avantageux d'avoir une bande légère à expansion interne on a également per- fectionné une bande de ce genre, qui est représentée à la figure 39. Dans ce cas, les sections en aluminium sont des plaques légèrement courbes, indiquées par 225, et les blocs de liège sont fixés sur les surfaces convexes de ces plaques.
Les extrémités des plaques sont tournées vers l'intérieur, et les extrémités adjacentes sont réunies entre elles par un ou plusieurs rivets 226 Cette bande est également de grande résistance,comparativement à son peu de poids, et elle convient particulièrement pour les types de servo-mécanismes dans lesquels il faut employer des bandes à expansion interne.
D'autres types de mécanismes de contrôle amplifica- teurs synchrones comprenant des servo-mécanismes qui ne sont pas du. type à friction enveloppante, sont représen- tés en diagramme aux figures 40,41 & 42.
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Dans la figure 40, 230 désigne une courroie continue
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qui roule sur des poulies 331, la courroie ayant on mou- votent constant, dans la direction de'la flèche A, sous l'influence d'une source extérieure quelconque appropriée de force motrice. Le sabot de friction 232 est disposé pour porter contre la courroie, et pour refouler celle-ci
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contre une plaque fixe 2JJ. Je sabot est supporté par on système approprie qui comprend des genouillères 334 & 235
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relises entre elles â pivot en 236. Le levier 335 porto à so:i. bout externe an galet 237, qui vient contre une bu.-: téo ,;8. Le sabot 232 et le galet 237 sont reliés par des bielles ?39 aux bras de levier 240' & 841.
Les extrémités adjacentes de ces bras de levier sont en forme de secteurs et pourvus de dents, les dents des deux secteurs engre- nant entre elles. La rotation des leviers 240 & 241 au-
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tour anus axes ec 34:3 a pour effet Lui mouvement vertical des bielles 239, et par suite, un Mouvement vertical de
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mené amplitude du sabot S33 et du galet 237. Le galet z37 est ainsi placé toujours exactement en face du sabot de friction 232. pivot 236 qui relie entre eux les leviers à ge-
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nouillères 234 & 2"5 est également relié par une tige t-4qd un thermostat 245 supporté sur une base 246.
Il résulte de ce dispositif qu'un mouvement descendant de la tige
232
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zut sert h presspr le sabot 23 contre la üoarroliêYêt à provoquer une prise à friction laquelle, à son tour, agit pour tirer les bielles 239 vers le bas, jusqu'à ce que la force de frottement disparaisse. Naturellement , un mouve- ment ascendant de la tige 244 a pour résultat l'élimina- tion de la prise normale à friction entre le sabot et la
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coarroie, et lorsque ce mouvement se produit, un ressort 47 agit pour faire tourner les leviers 340 et 21, et par suite pour relever les bielles 238.
Le cette manière, tout mouvement de la tige 244 est immédiatement suivi par
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un mouvement correspondant des leviers 240 et 241. Le le- vier 241 est pourvu, à son bout externe, d'une ouverture permettant d'y fixer un mécanise ou dispositif dont le fonctionnement doit être contrôlé thermostatiquement On peut, par exemple, relier à ce levier un autre levier, tel qu'il est indiqué en 248, et ce dernier levier peut actionner un registre 249 place dans une conduite 250 Na- turellement.
par suite du servo=mécanisme intermédiaire, la faible force motrice du thermostat est grandement am- plifiée, de telle sorte que le registre ou autre dispo- sitif peut âtre mû librement, même si sa manoeuvre deman- de fine forue considérable, ou si elle est contrariée par des forces retardatrices relativement grandes.
Un exemple final de mécanisme amplificateur synchro- ne dans lequel le servo-mécanisme employé n'agit pas con- formément au principe de la friction enveloppante est re- présenté par les figures 41 et 42, Dans ce cas, l'arbre 255 tend à tourner dans une direction par un dispositif quelconque approprié, tel par exemple qu'un poids 256 qui est suspendu par un câble 257, dont l'extrémité supérieu.- re passe autour de l'arbre et est finalement fixée à uelui-ci en 258, Des disques parallèles espacés 259 & 260 sont montés sur l'arbre, sur lequel ils peuvent tour- ner librement, les périphéries de ces disques étant den- tées et leurs dents engrenant avec celles du pignon 261 rigidement monté sur an arbre moteur 262 Cet arbre mo- teur est mis en rotation ,
d'une manière quelconque ap- propriée, dans la direction de la flèche A et par saite les deux disques de friction soit mis en rotation dans la direction des flèches B et à des vitesses égales.
L'arbre S55est creusésuivant l'axe-, pour recevoir l'arbre de contrôle 263 ot il est rainure en un point intermédiaire entre les disques, pour permettre le passa- ge du bras de contrôle 264, solidaire de l'arbre ou. élé-
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ment de contrôle. Le bout externe du bras de contrôle
264 est agrandi et, courue représenté à la fig. 41, il est en forme de coin. Les surfaces inclinées en regard de cet organe en forme de coin, qui est indiqué en 265 consti- tuent des surfaces de portée pour des rouleaux anti-fric- tion 266, montées de façon 'La pouvoir tourner sur des sa- bots de friction 267 et 268.
Les sabots qui viennent d'être citée viennent en @)rise à friction avec les dis- ques 259 et 260, dont les faces internes constituent des surfaces de friction planes. Chaque sabot est pourvu d'an exidement transversal et la tige 269, qui est rigidement fixée sur le bout externe d'un bras; 270, solidaire de l'arbre 255, s'étend dans ces deux évidements alignés.
La rotation de l'élément de contrôle 263 dans la direction de la flèche C oblige le coin 265 à exercer des forces sur les sabots de friction, en tendant à séparer ceux-ci, c'est-à-dire en tendant à refouler ces sabots contre les surfaces de friction des disques tournants.
Il est clair que, lorsque les sabots de friction sont en prise avec les disques respectifs, une quantit'é d'éner- gie très considérable sera prise à ces disques par les sabots, et ttansraise au bras 270, en faisant tourner l'arbre 255 en antagonisme à l'action du poids 256. Le mouvement de l'élément de contrôle dans la direction oppo- sée fait naturellement cesser la friction entre les sa- bots et les disques, et permet au poids 256 de faire tour- ner l'arbre 255 dans la même direction.
L'arbre de comman- de 255 (auquel peut être relié un mécanisme quelconque convenable à actionner), suit donc immédiatement ces mou- vements, les mouvements de l'élément de contrôle 263 et les angles et les vitesses de rotation de l'élément de contrôle et de l'arbre de commande seront égaux.
Le moteur de contrôle représenta ici' pour le fonc- tionnement automatique de l'élément de contrôle comprend
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un régulateur de vitesses indiqué d'une manière générale par S, ce régulateur étant du type centrifuge bien connu.
L'arbre 271 du régulateur peut être commandé par une ma- chine quelconque dont on désire contrôler automatiquement la vitesse, et l'arbre de commande 255 peut être relié à une soupape qui contrôle l'arrivée de fluide moteur à la machine. Le mouvement du collier 272, (lui coulisse sur l'arbre du régulateur, à mesure que les sphères du régala- teur s'élèvent et s'abaissent,est tsansmis à l'élément de contrôle 263 par un levier 274 pivotant en 275, L'une des extrémités de ce levier s'étend dans une rainure du collier 272, et son extrémité opposée est pourvue d'un secteur de crémaillère 276 dont les dents engrènent avec les dents d'on pignon 277.
fixe sur l'élément de contrô- le. Au moyen du mécanisme représenté, on peut obtenir un contrôle entièrement automatique d'une machine, même si le registre soupape ou autre dispositif contrôlant le mouvement proprement dit de la machine demande pour son fonctionnement une quantité beaucoup plus grande d'éner- gie que celle qui peut être développée par le mécanisme régulateur en fonctionnement normal.
La dernière réalisation du mécanisme de contrôle am- plificateur synchrone, représenté à titre d'exemple est donnée par les figures 43 & 44. Dans ce cas, les principes de l'invention sont utilisés pour le dessin et la construc- tion d'un mécanisme d'horlogerie du type employé pour les tours. Les horloges de ce genre sont généralement de grande dimension, et les aiguilles ont parfois plusieurs mètres de longueur et sont très lourdes.
En outre, ces aiguilles sont généralement exposées à l'air, de telle sorte qu'en '.hiver elles se couvrent de glace ou de neige, ce qui augmente encore leur poids. Naturellement, on doit employer un mécanisme d'horlogerie d'un) genre spécial pour manipuler ou pour faire tourner les aiguilles, et
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Inexpérience a démontré que les mouvements d'horlogerie destinés à des horloges de tours ne peuvent fonctionner que pendant de courtes périodes, sans devoir être ni ré- gi es ni répares.
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Le mE1t;'f1nisme représente aux figures 43 et 44 est pour la plus grande partie an diagramme , et il est 'bien en-
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trnda que la construction et la disposition des divers organes peuvent être modifiées considérablement poar assurer fin ensemble compact. L'axe des minutes de l'JiQr- loge est indicé en 280, l'aiguille des minutes en S8'l et l'aiguille des heures en 8û..taxe des minâtes et le manchon dea heures S84 étant reliés entre eux par l' en- grenage réducteur usuel de 12 à 1, indiqué d'une manière
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générale par &.
Sur 1 taxe des minutes est fixé on tambour 285 autour duquel sont enroulés on certain nombre de tours d t u1 câble 386, à l'une des extrémités duquol est saspen- da le poids tau37, l'extrémité opposée du câble étant fixée eu tambour .11 est entendu que ltaxe des minâtes est sup- porté dans des portées appropriées, quoique ces portées ne soient pas représentées.
L'extrémité postérieure de l'axe des minutes s'étend
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pu travers G (1 T l, nr ouverture centrale pratiquée dans une console fixe G80 en forme de disque, dans laquelle une ùltV0ti'f' est prévue pour former une surface de friction cylindrique interne L8, ",o1l0ontl'Í(la8 à l'axe des minutes.
Sur le bout interne de l'axe des minâtes est fixé un
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bras 2l>u, disposé radialement, et au. bout externe duquel est reliée l'extrémité motrice P d'une bande de friction 291 qui peut être similaire à celles décrites ailleurs dans la présente spécification..L'extrémité de contrôle
C de cette bande de friction est reliée au bout externe
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d'un bras S9S, disposé l"1dialempnt, et fixé sur un axe
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293 ayant même axe que l'axe des minutes 280 291 dési- gne un pendule qui est suspendu, par un point situé dans un plan vertical passant par le contre de l'axe des minu- tes.
