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Publication number: BE480302A
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Description


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  BREVET D'INVENTION "Dispositif Servo-Moteur Electro   Hydraulique"   
La présente invention se rapporte aux appareils servo-moteurs électro-hydrauliques, et elle a trait en particulier à un appareil de ce type, par lequel un levier ou autre organe de commande peut être actionné en réponse à un signal provenant d'un dispositif de contrôle situé à distance. 



   L'un des objets de la présente invention est de supprimer les inconvénients des appareils servo-moteurs antérieurs et d'obtenir ce résultat par de nouveaux moyens de grande efficacité. 



   Un autre objet de la présente invention est de réaliser un appareil d'asservissement, par lequel le levier ou autre 

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 organe de commande peut être placé en position voulue de fa- çon précise et rapide contre Inaction   d'un   couple résistant, en réponse à un signal de commande. 



   D'autres objets de l'invention consistent à éliminer les conduites de connexion habituelles, de constituer de nouveaux moyens de transformation entre un mouvement rotatif et un mouvement linéaire et de combiner un moteur d'entrainement., une soupape pilote, un piston moteur et un autosyn ou un dispositif synchrone d'asservissement en un dispositif de commande compact. 



   Un autre objet de l'invention est de constituer un dispositif de commande plus stable que les dispositifs clas-   siques,   en rendant par exemple la position du piston moteur proportionnelle à la position de la soupape pilote. 



   Un autre objet de   l'invention   est de constituer un dispositif plus flexible quant au choix et à la disposition de'ses parties constituantes. 



   Un autre objet de   l'invention   est de réaliser un appareil du type indiqué ci-dessus qui soit de construction simple et durable, de fabrication économique, et de fonctionnement efficace. 



   Ces objets et caractéristiques de l'invention et d'autres encore ressortent de la description suivante relative à deux formes de réalisation de l'invention montrées sur les dessins annexés, étant bien entendu, toutefois, que ces dessins ne sont donnes qu'à titre d'exemple nullement limitatif. 



   Dans les dessins :
La figure 1 est une vue latérale partiellenent en élévation et partiellement en coupe d'un appareil   d'asservis-   sement ou de commande électro-hydraulique construit selon une première forme de réalisation de l'invention. 

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   La figure 2 est une vue de détail aggrandie d'une partie de la construction figurée sur la figure 1. 



   La figure 3 est une coupe prise sensiblement le long de la ligne 3-3 de la figure 2. 



   La figure 4 est une vue., semblable à la figure   2,,'   d'une variante de celle-ci. 



   La figure 5 est une vue semblable à la figure 1 d'une autre forme de réalisation de l'invention; et 
La figure 6 ext une coupe prise sensiblement le long de la ligne 6-6 de la figure 5. 



   Si l'on se reporte à la figure 1, l'appareil sui- vant la forme de réalisation qui y est mohtrée, comprend en gros, un moteur   d'entraînement   10 à phase variable, une vis formant la de commande 12 de soupape pilote, un élément tubulaire 14 / soupape pilote, un piston   .'moteur '  16, un élément d'entraî- nement 18 d'autosyn d'asservissement, un dispositif d'asser- vissement ou autosyn 20 et un levier de commande de sortie 22. 



   D'une façon plus précise, la forme de réalisation de la figure 1 comprend un corps de boitier 24, comportant; disposés successivement le long de celui-ci à partir d'une de ses extrêmités, de gauche à droite, comme montré, selon l'ordre indiqué, des ouvertures latérales opposées 26, une cloison 28, et un cylindre 30 comportant un orifice d'entrée latéral 32 pour le fluide sous pression, et un élément de fermeture'34 pour l'extrêmité gauche du corps de boitier 24, comme montré. 



   Un organe boitier 36 comprend une extrémité fermée 38 s'emboitant dans l'extrémité droite du corps 24, une par- tie formant logement de montage 40 située à son autre extrê- mité et une paroi.intermédiaire 42 coopérant avec   l'extrémité   fermée 38 de façon à former une chambre 44 comportant un orifice d'évacuation latéral 46. 

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   Le dispositif synchrone d'asservissement situé dans la partie 40, comprend un arbre rotor 48 susceptible   d'être   commande à travers un joint 50 prévu dans la paroi   42.   