Une roue d'échappement est indiquée en 295 Un méca- nisme d'échappement quelconque convenable -peut être intercalé entre le pendule et la roua d'échappement, et dans les dessins ce mécanisme d'échappement est in- diqué d'une manière générale par E. L"axe d'échappement 296 est relié par un engrenage approprié à l'axe 293 Un ressort de tension, représenté à la figure 44 et désigné par 297 est relié par ses extrémités aux bouts externes de bras 290 disposés radialement, et tend, au cours du fonctionnement du dispositif, à titce ces bras l'un vers l'autre et à contracter ainsi la bande de friction.
Le poids 287 tend naturellement à faire tourner 1 taxe des minutes dans la direction des flèches A, et la force de pesanteur exercée par .ce poids constitue la seule forre opératoire du mécanisme. Il est clair que l'axe des minâtes tournerait rapidement, en raison de la traction du- poids, sans l'effet de freinage exercé par la bande 291. La bande 291 ne pourrait pas non plus exer- cer un effet de freinage si l'extrémité de contrôle de cette bande n'était pas retardée par le pendule et le mé- canisme y associé, et relié à cette extrémité de la bande.
Le petit ressort de tension 297 tend constamment à écarter l'extrémité de contrôle de la bande de la surface de friction 289. et à éliminer ainsi complètement l'effet de freinage nécessaire. Cependant, le mouvement da bras de contrôle 292 dans la direction de la flèche A, sous l'influence du. ressort 297, n'est permis que par inter- mittence, à des intervalles de secondes, en raison de l'action régulatrice du pendule, et en outre 1 'amplitude du mouvement angulaire de ce bras est exactement fcontré-
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le(, par le dit pendule . En d'autres termes, bien que le ressort de tension 297 exerce une force constante sur le bras de contrôle 292.
l'action du pendule est telle qu'il ne se produit qu'un mouvement intermittent, pas à pas. On voit que le mouvement du. 'bras de contrôle, suivant an petit angle, sous l'influence du ressort 297 dégage ins- tantanément la 'bande de la surface de friction du tambour, et que ce mouvement sera dans suivi immédiatement par un mouvement du bras 290 sur la même distance angulaire.
Ainsi, au cours du fonctionnement du mécanisme, les deux bras 290 et 292 se meuvent par un mouvement intermittent, pas à pas, autour du centre de l'axe des minutes , lequel est actionné également de cette manière pour avancer l'aiguille des minâtes et par suite l'aiguille des heures, à la manière connue .la tension du ressort 297 reste es- sentiellement constante pendant tout le cycle du mouvement des bris 2980 et 292, en raison de ce que le rapport an- gulaire de ces bras ne varie qu'à Lui très faible degré, et qu'après ces variations, le rapport- primitif, est im- médiatement rétabli.
Des moyens doivent être prévus pour relever le poids de temps en temps, et si on le désire, le bras de contrô- J.e 292 peut être actionné par un mécanisme d'horlogerie ordinaire en prenant un poids à ressort ou une commande électrique d'un genre quelconque. On voit donc que dans cette réalisation de l'invention, le servo-mécanisme qui y est compris est de la nature d'un frein qui retarde l'action du moteur, plutôt que de la nature d'un embroya- ge qui établit une connexion de commande entre un moteur et ..'organe à actionner . En outre , il est apparent que le moteur de contrôle est d'une nature différente de ceux qui ont été décrits dans les formes précédentes de l'inven- tion, données àtitre d'exemples.
En réalité, il comporte un régulateur , mais ne orend pas d'énergie provenant
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d'une source autre que le moteur du mécanisme.
On remarquera que les servo- mécanismes décrits dusqui- cici appartiennent à deux classes générales, l'une dans laquelle l'arbre ou organe de commande est obligé à exécu- ter ses mouvements par venue en prise à friction d'organes qui y sont reliés avec des surfaces defriction actionnées par une force -motrice, type qui sera désigné ci-après sous le nom,de " type d'entrainement", l'autre, dans lequel l'arbre ou organe de commande a une forte, tendance à se déplacer, mais en est empêché par la venue an prise, à friction, d'or- ganes teliés avec lui, avec des surfaces de friction, et qui sera désigné ci-après sous le nom de "type à retardement".
Dans les deux cas, naturellement, la friction est contrôlée par un organe de contrôle dont l'organe de commnade suit les mouvements. Dans le mécanisme da type à entraînement, l'or- gane de friction commandé par fine force motrice doit toujours se mouvoir à une vitpsse plus grande que la vitesse àlaquci le on désire faire mouvoir l'organe de connande. Dans le ty- pe à retardement, l'organe de friution petit être fixe, comme décrit précédemment, 11 petit cependant tourner, étant entrai né par, une force motrice extérieure; toutefois sa vitesse s'il se déplace dans la même direction que l'organe de com mande, doit toujours être moindre que la vitesse de cet or- gane de commande.
Cependant , s'il se meut dans la direc- tion opposée, il peut se mouvoir à n'importe qu'elle vites- se. Un organe retardateur en mouvement présente, dans certains cas,des avantages certains. S'il se meut en sens inverse, il est utile pour le contrôle de mouvements très lents, pour rendre le contrôle plus aisé, et plas spécialement pour ti- rer avantage d'une propriété que présente certaines matières de friction, de permettre an contrôle délicat par un méca- nisme simple.
On a constaté qu'avec du liège, une grande vi- tesse superficielle augmente considérablement le coëffi-
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oient de friction et accentue en conséquence les effets de friction, par l'emploi d'un organe* de friction enveloppant on peut obtenir un rapport de forces de 40 à 1 sur les deux.
extrémités de la bande, à de failles vitesses, tandis qu'à des vitesse très grandes, atteignant plusieurs milliers de tours par minute pour un tambour d'un pouce, on peut obte- nir des rapports de force dépassant 1000 à 1. Un organe do friction se déplaçant dans la même direction que l'organe de commande, nais à une vitesse plus faible, présente égale- ment des avantages, spécialement pour des usages nécessitant de grandes quantités d'énergie, parce que les pertes d'éner- gie par friction et la chaleur développée sont moindres que si l'organe était fixe.
Si l'organe consiste en un tam- bour mû par une transmission, par exemple, il est évident qu'au lieu d'absorber de l'énergie de la transmission, il lui en restitue , Tour de nombreux cas de contrôle, il est nécessaire d'employer un servo=mécansime ayant plusieurs phases, dans le but d'obtenir l'effort moteur ou les rapports de forces nécessaires. Il est évident que l'on pourrait employer un typeà retardement dans un cas , et un type à entraînement dans l'autre ,
ou. que l'on pourrait employer pour un cas particulier, an type à retardement avec organe de friction se déplaçant dans la même direction que dlorgne de comman- de ou dans une direction opposée, et pour un autre cas, un autre type quelconque . Il y a ainsi, avec un servo-mécanis- me en deux phases, seize combinaisons différentes qui sont possibles, chacune possédant des avantages particuliers pour certains usages, tandis qu 'avec trois phases il y a soixan- te-quatre types différents, et ainsi de suite.
Par le terme "moteur" tel qu'il a été employé dans la présente description, il faut comprendre une forme queluon- que d'appareil susceptible de fournir une puissance mécani- que, sans limiter la nature de la source primitive d'énergie.
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Le moteur peut se composer d'éléments qui sont normalement au repos, mais qui sont susceptibles de fournir de l'énergie mécanique quand on le demande ( par exemple certains types de moteurshydrauliques, de moteurs à ressort et de moteurs agissant par gravité), aussi iaien que des moteurs d'un. type plus commun comprenant des éléments dont l'un est normale- ment en mouvement (moteurs électriques, machines à vapeur, etc....). lies termes "moteur de contrôle" et "moteur d'énorgie sont employés seulement pour établir une différence entre leurs fonctions,la fonction du moteur dernier nommé étant en général de fournir la partie principale de l'énergie re- quise par l'organe de commande, et la fonction du moteur de contrôle étant de contrôler la fourniture de cotte éner- gie.
Dans certains cas, le moteur de, contrôle peut recevoir de l'énergie mécanique du moteur d'énergie, comme c'est re- présenté aux figures 31 et 43, tandis que dans d'autres Cas, les Moteurs de contrôle et d'énergie peuvent avoir des sour- ces entièrement différentes d'énergie primitive.
Par le terme "moyens automatiques' on entend les types particuliers de moteuts de contrôle (lui sont sensibles à des modifications dans les conditions -physiques ou chimiques d'un corps quelconque avec lequel ils sont associés, ou qui indiquent, mesurent ou calculent des modifications dans la position ou dans la vitesse de ces corps.
Par le terme "unique" tel qu'il est employé ici, on veut indiquer que pour toute position d'un élément mobile da moteur de contrôle ou moyen automatique, il y a une seule et seule- ment une seule position correspondante de l'organe de com- mande.
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"Improvements to" synchronous "amplifying control mechanisms .-
During operation and. control of many modern devices and machines, it is frequently necessary to consider the problem of handling, at the will and under the direct control of an operator acting by hand either directly or indirectly through of a control motor, on a relatively heavy body or mechanism, the movements of which are hampered or retarded by strong friction or other antagonistic forces.
We often find ourselves in the presence of the. problem consisting in manipulating these bodies or mechanisms in a fully automatic manner, in accordance with the movements of a device or. control motor having low power consumption.
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(; he has naturally already employed pro-
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power conducers to run automatically or automatically many types of machines, but in many cases these power generating devices have yielded little results. satisfactory, because they were;
InsuffiS8T! Tlent sensitive, and were not able to manipulate the body or. nnmechanism to which 1 were applied, exautenent the manner intended by the operator, or? 1. the TnI-1YLÍ èL'E 'determined by the automatic operating organs, it7 cjue. Devices of this kind which have been suggested or envisaged included, in addition to uo / oiis allowing energy to be withdrawn from any soar ug, a control element intended to be actuated o . Hand, or operating with the aid of appropriate automatic means, to control the action of the energy withdrawing means. However, it has generally been observed, during the operation of these devices, that 'there was a detrimental delay either in time,' or in
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l tes'} 1f1 (;
E ', or in both, between the control element and the body or mechanism on which it was necessary to act. The efforts which have been made to eliminate this harmful delay have not been successful, or at most only partially successful, and in all cases where experiences of this kind were made, the structure of the device was made much more complex and, therefore,
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di'an operation less on.
The object of the invention is to provide means and a method for effecting and controlling the movements of a
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heavy body, or CL'ü11 body on which external forces act, au. means of two motors, i.e. one pro motor
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energy ductor and a motor (Control, the former providing the main portion of the energy used to effect this movement, and the latter controlling
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the amplitude of this movement, such that the body considered moves at all times in synchronism with the control motor, so that each position of the control motor corresponds to an animas position of the body in question.
A problem the solution of which has been sought many times in the past, without success, is that of controlling a gun from a distant point. The difficulty in solving this problem arises from the fact that the canoe must be pointed quickly, and with the greatest accuracy, and the telemetry devices through which the data from the gun control devices is transmitted. by observers at a receiving station, are absolutely too weak of themselves to actually aim a gun.
For this reason, it has heretofore been considered necessary to employ a human intermediary between the telemetry receiver and the gun to be directed. However, by means of an apparatus constructed according to the principles of the present invention, one can entirely eliminate this intermediate hand, and point the gun, quickly and accurately, by means acting at great distance, in spite of the fact that the barrel can have a considerable weight, and that the antagonistic movement created by the forces of friction can be very important.
The telemetry receiver commonly employed in gun control devices is capable of providing only a very small motor effort, for example an effort of 1.10 of an inch per ounce, without destroying its accuracy. A cannon may require, for example, 5 pound-feet of driving force to rotate or lift it.
It follows that the motor force necessary to handle the barrel is of the order of 10,000 times greater than the maximum motor force which can be provided.
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by the receiver apparatus 1 emits, and it is obvious that means must be interposed between the telemetric receiver apparatus and the gun, to multiply the negligible motor effort of the apparatus, if it is a question of 'Carry out an automatic control of the barrel.
By using a mechanism constructed according to the principles of the invention, a mechanism which will be referred to hereinafter under the name of "Synchronous amplifier control mechanism", it becomes perfectly possible to manipulate
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the uanondirectly and automatically, 'from the receiving apparatus as emits, and without interposing the human intermediary generally recognized as necessary to provide the desired motive force, U7JléCaniSrne allowing to fulfill / throws this function is shown in the accompanying drawings. and will be described in more detail below.
We could mention 'many other examples showing the inadequacies of similar mechanisms.
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antél 'ie u.rel.1ent constructed, and making it possible to apply with IlV'1ntng0 the synchronous amplifier control mechanism which is the subject of this improvement; some of these examples are shown in the accompanying drawings
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and described in the specification.
The mechanism is subject to many variations, in its applications, to various problems of the industrial arts; construction and
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arrangement of the elements that compose it, little.will be modified SLLibreaent, to meet special conditions and also the desired ratio of amplification of energy, from the automatic motor or other control motor,
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jaHClu.'8, the organ that performs the desired final operation, can be modified in wing. to a large extent by developing mechanisms for the manipulation of bodies, and mechanisms with different weights and characters.
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The object of the invention is to provide a mechanism and a method for effecting and controlling the movement of a heavy body, or of a body requested by external forces, by means of two motors, a producing motor. energy and a controlling motor, the first of these motors providing the main part of the energy needed to perform this movement, and the second controlling the amplitude of this movement, so that there is sympathy intimate between the movement of the control motor and the movement of the body, and that for each position of the. motor control, there is a single position. corresponding body.
Not only is the mechanism in question new as a whole, but the intermediate mechanism is also new, and it actually comprises a secondary combination of independent organs, which can, if desired, be used by itself, entirely apart from the control motor and the associated mechanism, in a large number of mechanical arts, the intermediate mechanism in question has been referred to hereinafter as the Servo-mechanism "and the accompanying drawings represent a number of mechanisms of this kind.
It is furthermore in view, during the development of the invention, of employing still other forms of this sevo-mechanism, and it is of course understood that the construction and the arrangement of the organs which compose it can be very strongly modified. , without departing from the spirit and scope of the invention.
Preferably, in the construction of a synchronous amplifier control mechanism for manipulating a large body or mechanism under the control of the control motor having low power consumption, that is, say low power, we will use
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a servo-mechanism employing friction devices to amplify the energy supplied by the control motor since, by means of these devices, no large amplification can be obtained without any decrease in accuracy. However, in some cases, servo-mechanisms that do not operate according to the principles of wrap-around friction may be fully capable of fulfilling the desired conditions.
The first thirty figures of the drawings show various types of friction servomotors, and figures 56, 40 & 41 show servomotors in which this principle of friction is not employed. The specific type of servo mechanism depends on the nature of the body or mechanism to be actuated, and the nature of the control motor.
In the course of the description of the invention, we will first deal with servo-mechanisms of the friction type, parks that a knowledge of their operation will facilitate the understanding of the complete synchronous amplifier control systems that will be. then developed *
In these drawings:
Figures1 to 8 inclusive represent the type of servo-mechanism that will be described in detail in premiezliea, In this group of figures:
Figure 1 is a section through the axis through the servo mechanism;
Figure 2 is also a section through the axis, but taken along a plane 90 to the plane shown in Figure 1;
Figure 3 is a section taken along line 3-3 of Figure 2,
Figure 4 is a section taken along line 4-4 of Figure 2
Figure 5 is a plan view, from above, of the mechanism, part of the box being removed, and part of the inner mechanism being broken;
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Figure 6 is a cross section on line 6-6 of the station 2
Figure 7 is a section taken on line 7-7 of Figure 5;
Figure 8 is a view in. perspective of a detail.
Figures 9, 10 and 11 show another embodiment of the servo-mechanization, Figure 9 being a section through 1 charge, Figure 10 a section along the line 10-10 of Figure
9, and Figure 11 a section on line 11-11 of Figure 10.
A third embodiment is shown in Figures 12 to 15e inclusive.
Figure 12 is a sectional axis;
Figure 13 is a section taken along line 13-13 of fig. 12:
Figures 14 and 15 are elevations of certain details and are interspersed to indicate the different positions which these members take during operation,
Figures 15a, 15b, 15e, 15d, 15e are diagrams showing the mode of operation of the web control means;
Another achievement of Seryo-Meanism is depicted in detail in. Figures 16 to 20 inclusive.
Figure 16 is a sectional view taken along the line 16-16 of Figure 18;
Figure 17 is a section taken on line 17-17 of Figure 18;
Figure 18 is a section taken on line 18-18 of Figure 16;
Figure 19 is a fragmentary magnifying glass taken along line 19-19 of Figure 17;
Figure 20 is an end elevation of part of the mechanism.
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Figures 21 to 24 inclusive show another form of servo-mechanism constructed in accordance with the principle of the invention.
Figaro 21 is a section through the axis;
Figure 22 is a cross section taken on line 22-22 of Figure 21;
Figure 23 is a section taken on line 23-23 of the. fig. 22. the friction tapes being, however, shown in elevation; Figure 24 is a detail.
Likewise, in Figures 25 to 27, inclusive, a further embodiment is shown.
Figure 25 is a section 1 through the axis;
Figure 26 is a section taken on line 26-26 of Figure 25;
Figure 37 is a section taken on line 27-27 of Figure 25,
A final form of wervo-mechanism is shown in Figures 28,29 and 30.
Figure 28 being a section through the axis, and
Figures 29 and 30 being sections along lines 20-20 & 30-30 respectively of Figure 28,
The remaining figures of the drawings represent various forms and applications of the amplifier-synchronous control mechanism comprising the control motor and the control members connecting the motor member and various body of the mechanism to be actuated.
The parts of a rolling mill are shown in diagrams in Figure 31; two sets of rollers are shown with; a common control member, as well as their means for adjusting the relative speed of the rollers of each of the two series, while at the same time allowing the rollers to be controlled by a source of
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common driving force. figure 32 is a section along line XXXII
XXXII of figure 31.
Figure 33 shows a diagram of the adaptation of the. amplifier control mechanism synchronous with a pivot mounted cancn.
Fig. 34 is also a diagram showing a mechanism encompassing the principles of the invention, in which the action of the amplifying mechanism is automatically controlled by an electro-magnetic member which can indicate the state of a machine, of a device. oven or other appliance placed at a distance.
Fig. 35 represents a diagram of a mechanism constructed in accordance with the principle of the invention, a mechanism which has the particular object of automatically controlling the passage of an ingredient used for combustion, towards the combustion chamber of an oven, by the manipulation of a damper or regulating valve, in accordance with the variations in vapor pressure, within a chamber heated by the combustion of said fluid.
Fig. 36 also shows the application of the invention to an automatic control mechanism, the control mechanism shown being intended to operate any motor desired, in accordance with the fluid pressure existing in a device influenced for the pressure. sion, of the bellows type.
Fig. 37 is a course along line 37-37 of FIG. 36.
Fig. 38 and 39 respectively show two types of friction bands which can be used in the servo-mechanism
Fig. 40 represents an automatic mechanism for actuating a fluid regulator such as a register, con-
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firmly to the movements of a thermostat, the servo-mechanism employed in the suit not including an enveloping friction organ.
Figs. 41 and 42 show in elevation (Fig. 41) and in section taken along line 42-42 (of Fig. 41), respectively, a synchronous amplifier control mechanism in which the servo-mechanism is also of. a non-angular type according to the principles of enveloping friction, and in which the control member is a centrifugal governor.
Fies. 43 and 14 represent yet another form of the invention. Fig. 43 is a side elevation of a large clock in which a wrap-around friction brake type servo-mechanism is employed, and FIG. 44-44 is a section taken along line 44-44 of FIG. 43.
We will now describe in detail the realization of the servo = mechanic which is represented in figs.
1 to 8 inclusive. The movable parts of the mechanism are enclosed in a two-part box 10 which may be of press-forged steel or other suitable material. In aligned openings of the box are Sleeves 11 and 2 having the same axis, which constitute bearings in which the shafts 15 and'14, having the same axis can rotate freely, and which also constitute journals on which the hubs rotary drums 15 and 16 can rotate freely. The shafts 15 and 14 telescoping slightly into each other, but are not fixed to each other. The shaft 13 carries the actuator of the. servo-mechanism, and the shaft 14, the control shaft.
A third shaft 17 enters the box, on one side thereof. This shaft, which is parallel to shafts 13 and 14t, is the motor shaft.
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It is mounted, so as to rotate in the aligned bearings 18 and 19, and it is interrupted or broken inside the box, the two aligned parts being normally connected by a clutch 20 engaging a single box, and which is shown in detail in FIG. 7.
On the motor shaft are mounted pinions if, 22, the teeth of pinion 22 directly mesh with those of a ring. toothed 23, rigidly fixed to the drum 15, and the teeth of the pinion 21 meshing with those of a deflection pulley 24 (Fig. 6), the teeth of which in turn mesh with those of a second toothed ring 25 integral with the drum 16.
Obviously, in a construction similar to that of the discount, the rotation of the drive shaft 17 in one direction will cause the rotation in the opposite direction of the drums 15 and 16 respectively.
Drums are cup-shaped members, the edges of which are arranged perpendicular to the bottom, and the disposition of which is such that the edges extend towards each other, their parallel edges being separated only by a small interval. The inner cylindrical faces of the flanges have friction surfaces, and the friction bands or bands 26 and 27 respectively bear lightly against these surfaces. The bands 26 and 27 are of the same nature, comprising a metallic part with a lining of cork or other suitable material.