  Le moteur 10 comporte un arbre 52 sur lequel il est monté, le dit arbre pouvant entraîner à travers l'élément de ferme- ture 34 un arbre 66. Le levier 22 comprend un bras 54 sail- et lant latéralement d'un des côtés du corps de boitier 24/dont   l'extrêmité   apparaît ainsi que figure;, et une fourche 56 entourant le corps de boitier, cette fourche comportant des branches 58 passant devant les ouvertures 26 et montées de façon pivotante sur le dit corps, par exemple au moyen d'un arbre ou axe 60, sur un côté du corps de boitier notamment la face inférieure de celui-ci, comme montré, à l'opposé du bras 54. 



   L'élément tubulaire de soupape pilote 14 comporte une partie 62 filetée intérieurement se trouvant près du moteur 10 et coopérant avec une vis 64 solidaire de l'arbre 66 par laquelle il est connecté à l'arbre moteur 52. 



   Le piston 16, dans le cylindre 30, est pourvu entre ses extrémités d'un compartiment 68 en communication avec   l'orifice   d'admission de   pressions,   et comporte un alé- sage central 70 grâce auquel ce piston coulisse axialement sur l'élément de soupape 14. Le piston comprend un   prolon-     gement   creux   72   et un élément de tige tubulaire 74 prolongeant l'alésage 70 de chaque côté du piston, à travers la cloison 28 et la paroi d'extrêmité 38, respectivement. Un organe 76, fixé au prolongement   72,   s'étend latéralement de part   et'     d'au-   tre du prolongement 72, à travers les ouvertures 26 et est relié de façon pivotante aux branches 58 du levier 22. 



   Plusieurs paires de passages 78 et 80 formant cha- cune un passage entre   Isolément   de soupape 14 et le cylindre 30 sur une face du piston 16 et plusieurs paires de passages 

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 analogues 82 et 84 et formant chacune un passage entre l'élé- ment de soupape 14 et le cylindre 30 sur la face opposée du piston sont prévues dans le piston 16. 



   Le prolongement 72 et la tige 74 comportent res-   pectivement   des orifices 86 et88 de sortiesdu cylindre. 



  L'élément de soupape 14 comporte des évidements extérieurs la- téraux 90 et 92 formant des passages sur l'élément de soupape susceptibles d'ouvrir et fermer alternativement les-passages 80 et 84 du piston, et des orifices 94 et 96 susceptibles de fermer et ouvrir alternativement les sorties 86 et 88 du cy- lindre, respectivement, afin de permettre   l'évacuation   du fluide à travers et le long de l'élément de soupape 14 vers la chambre 44, et le canal d'êvacuation 46. 



   Une connexion à vis et écrou 98 à grand pas et un avec/roulement à billes est prévue comme mieux montré sur les figures 2 et 3, entre l'élément de tige 74 et l'arbre 48 de l'appareil d'asservissement 20. 



   En fonctionnement, si on déplace l'autosyn de con-   tr8le   placé à distance vers   une.position   nouvelle, le moteur 10 est obligé de tourner dans le sens convenable afin d'en- trainer de façon correspondante la soupape pilote 14 par l'in- termédiaire de la liaison à vis et écrou 62 et 64. 



   Le déplacement de la soupape pilote 14, à partir de la position nulle figurée, oblige le fluide moteur à s'é- couler vers le côté désiré du piston 16 afin de produire de la pression sur ce côté, et relie le côté opposé du piston au trou d'évacuation. 



   Le piston 16 déplace le levier 22 et agit par l'in- termédiaire de la connexion à longue vis d'entraînement 98 de façon à faire tourner l'arbre 48   jusqu'à   ce que l'appareil d'asservissement 20 soit de nouveau en accord avec l'autosyn transmetteur, action qui supprime le signal de commande au moteur 10. Le moteur s'arrête, la soupape 14 s'arrête, et le 

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 piston 16 s'arrête dans une nouvelle position de telle sorte que ses orifices soient recouverts par les évidements latéraux situés sur la soupape pilote 14. 



   Comme indiqué sur la figure 4,   l'arbre   48, au lieu d'être entraîné par la tige de piston   74,   comme exposé plus haut, peut êtreentraîné directement par l'élément de soupape 14. 



   Sur les figures 5 et 6, est montrée une variante de réalisation de   l'appareil   d'asservissement ou de commande utilisant un moteur à fluide du type rotatif au lieu du type linéaire exposé ci-dessus. Le moteur 10 est connecté par un mécanisme à engrenages 100 à un dispositif synchrone d'asservissement 20, qui peut être du type montré dans le brevet américain ?   2.269.902;,   de manière à l'entraîner vers la position nulle,   c'est-à.-dire   de manière à supprimer ou réduire ] zéro le signal d'écart entre son signal électrique et un signal d'entrée provenant d'une source qui produit un signal de sortie, qui dépend du déplacement de l'élément final de commande 102. 