Each of the bands has a control end C and a driving end p. and they extend in the opposite direction around the drums from their control ends, which lie essentially in the same radial plane, as can be clearly seen in FIG. 5.
The control end of each band is looped around a caliper 28, these calipers being rigidly fixed to back parallel barbs 29-29 of the same spacing, which are at
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their turn secured, by river or other material, at diametrically opposed points, to a cross member 30 which is keyed to the control member or shaft 14, the outer ends of the cross member 30 forming a gutter to form pieces of suitable conformation to fix the rings.
The driving ends of the two ends are provided with similar parts 31,31 and these parts are connected to the upper ends of oscillating arms 32,32, shaped in the same way, the lower ends of these oscillating arms being pivotally mounted on pins. 33,33, which extend outwards, in the opposite direction from a large transverse central disc 34 which is keyed to the control member 13. The oscillating arms in fact cross each other, both passing through through an opening 35 of the central disc 34, each of them supporting, in the plane of said disc, an anti-friction roller 36.
These rollers bear respectively against the inclined faces of a conical part 37, tapering towards the outside, and which has an axial opening to receive a rod 38 on which elit is mounted so as to be able to slide. A spring 39, of any suitable shape, urges the part 37 radially outwards, and tends to separate the anti-fric- tion rollers, and consequently to separate the oscillating arms, and to force the driving ends of the bands slightly against their drums. respective.
The ends of the rod 38 are mounted in the edges of the opening 35 made in the disc 34, and in reality constitute an integral part of the disc. The periphery of the disc 34 is provided with a felt strip 34 which presses lightly against the edges of the internal friction faces of the drums, and this strip effectively blocks the entry of dust into the common space.
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caught between the drums.
Assuming that the motor shaft rotates in a continuous manner in the direction of arrow A (fig. 5), it follows that the drums will rotate respectively in
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the directions indicated by the arrows z3 and $, The tmbuj.ijtuuj.'nants aa reason 1 1 fzu 'iu x .. "z; 0 [, - two bands will press iegérëmeOT¯BnTrēff6D¯pieoeuonîc 37, as well as this has been said above. However, the tendency for the drums to lag as a result of the friction exerted by the belts will be negligible, the pressure.
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sion being extremely low.
However, if they further assume that the control-shaft 14 is rotated by hand (or by a suitable apparatus, operated by a motive force such as a Selsyn motor), in the direction of arrow D (Fig. 5), it is evident that the control end of the belt 27 will be moved in the direction of rotation of the drum 16, and that this belt will frictionally engage the drum with increasing force. . The belt, thus engaged with the drum, takes from the drum an amount of driving force which is determined by the driving force which the operator exerts on the control element 14, and this driving force will be supplied by the driving end P of the belt, via the corresponding oscillating arm and the anti-friction roller
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36, .a conical piece 37.
This last part is constructed so as to be stationary on its support rod 38, under the action of only one of the anti-friction rollers,
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c: 'that is to say when only one of the bands is) engaged, the radial component of the force exerted by the roller on the conical part being of a magnitude less than the force necessary to overcome the resistance by friction of the tapered piece sliding inwards.
As a result, the conical piece constitutes a fixed stop, and the driving force ... provided by the driving end of the band is transmitted directly to the disc 34, and from the to the shaft.
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control 15 on which the disc is keyed; making this time, the band 26 has been released from the corresponding drum, the movement of the shaft 14 in the direction of the arrow D serving to tighten the band 27, but to release the band 26 There is therefore no not, in the mechanism, of opposition to the rotation of the control shaft 13.
rotation of the 'control shaft' 14 in a direction opposite to that indicated by arrow D will result in releasing the band 27, and engaging the band 26 so that the shaft 13 also rotates in the opposite direction.
The conical part 37 is designed so that when there is only one of the two bands which acts to transmit die force, this part constitutes a fixed Lutée, as has been explained above. However, if at any time there is a tendency for the two belts to engage their respective drums, so that the two anti-friction rollers 36 act simultaneously on the taper 37 with forces directed in opposite directions, and equal or more or less equal, it is obvious that the frictional resistance of the part 37 to sliding on the rod 38 will disappear, and that the part 37 will move radially inwards, in antagonism to the action of the spring 39, to stop the simultaneous capture of tapes.
As a result, part 37 and its mechanism constitute an automatic adjustment device which prevents excessive losses by friction, due to simultaneous engagement of the bands; it ensures that the bands are kept slightly in engagement, by friction, with their respective drums, so that no lost movement will occur, with the vibrations which are the consequence;
finally, it constitutes Himself an organ for taking up wear and tear, because it also functions well in
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all the positions in which it can be placed, and that, if wear occurs in certain parts of the mechanism, it will move outwards, so as to take up the play which may result from this wear.
Clutch 20 is set up so that the portion of the drive shaft which is inside the gearbox can still be moved by the external source of motive force, whatever jerk it is, in the direction of the drive. arrow A (fig. 5). If the direction of travel of the prime mover is reversed, the clutch will release itself.
During the natural operation of the mechanism, the shafts 14 and 13 will always be found essentially in the same face of movement. They are, of course, not connected to each other, except by the intermediate mechanism, but there is so little play, by the bands and the conical pieces, from one shaft to the other, that movement of shaft 14 results in substantially simultaneous movement of shaft 13. When the operator of the control member stops rotating it, the belt which is engaged immediately disengages, and the shaft 13 also comes to a standstill, thereby ensuring that the phase between the two shafts is maintained.
It is also evident that the operator can rotate the shaft 14 at any speed from zero to the rotational speed of the drums, the belts receiving from the drums just enough energy to achieve the desired result.
. In some cases, it is advantageous that the control member or shaft 13 is operated by hand, for example in the event that the mechanism ceases to function due to the breakage of the bands or a disturbance of the source. of energy. As the gutter-shaped ends of the treverse 30 extend through the openings 40 of the disc 34, which openings are not of slight width.
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Significantly larger than the saddle of the ends of the sleeper, the control and drive shafts are prevented from rotating with respect to each other to any appreciable extent, even if the belts have ceased to function.
Prior to any disturbance of the bands, the end portions of the sleepers will be in the center of the openings 40, as can be seen in fig. 3, but at no time will they touch the edges of these openings.
Of course, a band hearing disturbance will allow relative movement of the crossmember and disc 34: 'so that the end portions of the crossmember will strike against the edges of the openings. when the shaft 14 turns *, will spring in either direction. during the maneuver by hand, in case of disturbance of the driving force source, the belts will operate as before, and the motor shaft 17 will rotate in the direction of arrow A.
Naturally, when the part of the motor shaft which is inside the gearbox is rotated in the / direction of arrow A, the clutch 20 automatically disengages this port ion from that which is moving. located outside the box and is connected to the source of motive power, so that it is not necessary for the operator to also turn by hand the electric motor or. another motor which could be used to turn the motor shaft. during the operation of the mechanism, the driving force applied to the hand is accentuated or multiplied a great number of times, that is to say that a slight driving force exerted on the control shaft will result in a strong force considerable motor on the drive shaft.
This effect is brought about by the cooperation of bands and drums, which act in accordance with the well-sounded principles of "enveloping friction". Mechanism can be established
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To give various ratios of energy amplification, for different uses, by modifying its dimensions, and by employing bands of various kinds. If desired, the device can be provided with additional bands connected to the ends of the control of the bands shown, for the purpose of bringing them to the gripping position, which considerably increases the multiplication of energy.
The second embodiment of the invention, shown in Figures 9, 10 & 11, is mainly based on the establishment of a system comprising a servo-mechanism of the general type described above, but without the adjustment device. automatic, that is to say, without the sliding conical part interposed between the driving ends of the bands. The rotating drums, in this form of the invention, are indicated at 15a and 16a respectively, and the command and control shafts, at 13a and 14a respectively. The apparatus may comprise a suitable box, and means. any suitable for rotating the drums in opposite directions.
On the control shaft is keyed a hub, from which radiate the control arms 30a, and the control ends of the bands 26a & 27a are fixed to the ends of said arms. The driving ends of the bands are provided with plates having apertures to receive the ears 45 of an adjustable pan 46, rotatably mounted on a spindle-shaped projection 47 of a shaft 48, which is part of a shaft 48. 'a hub 49 keyed to the control member 13a,
The adjustment member 46 can rotate on the axis 47, and to effect this rotation, it is provided with a series of external teeth 50 which mesh with those of a worm 51.
The screw without fix 51 has an axis 52, making allies axially, and the end of which is square at 53 to receive a key which can be introduced.
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Through the opening 54 made in the drum L 16a, the rotation of the worm and of the adjuster effect a movement of the driving ends of the bands in opposite directions, and consequently rotational movement, the bands can either be pressed simultaneously more strongly against the drums with which they cooperate, or. well be simultaneously separated from the drums.
Although it is precisely not automatic. , like in the uas of the conical part of the first embodiment of the invention which has been described, a construction such as that which has just been cited can be satisfactory when the occasion is occasionally available. adjust manually. of course, adjustment cannot be done while the drums are spinning. The endless screw locks the organ. adjustment 46 to prevent accidental movement.
Although one has not shown and. describes that the parts of this embodiment of the invention which relate more particularly to the new form of band adjustment devices, it is understood that one can employ a suitable box, control members and a clutch of the general type shown in Figures 1 to 8.
A third embodiment of the invention is described and shown in Figures 12 to 15e, and in this case the main difference with the previous forms consists in the absence of a member for adjusting the bands, and in the manner in which the friction bands are mounted and checked. The two drums 15b and 16b are rotated in opposite directions by an angle wheel 21b, the teeth of which mesh with the teeth of an angle wheel which face each other on the periphery of the drums.
The control member or shaft 13b extends completely through the drums, and, infact, the drums are
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mounted to rotate on this shaft which is supported in suitable spans 56,56. The shaft 13b is made hollow, -to allow it to receive the control shaft 14b, having the same axis, and it is also provided. a slot through which passes the control arm 30b 'of the control element. On the end of the. control arm pivots cross member 30b formed in the manner shown and the operation of which will be described later.
The drive shaft 13 is provided with gradually projecting arms 34b, which are located in the same axial plane, and are of equal width. The friction bands 26b and 28b are relatively wide, and their ends are provided with reinforcing members or shoes 58. However, these bands are not mechanically connected, neither to the control cross member, nor to the control arms. mechanism control. As can be seen from figure 13, the adjacent ends of each of the bands are spread apart from each other by a greater distance than the width of the member 30b 'and the control arms, so that the crosspiece and these arms can move a (, - slightly distanced on each side of a central position, before coming into contact with the ends of the bands.