   Le signal d'écart est envoyé dans un amplificateur 104, dont le signal de sortie contrôle l'action du moteur 10 de manière à le faire fonctionner comme exposé plus haut. 



   Une tige de soupape rotative 106, connectée à un arbre 108,peut tourner à   l'intérieur   d'un manchon de soupape 110. Le boîtier 112 du moteur hydraulique est muni d'une conduite de pression 114 et d'une conduite   d'évacuation   116 reliées à. une source de liquide sous pression et à un puisard respectivement. Les pistons radiaux en forme de palettes 118 sont connectés au manchon 110 de façon à se déplacer avec celui-ci entre les organes de séparation radiaux fixes 120, agissant   comme   têtes de cylindres de façon à développer un couple. 

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   La soupape 106 contient deux paires de fentes à pression 122 et une paire de fentes de purge ou d'évacuation 124. Le manchon 110 est muni de quatre trous radiaux 126 espacés longitudinalement, dont les extrémités internes coopérent avec les fentes de soupape 122 et 124 de façon à connecter les faces opposées des pistons radiaux au conduit de pression et au conduit de sortie afin que le manchon 110 suive les déplacements de la tige rotative 106. 



   Le manchon 110 est relié à une roue dentée planétaire 128 qui engage les pinions satellites 130 montés de façon rotative sur le lever de commande terminal 102, les satellites 130 engageant également   uhe   couronne dentée annulaire de façon à réaliser un étage réducteur à mécanisme' planétaire afin que le levier 102 se déplace avec un couple accru d'un angle plus petit que les palettes 118. 



   L'extrêmité du manchon 110 est connectée à la sortie par des trous 134 ménagés longitudinalement dans la tige de soupape 106, et connectés aux fentes d'évacuation 124. 



   L'appareil des figures 5 et 6 diffère de l'appareil des figures précédentes comme montré, en ce que le dispositif synchrone d'asservissement 20 est directement entraîné par le moteur 10, au lieu de l'être par le piston 16, avec un accroissement consécutif de la stabilité dans la combinaison comprenant le moteur 10, le dispositif synchrone d'asservissement 20 et la soupape rotative 106, qui tendrait autrement à . donner lieu à une oscillation de fréquence élevée, par exemple de l'ordre de vingt cycles par seconde, en recevant un choc ou une impulsion brusque. 



   Une telle stabilité est aussi obtenue avec la forme de réalisation de la figure 4. 

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     Cependant,     diaprés   l'invention, n'importe laquelle des connexions d'asservissement peut être réalisée soit avec des appareils rotatifs soit avec des appareils linéaires. 



   Bien que l'on ait illustré et décrit diverses formes de réalisation de l'invention, plusieurs modifications dans la   fore   et la disposition relative des parties, qui apparaîtront maintenant aux hommes de l'art, peuvent être ef-   fectuées   sans changer l'esprit de l'invention ni sortir de son domaine.

Claims

RESUME L'invention a pour objet un dispositif servo moteur électro-hydraulique comprenant en combinaison un moteur électrique à phase variable commandé à distance par un dispositif générateur de signal de commande, un servo moteur hydraulique contrôlé par ledit moteur et exerçant l'effet de commande désiré sur l'organe de sortie de l'appa- reil et un dispositif électrique générateur de signal d'asservissement,f onction du mouvement imprimé par ledit servo moteur hydraulique à l'organe de sortie, ce signal d'asservissement étant combiné avec le signal de commande du moteur de commande /au dispositif hydraulique pour asservir à chaque instant la position de l'organe de sortie à celle du dispositif générateur du signal de commande.

Le dispositif servo moteur tel que défini ci-dessus peut présenter par ailleurs en tout ou en partie les carac- téristiques suivantes: 1.- Le servo moteur hydraulique est interposé entre le moteur de commande et le dispositif générateur de signal d'asservissement, le moteur de commande actionnant la soupape de commande du servo moteur hydraulique et le dispositif générateur du signal d'asservissement étant commandé par un des éléments dudit dispositif hydraulique.