The rotation of the control element in one or. the other direction, causes an angular displacement of the control arm in that direction, and the crosspiece will come into contact respectively with the adjacent ends of the bands, so that a force will be exerted on the ends of the two bands. . however, the crosspiece will meet the control end of one of the bands, and the driving end of the other band, and it is known that the engagement of a band and its drum will only take place when the grip has been made at the control end. As a result of this movement, the ar-
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The control unit will be rotated in the usual way.
In a construction such as that which has just been described, the two ends of each band interchange their functions in the event of reversal of the course ci (, the toothed wheel 21b, and it is not necessary to make turn the drums in a constant direction. In certain circumstances, this ability to be able to change the direction of rotation of the motor shaft will have great advantages.
The action of the control members on the friction bands, in the operation of this form of the device, will be clearly understood by an inspection of Figures 15a and 15e inclusive, in which are illustrated in diagram the various positions of the control members. and bands, for different directions of rotation of the drive shaft. In figure 15a, the drums 15b and 16b are assumed to rotate in the directions of the two flocks F and F 'respectively, the two bands 26b and 27b are inactive, no pressure being exerted on them by the control member. pressure 30b; of the control mechanism.
The driving ends P of the two bands rest against the opposite sides of the control arms 34b, the bands being continuously slightly in friction engagement with the drums. The pressure member 30b occupies a neutral position.
Assuming that the control arm is moved in the direction of arrow F2 (Figure 15b), one end of the pressure member will meet the drive end P of arm 27b, and it will then rotate on its axis as such. so that its opposite end will bear against the control end C of the strip 26b, the driving end 2? will resist movement in a direction opposite to. the direction of rotation of. drum 16b. with
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a force of such magnitude that the end of this strip will constitute a relatively fixed stop for the left end of the pressure member 30b ′ so that the right end of this member (fig.
15b) will exert considerable force on the control end C of the belt 26b As a result, the belt 26b will strongly engage its drum and the driving end
2 of this band will provide sufficient force to rotate Control unit at will in the direc- tion of arrow F. making direct rotation of the control element in that direction, band 27b will be moved in a direction opposite to the direction of rotation of. drum 16b, and there will be some friction losses. However, the mechanism will operate satisfactorily, despite this delay actuation of the band 27b.
In Fig. 15c, the control element is actuated so that the control arm moves in the direction of arrow F3, the directions of rotation of the drums, however, remaining the same. In this case, the control end of the belt 27b is in blind engagement 30b '. And this belt is active, the belt 26b being moved in a direction contrary to the direction of rotation of the associated drum. with her. Figures 15 & 15e are similar in nature, but show the mode of operation of the controller when the direction of rotation of the drums is reversed, as indicated by arrows F and F '.
In this case the control and drive ends of the bands are also turned upside down, as can be seen by comparing these figures with Figures 15b & 15c.
One form of the invention which allows manual adjustment of the bands adjustment which can be effected during operation of the mechanism, i.e. during operation.
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While the drums are rotating, is shown in Figures 16 to 20 inclusive. Other important differences with the previously described mechanisms are also shown, and they will be described in
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detail below.
The triibours 15c and 160 are rotatably mounted on a control shaft 13c ', which is supported in' spans 60,60. The drums are provided with internal hubs and the outer surface of one of these hubs, i.e. the outer surface of the hub. -;
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15ot, constitutes a cylindrical friction surface. The control ends C of the bands 26e and 27c are looped around pegs 60 having the same axis, which are placed at the outer ends of the arms 61.
The inner ends of these arms being fixed, so that they cannot rotate, on a swing shaft 62. The short shaft is mounted so that it can rotate in aligned seats of the protrusion 63, in the form of a gutter, of a part 64 which is integral with the control shaft or keyed above
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The driving end 1 'of the strip 26P is attached to a radially extending arm 65 sf, and which is integral with the part 64, while the driving end z of the strip 27 is attached to the outer end of a lever 66, pivoting. in 67 on a short projection of the part 64.
The inner end of lever 66 is provided. a toothed segment 68, the teeth of which mesh with the teeth of a pinion 69, integral with a
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sleeve '7th, which fits exactly to: .3 Interior of the oral nnclp 001m nnclp nr- biro. * \ its outer end, the sleeve 70 is operated by a helical wheel 71, the teeth of which mesh
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nent with. a worm It mounted so as to be able to rotate, dn1S ears 73 formed on the periphery cL'an disc 74 integral with the shaft-to control the rotation
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t ion of the worm a do;
.lt ... for effect the rotation of the sleeve 70 and the pinion 69, which causes movement
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do.'levier 66 and, consequently, the contraction or expansion of the strip 27c,
The control ends of the bands are manipulated
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by tilting the oscillating shaft 63. and the oscillating shaft is moved in one direction by the action of a spring 75, normally tends to pull it clockwise.
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wing guilles shows (fig. 18) ;. the opposite end of the spring being fixed to the rigid arm 65;
shaft 62 is urged in the opposite direction by the traction of a three
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sixth friction band '76. the driving end of which is connected to a shaft 77, which is keyed or otherwise fixed. without being able to turn on the shaft 62. The friction band 76 passes around the inner drum 1.51- ', discussed above, and its control end.
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It is connected to the external dtari brus control end 78 of a control element 79 which extends 8xil.llenent to. through m 3nan.on 70. The control shaft is split at 80 for the passage of the control arm 78.
The drums being in rotation, but none in strong motor being exerted on the control element, the organs occupy the positions in which they are represented in figure-18. Then, the spring 7b acts for
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bring the strip w7 into engagement with its drum, but the inaction of the spring is counterbalanced by the traction of the strip 76 which is continually slightly in engagement with the drum 15c, Under these conditions the control ends of the bands are not displaced neither in a sense nor
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in the autro.
If the control element 79 is rotated so as to move the control arm 78 in an anti-clockwise direction, the inner band 76 will take on the drum 15, and exert sufficient traction on the arm. 77, to move this arm. upwards (fig. 18) in antogonism to the action of the res-
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comes out 75 and, consequently, to contract the band 27 to dilate
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the 26 t band; with this result that the drive shaft rotates counterclockwise.
If, on the other hand, the control arm 78 is moved in the direction of the hands of a watch (fig. 18), the
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tone of band '7 on arm 77, exercised normally' mE 'Constantly, will stop s8' (s6Jl.ui1 'and spring 75 will aspirate to make shaft G2 oscillate clockwise êl Ill; ,!:, shows, with this result that the band of 3G will be contracted, and that the band ± 7 will engage with the corresponding drum. Then, the shaft of o 01 Jl, 1111tl. (- 1 'to arne clockwise.
At any time, if it seems that there are excessive losses by friction, due to the too strong hold-
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te exerted by the bands ± 6 and ± 7 on their respective drums, or if there is a loosening of the bands, resulting from the vibrations produced between the tightened position of one of the bands and the tightened position of the other, one can turn the worm 72 by the adjustable screw provided to perform the precisely wanted of the band.
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In order to develop his invention in its various forms, the inventor had in mind the use of friction bands having various dimensions, various conformations and having general differences in their construction.
In the embodiments of the invention which have been described, the bands which have been shown and described comprise metal bands with linings of a material such as cork. However, the invention is in no way limited. to any particular type, or to any particular friction band construction, or to any raw material, and the invention includes
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the use of any strip which is sufficient to fill the
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desired conditions.
For example, the continuous metal strip can be replaced by a series of interconnected sections, the strip can be helical-shaped instead of ring-shaped, it can be a tension strip instead of a strip compression, and it can be made of any material or blind or unlined, if desired.
By way of example, a servo-mechanism employing a helical type of band is shown in figs. 21 to 24 inclusive. In this case, the control shaft 13d is mounted in seats 82, is hollowed out to receive the control element 14d, and supports, so as to be able to turn, these drums 15d and 16d, Each of these drums is provided. a member 83 forming a circular bowl, which is rigidly fixed thereto, the opposite edges of these members being bevelled and toothed. An angle wheel 21d meshes with the teeth of the members 83 and, when it is rotated, causes the rotation of the drums in opposite directions.
Between its spans, the control shaft is provided with a hub 13d '. to which is bolted an almost continuous ring 84, the periphery of this ring supporting a cylindrical member 85 having the same axis as the control shaft, and the internal surface of which is only a slight distance from the external friction surfaces , lined up drums.
A helical band is housed between the drums and the cylinder 85. last mentioned, the. ends of this strip being fixed to des.rebords 86, adjustably fixed to the ends of cylinder 85 by screws 87, and the widened middle part of the strip being riveted, or. otherwise attached to the T-shaped end of the control arm 30d, which is integral with the control element 14d
The band is of a thickness which decreases to
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from its ends towards the median portion, that is to say from its driving ends to its control part.
Although it is of a continuo structure, this band actually functions as two bands, and for this reason the part which is to the right of the control arm 30d (fig. 21) and denoted by 26d and that which is located to the left of the control arm 30d is denoted by 27d,. Of course, the rotation of the control member 14d 'in one direction will cause the strip portion 26d to contract and the strip portion to expand. 27d. and the rotation in the opposite direction will reverse this action of the bands. the web portion 26d being contracted, the drum 15d is engaged, and the result is a rotation of the cylinder 85 and the control shaft 13d in the same direction; the cylinder being rigidly connected to the control shaft.
Rotation of member 14d in the opposite direction will cause belt portion 27d to engage, and rotation of the drive shaft in the reverse direction. Obviously, when the tape is too loose, no grip will occur when the control arm moves within the narrow limits in which it is desired to maintain the movements of the control shaft, and it is therefore necessary continuation of plans. an adjustment. By loosening the screws 87 and rotating the flanges 86, the band parts can be tightened or released at will, the screws passing through slots provided in the rebores for this purpose.
In each of the embodiments of the invention which have been described so far, two drums rotating in opposite directions are provided. In some cases it may be advantageous to have only a single drum, continuously rotating in one direction, and for this
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reason has also been shown in FIGS. 25, 26 and 27, a construction in which the movement of a controller, in one or the other direction, can be effected by '. the energy taken from Him unique drum, the direction of rotation of which is invariable.
The control shaft is, in this case indicated by 13e and the control element by 14e, the control element being inside the control shaft, which is hollow for this purpose, the control element being inside the control shaft. control arm 30e of the control element passing through the radial slot provided in the control shaft.
There is only one single drum 15th, this drum being mounted so as to be able to turn on the control shaft, and being actuated by any source of energy.
The drum is provided with an axial hub 26, the cylindrical outer surface of which has a friction surface.
Two bands are shown which engage with: the large internal cylindrical friction surface of the drum, its bands being indicated by 26e and 27e. The driving end p of the belt 27e is pivotally mounted on one of the arms of an elbow lever 91 '', which is mounted to oscillate on a spindle 92 also protruding from the disc 91.
the other arm of this bent lever is connected with the driving end of a friction band 93, this friction band 93, this band weighing around the small drum 26e1 and its control end being connected to the outer end of the control arm 30e,
The driving end P of the strip 26th is riveted to a pin 94, which protrudes laterally them on a disc or member 95, so as to, rotate freely on the 13th shaft, The control end of this band is pivotally connected to the outer end of a lever 96, the inner end of which is pivotally mounted on a pin 97,
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which also protrudes laterally on the disc 95.
A spring 98, one end of which is connected to the lever 96, and the other end of which is connected to a pin 99, projecting from the disc 95, normally tension
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z, bring the control end of web 6e against the drum.
The periphery of the disc 95 is toothed, and its teeth mesh with those of a small angle pinion 100 mounted
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ue way to be able to turn on fine fixed spindle law. Pinion 100 is also engaged with the teeth of a third disc 102, which is keyed to the driveshaft.
At. during normal operation of the device, the
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band $ 263 due to the action of spring 98. is continuously in friction engagement with the drum, and the
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disc 95 is therefore requested to turn in the opposite direction - milking clockwise, (fig. P, 7). naturally, this disc is not directly connected to the control shaft, and the force which tends to rotate it is transmitted to the control shaft only through the intel. via the pinion lOC and the disc. 1U2, so that the force taken from the drum is finally applied to the control shaft deft.1l1J1ièrA to tend to rotate the connando shaft clockwise.
This constant frictional force, tending to rotate the control shaft clockwise, is thwarted by the constant frictional force of the drive shaft.
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band 27e, which tends to rotate the drive shaft counterclockwise. The band of 93 continuously has a slight friction grip with
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drum P, 6'3 and belt 37G continuously have slight frictional contact with drum 15. Normally, the driving force exerted on the drive shaft in one direction is exactly equal, in magnitude, to engine effort in the other direction, and consequently the control shaft
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to remain stationary.
'If the control arm 30e is moved in the direction of the needles of an upward direction, (fig. 26¯ the belt 96 will cease to contact the drum 26e1 with the result that the friction of the belt 27e against the Drum will become much less However, as the friction between belt 26e and drum 15e remains the same, the motor forces will no longer be balanced, and the shaft will be forced to rotate clockwise.
If the control arm 30e is moved counterclockwise (fig. 26), the belt 93 will tighten the small drum 26e 'more tightly and the control end of the belt 27e will be. pushed against the main drum. As a result, a very considerable force will be taken from the main drum, and supplied to the disc 91 by the belt 27e. and the driving force thus produced will overcome the constant driving force transmitted to the shaft from the belt 26th. As a result, 1 $ shaft will rotate in an anti-clockwise direction (fig. 26).
A final embodiment of the invention, chosen to represent it, is the subject of Figures 28, 29 and 30.
This form of mechanism is in some respects similar to that described and shown in Figures 25,26 and 27, but it does not include the use of a constant friction member bearing against the single drum, and replaces it with a second operable band. - by hand. The control shaft is designated by 13f, the control element by 14f and the single drum by 15f, these three members having a common axis, as in the other forms of the invention described above. The drive shaft and the control mechanism are supported in spans formed in a base or pedestal 103, and the drum is also supported by this base.
We can provide means
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any suitable for rotating the drum in a direction which, for a mechanism constructed as shown in the figures, should be the direction of the arrows F of Figures 29 and 30
Two bands 26f and 27f are shown, the driving end of the band 27f being fixed to the outer end of an arm 104 integral with the control shaft 13f, and the driving end of the band 26f being fixed. to a pin 105 protruding laterally on a disc 106.
This disc is mounted so as to rotate freely on a horizontal protrusion, forming a sleeve, of the base 103, which has the same axis as the drum and the control member. the periphery of the disc 106 is toothed, and its teeth mesh with those of the toothed wheel 107 mounted so as to be able to rotate on a spindle 108 fixed in the ring. 'A second disc 109 carries peripheral teeth which also mesh with the teeth of the angle wheel 107, the disc 109 being keyed to the shaft 13f,
From all of the above, it is apparent that the. Drive ends of the bands are connected to the control member in such a way that when one of the bands becomes active, it rotates the control member: - in one direction, and when;
the other band becomes active, it turns the controller in the opposite direction.
The control end of the strip 27f is connected to the outer end of a control arm 110, the inner end of which is fixed to the control element 14f The control end of the strip 26f is connected to the outer end. - 'ne of a control arm 111, and the internal end of this arm is fixed on one of the ends of a member They, in the form of a sleeve, which is supported so as to be able to turn, on the control element 14f.
The sleeve 112 and the rod 14f are respectively provided with dtan-
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gle 113 and 114 facing each other, the teeth of these two wheels meshing with the teeth of an angle pinion 11 mounted so as to be able to rotate on a spindle 116 fixed in the frame. It is apparent that the control mechanism is so arranged that when the element 14f is rotated in one direction, one of the bands will expand and the other will contract, and if the element 14f is rotated in the opposite direction, it is the first band which will contract, and the second which will expand.
The embodiment of the invention which has just been described provides a compact and satisfactory method of obtaining an unlimited rotation of a control member, in one or the other direction, by energy. coming from a drum turning one direction only, one could design and construct other mechanisms to perform the same functions, i.e. to allow an operator to obtain a continuous rotation of a drive shaft from of a motor unit having only one direction of rotation.
In the event that the continuous rotation of the actuator in both directions is not necessary, or is not desirable, the servo-mechanism can be considerably simplified without it ceasing to fulfill its main purpose. , which consists in providing a mechanism by which an operator can manipulate a machine offering a great resistance to movement, by) a motive force, but always under the complete control, direct or indirect, of the operator, not only with regard to the exact speed of the movement, but also with regard to its exact amplitude.
In any form of the apparatus, the control shaft cannot transmit to the body to be manipulated, or to the mechanism to be actuated, a force greater than that which is communicated to the servo-mechanism by the motor member, more,
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naturally, the relatively small force that the operator, or the control motor, exerts on the control element. However, within the limits of the aircraft's capability, the effect of control is instantaneous, with the commando shaft immediately following in its movements the movements of the control element, and the range of motion of the control shaft. command is exactly that of the control element.
The speed of rotation of the control shaft is equal to the speed of rotation of the control member, so that the mechanism provides a means of operating the control shaft at any desired speed, and at any desired angle, and to apply, through the control shaft, a force which is many times greater than that applied to the control element.
The noting force used to actuate the drum (s) may be derived from any suitable source. A constantly rotating shaft can be used as a motive force source, but this shaft need not be continuously rotating, provided that it rotates while it is called upon to provide motive force.
The drums must not rotate continuously at the same speed, the mechanism operating at full speed up to the speed of the drums, provided that the bands take sufficient driving force from the drums to actuate the control member, regardless of the exact speed of the drums and provided of course that sufficient engine power is available. the first realization of. mechanism, complete synchronous amplifier control, chosen as an example, is shown in Figures 31 and 32, In this case the rolls arranged horizontally, of a rolling mill train
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are indicated by 120 and 121 respectively.
Although only two of these rollers are shown, it is understood that similar rollers are arranged either directly above or directly below those shown, and rotate in the opposite direction to those shown, and that these rollers are spaced so as to press on opposite sides of an object or workpiece passing through the rolling mill.
A motor producing the motive power is indicated at 122, and it is understood that this motor may be either an electric motor or another motor of any suitable type. Its shaft, motor 123 carries three fixed gears, the first of which, the pinion 124, meshes with a return pinion 125, which in turn meshes with a
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larger sprocket 126 attached to the roller. 130. The roller 120 is therefore actuated directly by the motor at all times.
A second pinion 127 carried by the shaft 123, meshes with the teeth formed on the periphery of a drum 128 mounted so as to be able to turn on the drive shaft
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129 of a simple type servo-mechanical unit. On the drive shaft 129 is attached a pinion 130, which meshes with a pinion 131 attached to the roller 131. The roller 121
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is therefore driven by the motor 122, but through the servo-rnéc; anisrno instead of being directly.
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A third pinion 152t which is an angle pinion is mounted on the end of shaft 12, and this pinion meshes with a second angle pinion 133 attached to the end of a shaft 12; short shaft IJ4. The opposite end of shaft 134 carries a disc 135, preferably
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lined with friction material. A friction wheel 136 bears against the latter disc, this friction wheel being mounted on the control element 137 of the aarvo-mechanism. The control arm 138 of the control mechanism,
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which is integral with the control element, carries the ex-
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The control unit C has a plain friction strip 139 which is arranged to engage the inner face of the friction drum lZ8.
The driving end, 1> of the friction drum is connected to a control arm 140 integral with the control member 129.
The friction wheel 136 is mounted with tabs and
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grooves on the control element 137, in such a way that it can move axially along the control elements, by the insertion of an adjustment device, part of which 141 has arms which extend on the opposite sides of the disc and almost touch the latter, and a threaded rod 142, which can be operated by hand, to move this organ forward or backward.
The rotation of the motor shaft 123 in the direction of the junction A results in the rotation of the rollers.
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120 and 121 in the direction of arrows B-B, the roller 120 being actuated directly, and the roller 121 being actuated through the servo-mechanism, as explained above. The friction drum 128 is continuously rotated by the pinion
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137, in the direction of arrow D.
However, the ZI6 control element 137 is also rotated in the same direction, by the friction wheel 136, so that the control end C of the friction belt is engaged with the drum and that the band takes energy from this drum which it transmits to the
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c; command 129 of the servo-mechanism. The speed of rotation of the roller 121 is regulated by the action of the control element 137.
By moving the friction wheel away from the axis of rotation of the friction disc 135, the rotational speed of the control member can be increased, and hence the rotational speed of the roller 121 can be increased.
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by moving the friction wheel 126 towards the axis of rotation of the disc 135, the rotational speed of Insulation-control and, consequently, the rotational speed of the drum 121, can be reduced,
An apparatus which has just been described will be useful in that it will regulate the rotational speeds of the sets of rolls of a rolling mill so that it will prevent a body or object passing through the rolling mill from being bent. or "missed". between the two sets of rollers, and that it will also prevent excessive tension.
Figure 33 shows a mechanism of a very simple type for raising or lowering a barrel from a remote point. The barrel is indicated at 115 and it is mounted so as to rotate on horizontal journals 146. A toothed sector 147 is integral with the barrel, the teeth of this sector meshing with those of a pinion 148 mounted to rotate. on a fixed axis. The pinion 148 is integral with a helical wheel 149 which meshes with a worm 150 carried by the end of the control member 151 of a servo-mechanism of the type with two drums.