2.- Le servo moteur hydraulique est disposé après le dispositif générateur du signal d'asservissement, le moteur de commande attaquant le dispositif d'asservissement <Desc/Clms Page number 10> et ce dernier agissant sur la soupape de commande du servo moteur hydraulique.

3.- Le moteur de commande,le servo moteur hydraulique et le dispositif générateur du signal d'asservissement sont montés en ligne co-axialement à 1%axe central de l'ensemble du dispositif.

4.- Le dispositif générateur du signal d'asservissement dans une réalisation suivant le paragraphe 1 est contrôlé en fonction des déplacements de l'organe actif,tel que le piston, du servo moteur hydraulique.

5.- Le dispositif générateur du signal d'asservissement dans une réalisation suivant le paragraphe 1 est contrôlé en fonction des déplacements de la soupape de commande du servo moteur hydraulique.

6.- Le dispositif hydraulique est du type à déplacements linéairesayant avec le dispositif générateur du signal d'asservissement et/ou le moteur de commande,une connexion de commande constituée par une liaison à vis et écrous.

7.- Le servo moteur hydraulique est du type à piston moteur mobile dans un cylindre le long d'un organe tubulaire formant soupape de commande, ce piston étant asservi hydrauliquement audit organe tubulaire de soupape.

8.- Le servo moteur hydraulique est constitué par un piston moteur creux,monté dans un cylindre au moyen de guides également creux coulissant dans des portées prévues dans les parois opposées dudit cylindre, le dispositif de soupape de commande dudit piston comprenant un organe tubulaire coulissant <Desc/Clms Page number 11> à l'intérieur du piston moteur et de ses guides et muni d'orifices et d'évidements périphériques de contrôle coopérant avec des orifices correspondants dans ledit piston et ses guides, ces orifices étant agencés pour réaliser l'asservissement du piston à la position dudit organe tubulaire de soupape.

9.- Le servo moteur hydraulique suivant le paragraphe 7 ou 8 est interposé entre le moteur de commande et le générateur du signal d'asservissement, l'organe tubulaire de soupape de commande dudit dispositif étant relié au moteur par une liaison à vis et écrous transformant le mouvement de rotation du moteur en un déplacement longitudinal dudit organe de soupape.

10,E Le générateur du signal d'asservissement est relié par une liaison à vis et écrous, notamment à billes, soit avec le prolongement de l'organe de soupape du côté opposé au moteur de commande, soit avec le guide correspondant solidaire du piston moteur.

Il.- Le servo moteur hydraulique à déplacement linéraire agit par le mouvement de son piston moteur sur un organe articulé autour d'un axe transversal, extérieurement au boitier de l'ensemble du dispositif de commande;en un point excentré par rapport à l'axe du mouvement dudit piston.

12.- L'organe de commande extérieur ou de sortie est constitué par une fourche dont les deux branches entourent le boitier de l'ensemble du dispositif de commande et viennent s'articuler sur l'axe transversal prévu extérieument sur ledit boitier, ces branches ayant d'autre part <Desc/Clms Page number 12> une liaison de commande avec un organe transversal porté par l'extrémité d'un des guides du piston moteur du servo à ses extrémités moteur hydraulique et sortant/à l'extérieur du boîtier par des ouverturesappropriées. ou oscillant 13.- Le dispositif hydraulique est du type rotatif/ ayant une soupape de commande tournante et un moteur hydrau- lique à palettes montées concentriquement autour de ladite soupape.

14.- Le dispositif hydraulique suivant le paragraphe 13 est monté en ligne avec le moteur de cmmande et le géné- rateur du signal d'asservissement, le moteur de commande en- trainant le rotor dudit générateur du signal d'asservissement qui, à son tour, entraine la soupape de commande du servo moteur hydraulique.

15.- Le dispositif hydraulique suivant le paragraphe 13 ou 14 est du type à asservissement hydraulique de l'organe moteur à la position de la soupape de commande.

16.- L'organe commandé ou de sortie est relié au moteur hydraulique suivant 13, 14 ou 15, par l'intermédiaire d'un mécanisme planétaire et notamment un mécanisme co-axial à l'axe dudit moteur.

17.- Le moteur de commande à phase variable est commandé par le signal de sortie d'un amplificateur recevant les signaux provenant d'une part d'un dispositif générateur de signal de commande et du générateur du signal d'asservissement, ces signaux s'opposant mutuellement.

18.- Le moteur de commande et le générateur du signal d'asservissement sont des dispositifsautosynchrones à phases variables.