The drums of this servo-mechanism turn rapidly, in opposite directions, under. the action of a motor 152, ± the control element 153 of the servomechanism is integral with the rotor alum motor saltsyn 154, which is connected, by suitable electrical conductors 155, to a second motor syn156 located at a separate point. such as the pointing chamber of a fire control station. Movement of the rotor of motor 156 results in synchronous movements of the rotor of motor 154. and consequently a synchronous movement of the element of (,; control 153 of the servo-mechanism.
The movement of the control member 151 of this mechanism is in synchronism with the
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movement of its control element, and as the control element is capable of exerting an energy which is many times greater than that which has been imparted to the control element (and the mechanism
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will be set in each case so as to provide an ample amount of energy to achieve this result), the barrel may be lowered or raised freely.
If the barrel is large, the servo-mechanism can amplify the energy of the. saltsyn motor 10,000 times and more, and for an amplification of energy so cons
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sidPra'h7¯e, one can use a form similar to that shown in figures 16 to 20, that is to say a mechanism having several degrees of amplification, or several
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servo-mechanisms used in series.
A simple form of amplified control mechanism ::1't;ew. ' synchronous is shown in Figure 34. In this case, the core. 160 of a solenoid 161 is connected to the control end C of the friction band 16Z. This band passes around a drum 163 (it is trained
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in the direction of the arrow Stepping An electric motor 16, and the driving end r of the strip is connected to one end of a lever 165 pivotally mounted. The opposite end of this lever is sector-shaped, and it is provided with teeth which mesh with those of a pinion 166.
Pinion 166 may in turn actuate any desired form of control mechanism, such as a damper or regulator. The fuel The core 160 of the solenoid will move downward, as the magnetic attraction of the solenoid increases, due to the increased intensity of the current which
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The friction belt will then come into engagement with the rotating drum, and the control member 165 will therefore be actuated. A spring 167 opposes
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at. downward movement of the nucleus and tends to make it assume a definite position for any given intensity of current passing through the solenoid.
A second spring 168, acting on the control member
165, returned the controller when the traction on the belt ceases.
The current passing through the solenoid can come from any suitable source. For example, the mechanism shown can be applied to an installation of steam boilers, such that the core. 160 prizes move in synchronism with fluctuations in the pressure of the boilers. In one such case, pinion 166 can adjust the flow of air to the combustion chamber or grate, or. well it can regulate other matter the fuel feed.
Instead of using an electromagnetic control motor, such as the one shown in fig. S4, a pressure engine of the bellows type can be used.
An arrangement of this kind is shown in FIG. 35, figure which also shows a servo-mechanism of a type capable of moving the control member in one or the other direction, that is to say a servo-mechanism of the type shown in Figures 1 to 8 of drawings.
The pressure motor has a bellows 170, and a fluid conduit 171 is provided to conduct steam or. pressurized air from a boiler or pressurized air chamber inside the bellows *
The lower end of the. bellows is stationary, but its upper end rises and falls with: the pressure variations which occur there. At this upper end is fixed a rack 17 engaging with the pinion 173 fixed to the end of the element.
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17-i control:
of the servo-mechanism, which is generally indicated by S. A spring 175 can be provided, such as is generally employed with devices
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bellows sitifs of the kind shown Itextréraité sapé- x'ieure of this spring bearing against a fixed stop 176.
The control organ 177 of the sorvo-mechanism (which mecanismp is supplied (5 with motive force by a motor 178) carries, fixed on it, an angle pinion 179, the teeth of which mesh with aiT (; 0 those cl flm sector 180 mounted to rotate on a fixed shaft 181. An arm 182 descends
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dant of sector 180 is connected by a connecting rod 183 'to tzn register l8 - i:
mounted in a duct 185 through which passes, for example, the air supplying the hearth of a boiler. By means (the mechanism just described, one can easily obtain the automatic control of the register, or the control of the fuel supply, although, as can be seen, the energy consumption of the mo -
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Control factor that is to say 'da sufferer 170 may be very low. Furthermore, the response of the mechanism to the movement of the bellows is instantaneous, and for each position of the rack 172, the register will have a corresponding unique position.
Figures 36 & 37 show another form of synchronous amplifier control mechanism.
In this case, the motor (the control is also an expandable bellows 190, in which the pressurized fluid
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is anr'né by a 00ncillit 191. The expansion or contraction of the. bellows, in, antagonism to the action of the spring 19 or 00! 1t; u'l'rer :: llllent therewith, results in the ctiurie movement of the operating rod 193. At the end of this operating rod is connected to a pivot a sleeve 194 which is threaded and inside which is screwed the end of a rod 195. The rod 195 is integral with a hub
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196, which supports the two radial rods 197 and the arms 198. On the rods 197 slide the wedge-shaped members 199, urged outwardly by springs. 200.
Rollers 201 and 202 rotating in seats fixed to the friction discs 203 and
204. press against the oblique faces of the corners, and tend to push them inward. If pressure comes from one side only on each corner, the friction exerted on the rods prevents any movement of the. corner, but if both friction discs press simultaneously, pressure will be applied to the corners on both sides. The friction on the rod will try to be felt, and the wedges will move inward, antagonizing the pressure exerted by the springs.
If the pressure simultaneously ceases to be felt on all the corners, the springs will push the wedges outwards. This automatically co-enlarges the vibrations and the excess pressure, but a slight pressure is always maintained, which presses the corners. friction members against their conical seats in the drums 205 and 206 The friction members 203 to 204 have projecting pins on opposite points of their internal faces, these pins engaging with holes in the arms 198, so so that the friction discs can move freely along the axis. but are kept in engagement, for rotation, with the arms 198 and the shaft 195.
Drums 205 & 206 are driven in opposite directions by continuously rotating motor 207 through the pinions. 208 and of the idler gear 209 meshing with teeth cut in the outer periphery of the drums 205 and 206
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If we move the rod 195 towards the. right, the disc 203 will be pushed back into frictionally engagement with the drum 205, and will rotate with the latter, this rotation causing the shaft 195 to turn, the direction of the rotation being such that the rod that the rod 195 screws into the sleeve 194, and is thus pulled to the left, and the friction disc 203 ceases to be in friction engagement with the drum 205.
If rod 195 moves to the left, disc 204 rotates in the opposite direction, and by intersecting with threaded sleeve 194, disc 204 ceases to be in friction engagement. In this way, only the longitudinal movements of the rod 193 will move the friction discs from their normal neutral position and cause them to rotate back to this neutral position.
The rod 195 carries at its right end the flexible coupling 210, allowing 195 to move freely by end, but transmitting its rotation to the pinion. 211 Any longitudinal position of the rod 193 is thus represented by a defined angular position of the pinion 211 and the rotation of the pinion 211 will be performed with considerable driving force, while the rod 193 will require only a small amount of driving force to move the friction discs into or out of gear. : Pinion 211 can be attached to any mechanism, the movement of which must follow any movement printed at 193.
As explained above, the friction bands which can be employed in the servo-mechanisms shown can be of different designs and constructions. However, in servo-mechanisms employing more than one band, it is always preferable that the belt which is innermost or band of the primary be of very light construction. The figure
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38 shows a belt which has given particularly good results in practice, owing to its extremely low weight and high strength. The band comprises a series of parts 220, forming a channel, placed end to end, and pivotally connected to each other by light cross members 221.
Inside each piece 220 is fixed a block. in, cork 222 whose faces of. friction 223 are cylindrically curved so that when the strip is wound around the drum with which it cooperates, the friction faces of the cork blocks are contiguous with the friction faces of the drum. A belt of this type, capable of withstanding under tension a weight of 6 to 7 kilos, will weigh only 450 grams for a length of more than 60 mts.
The band shown in Figure 38 is. Naturally, intended to be wound around a drum, and as in many cases it may be advantageous to have a light internally expanding strip, such a strip has also been perfected, which is shown in Figure 39. In this case, the aluminum sections are slightly curved plates, indicated by 225, and the cork blocks are attached to the convex surfaces of these plates.
The ends of the plates are turned inwards, and the adjacent ends are joined together by one or more rivets 226 This strip is also of great resistance, compared to its little weight, and it is particularly suitable for types of servo mechanisms in which internal expansion bands must be used.
Other types of synchronous amplifier control mechanisms include servo-mechanisms which are not due. wrap-around friction type, are shown in diagrams in Figures 40,41 & 42.
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In figure 40, 230 denotes a continuous belt
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which runs on pulleys 331 with the belt moving constantly in the direction of arrow A under the influence of any suitable external source of motive force. The friction shoe 232 is arranged to bear against the belt, and to push back the latter
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against a fixed plate 2JJ. The shoe is supported by a suitable system which includes knee pads 334 & 235
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linked together with a pivot at 236. The lever 335 porto to so: i. outer end an roller 237, which comes against a bu.-: teo,; 8. The shoe 232 and the roller 237 are connected by connecting rods? 39 to the lever arms 240 '& 841.
The adjacent ends of these lever arms are in the form of sectors and provided with teeth, the teeth of the two sectors engaging with each other. The rotation of levers 240 & 241 at
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turn anus axes ec 34: 3 has the effect of vertical movement of the connecting rods 239, and consequently, a vertical movement of
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driven amplitude of shoe S33 and roller 237. The roller z37 is thus always placed exactly opposite the friction shoe 232. pivot 236 which connects the levers to each other.
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noodle 234 & 2 "5 is also connected by a t-4qd rod to a thermostat 245 supported on a base 246.
It results from this device that a downward movement of the rod
232
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Zut serves to press the shoe 23 against the stopper to cause a friction grip which, in turn, acts to pull the connecting rods 239 downward, until the frictional force disappears. Of course, an upward movement of rod 244 results in the elimination of the normal frictional grip between the shoe and the shoe.
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belt, and when this movement occurs, a spring 47 acts to rotate the levers 340 and 21, and therefore to raise the connecting rods 238.
In this manner, any movement of rod 244 is immediately followed by
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a corresponding movement of the levers 240 and 241. The lever 241 is provided, at its outer end, with an opening allowing a mechanism or device to be attached to it, the operation of which must be thermostatically controlled. One can, for example, connect to this lever another lever, as indicated at 248, and this last lever can actuate a register 249 placed in a pipe 250 naturally.
as a result of the servo = intermediate mechanism, the weak motive force of the thermostat is greatly amplified, so that the damper or other device can be moved freely, even if its operation requires considerable fine force, or if it is thwarted by relatively large retarding forces.
A final example of a synchronous amplifier mechanism in which the servo-mechanism employed does not act in accordance with the principle of enveloping friction is shown in figures 41 and 42. In this case, the shaft 255 tends to rotate in one direction by some suitable device, such as, for example, a weight 256 which is suspended by a cable 257, the upper end of which passes around the shaft and is finally attached to it at 258 Spaced parallel discs 259 & 260 are mounted on the shaft, on which they can rotate freely, the peripheries of these discs being toothed and their teeth meshing with those of the pinion 261 rigidly mounted on a drive shaft 262. the motor shaft is rotated,
in any suitable manner, in the direction of the arrow A and therefore both friction discs be rotated in the direction of the arrows B and at equal speeds.
The shaft S55 is hollowed out following the axis, to receive the control shaft 263 ot it is grooved at an intermediate point between the discs, to allow the passage of the control arm 264, integral with the shaft or. el-
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ment of control. The outer end of the control arm
264 is enlarged and, shown in fig. 41, it is wedge-shaped. The inclined surfaces facing this wedge-shaped member, which is indicated at 265, constitute bearing surfaces for anti-friction rollers 266, mounted so as to be rotatable on friction shoes 267. and 268.
The above-mentioned shoes come into friction with the discs 259 and 260, the internal faces of which constitute flat friction surfaces. Each shoe is provided with a transverse opening and rod 269, which is rigidly fixed to the outer end of an arm; 270, integral with the shaft 255, extends in these two aligned recesses.
The rotation of the control element 263 in the direction of the arrow C forces the wedge 265 to exert forces on the friction shoes, tending to separate them, that is to say, tending to push them back. shoes against the friction surfaces of the rotating discs.
It is clear that when the friction shoes are in engagement with the respective disks, a very considerable amount of energy will be taken from these disks by the shoes, and through arm 270, by rotating the shaft. 255 in antagonism to the action of the weight 256. The movement of the control element in the opposite direction naturally stops the friction between the slugs and the discs, and allows the weight 256 to rotate. 'tree 255 in the same direction.
The control shaft 255 (to which any suitable mechanism can be connected to actuate), therefore immediately follows these movements, the movements of the control element 263 and the angles and rotational speeds of the element. control and drive shaft will be equal.
The control motor represented here for the automatic operation of the control element comprises
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a speed regulator generally indicated by S, this regulator being of the well-known centrifugal type.
Governor shaft 271 can be controlled by any machine the speed of which it is desired to automatically control, and control shaft 255 can be connected to a valve which controls the supply of working fluid to the machine. The movement of the collar 272, (it slides on the regulator shaft as the regulator spheres rise and fall, is transmitted to the control element 263 by a lever 274 pivoting at 275, One of the ends of this lever extends in a groove of the collar 272, and its opposite end is provided with a rack sector 276 whose teeth mesh with the teeth of a pinion 277.
fixed on the control element. By means of the mechanism shown, fully automatic control of a machine can be achieved, even if the valve register or other device controlling the actual movement of the machine requires a much greater amount of energy to operate than that of the machine. which can be developed by the regulating mechanism in normal operation.
The last embodiment of the synchronous amplifier control mechanism, shown by way of example, is given by Figures 43 & 44. In this case, the principles of the invention are used for the design and construction of a clockwork mechanism of the type used for lathes. Clocks of this type are generally large in size, and the hands are sometimes several meters in length and are very heavy.
Furthermore, these needles are generally exposed to the air, so that in winter they become covered with ice or snow, which further increases their weight. Of course, a special kind of clockwork mechanism must be employed to manipulate or rotate the hands, and
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Inexperience has shown that clockwork movements intended for tower clocks can only function for short periods, without having to be regulated or repaired.
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The principle represented in figures 43 and 44 is for the most part a diagram, and it is of course
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trnda that the construction and arrangement of the various components can be changed considerably to ensure a compact end. The minute axis of the JiQr- loge is indexed at 280, the minute hand at S8'l and the hour hand at 8û..minate axis and the hour sleeve S84 being interconnected by the 'usual reduction gear from 12 to 1, indicated in a
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general by &.
On the minute charge is attached a drum 285 around which are wound a number of turns of a cable 386, at one end of which the weight is saspened at 37, the opposite end of the cable being secured to the drum. It is understood that the minâtes axis is supported in appropriate spans, although these spans are not shown.
The posterior end of the minute axis extends
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pu through G (1 T l, nr central opening made in a fixed bracket G80 disc-shaped, in which a ùltV0ti'f 'is provided to form an internal cylindrical friction surface L8, ", o1l0ontl'Í (la8 to l 'minute axis.
On the internal end of the axis of the minâtes is fixed a
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arm 2l> u, arranged radially, and at. outer end to which is connected the driving end P of a friction band 291 which may be similar to those described elsewhere in this specification. The control end
C of this friction strip is connected to the outer end
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an S9S arm, arranged l "1dialempnt, and fixed on an axis
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293 having the same axis as the minute axis 280 291 denotes a pendulum which is suspended by a point situated in a vertical plane passing through the counter of the minute axis.
An escape wheel is indicated at 295 Any suitable escape mechanism may be interposed between the pendulum and the escape wheel, and in the drawings this escape mechanism is generally indicated. by E. The exhaust shaft 296 is connected by a suitable gear to the axis 293 A tension spring, shown in figure 44 and designated by 297 is connected by its ends to the outer ends of arms 290 arranged radially, and tends, during operation of the device, to titce these arms towards each other and thus to contract the friction band.
The weight 287 naturally tends to rotate the minute charge in the direction of the arrows A, and the force of gravity exerted by this weight constitutes the only operating force of the mechanism. It is clear that the axis of the minâtes would rotate rapidly, due to the traction of the weight, without the braking effect exerted by the band 291. The band 291 could also not exert a braking effect if the band 291 The control end of this band was not delayed by the pendulum and the associated mechanism, and connected to this end of the band.
The small tension spring 297 constantly tends to pull the control end of the belt away from the friction surface 289 and thereby completely eliminate the necessary braking effect. However, the movement of the control arm 292 in the direction of arrow A, under the influence of. spring 297, is only permitted intermittently, at intervals of seconds, due to the regulating action of the pendulum, and furthermore the amplitude of the angular movement of this arm is exactly controlled.
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the (, by the said pendulum. In other words, although the tension spring 297 exerts a constant force on the control arm 292.
the action of the pendulum is such that only intermittent movement occurs, step by step. We see that the movement of. The control arm, at a small angle, under the influence of the spring 297 instantly disengages the tape from the friction surface of the drum, and this movement will be followed immediately by a movement of the arm 290 over the same distance angular.
Thus, during the operation of the mechanism, the two arms 290 and 292 move by an intermittent movement, step by step, around the center of the minute axis, which is also actuated in this way to advance the minute hand. and consequently the hour hand, in the known manner. the tension of the spring 297 remains essentially constant during the whole cycle of the movement of the breaks 2980 and 292, due to the fact that the angular relation of these arms does not varies only in Him very weak degree, and that after these variations, the primitive relation is immediately reestablished.
Means should be provided to raise the weight from time to time, and if desired, the control arm 292 may be actuated by an ordinary clockwork mechanism by taking a spring weight or an electric drive from a any kind. It can therefore be seen that in this embodiment of the invention, the servo-mechanism which is included therein is of the nature of a brake which retards the action of the motor, rather than of the nature of a clutch which establishes a control connection between a motor and .. 'member to be actuated. Further, it is apparent that the check engine is of a different nature from those which have been described in the foregoing exemplary forms of the invention.
In fact, it has a regulator, but does not direct energy from
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from a source other than the mechanism motor.
It will be noted that the servomechanisms described here belong to two general classes, one in which the shaft or control member is forced to execute its movements by frictional engagement of members connected to it. with friction surfaces actuated by a driving force, type which will be referred to hereinafter under the name of "type of drive", the other, in which the shaft or actuator has a strong tendency to fall. moving, but is prevented from doing so by the frictionally gripping bodies connected with it, with friction surfaces, and which will hereafter be referred to as the "delay type".
In both cases, of course, the friction is controlled by a control organ, the control organ of which follows the movements. In the drive-type mechanism, the friction member controlled by fine motive force must always move at a speed greater than the speed at which it is desired to move the control member. In the time-delayed type, the fruition member may be stationary, as described above, but small however to rotate, being driven by an external driving force; however, its speed if it moves in the same direction as the control member, must always be less than the speed of this control member.
However, if it is moving in the opposite direction, it can move at any speed. In certain cases, a moving retarder member has certain advantages. If it moves in the opposite direction, it is useful for controlling very slow movements, for making the control easier, and especially for taking advantage of a property of certain friction materials, to allow control. delicate by a simple mechanism.
It has been found that with cork, a high surface speed considerably increases the coeffi-
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owing to friction and consequently accentuates the effects of friction, by the use of an enveloping friction member * it is possible to obtain a force ratio of 40 to 1 on the two.
ends of the belt at faulty speeds, while at very high speeds, reaching several thousand revolutions per minute for a one-inch drum, force ratios exceeding 1000 to 1 can be obtained. do friction moving in the same direction as the actuator, but at a lower speed, also has advantages, especially for uses requiring large amounts of energy, because the energy losses by friction and the heat developed are less than if the organ were fixed.
If the organ consists of a drum moved by a transmission, for example, it is obvious that instead of absorbing energy from the transmission, it gives it back, In many cases of control, it is necessary to use a servo = mechanism having several phases, in order to obtain the motor effort or the necessary power ratios. It is obvious that one could use a delayed type in one case, and a drive type in the other,
or. which could be used for a particular case, a delay type with friction member moving in the same direction as the control or in an opposite direction, and for another case, any other type. There are thus, with a two-phase servo-mechanism, sixteen different combinations which are possible, each having particular advantages for certain uses, while with three phases there are sixty-four different types, and and so on.
By the term "motor" as used in the present description, it is to be understood some form of apparatus capable of providing mechanical power, without limiting the nature of the original source of energy.
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The motor may consist of elements which are normally at rest, but which are capable of providing mechanical energy when requested (for example certain types of hydraulic motors, spring motors and motors acting by gravity), also iaien that of the engines of a. more common type comprising elements one of which is normally in motion (electric motors, steam engines, etc.). The terms "control motor" and "en orgy motor are used only to differentiate between their functions, the function of the last named motor being in general to provide the main part of the energy required by the control organ. control, and the function of the control motor being to control the supply of energy.
In some cases the control motor may receive mechanical energy from the energy motor, as shown in Figures 31 and 43, while in other cases the control and control motors. energy can have entirely different sources of primitive energy.
By the term "automatic means" is meant the particular types of control moteuts (which are sensitive to changes in the physical or chemical conditions of any body with which they are associated, or which indicate, measure or calculate changes. in the position or in the speed of these bodies.
By the term "single" as used herein, it is meant to indicate that for any position of a movable element of the control motor or automatic means, there is one and only one corresponding position of the control motor. control organ.