CH126036A - Servo-moteur. - Google Patents

Servo-moteur.

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CH126036A
CH126036A CH126036DA CH126036A CH 126036 A CH126036 A CH 126036A CH 126036D A CH126036D A CH 126036DA CH 126036 A CH126036 A CH 126036A
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      Ser        vo-motenr.       La présente     invention    se rapporte à un       servomoteur    qui utilise le principe de fric  tion par enroulement, tel qu'il peut être par  exemple employé clans les mécanismes ampli  ficateurs synchrones -de commande décrits  dans le brevet     No    122412.  



  Le servomoteur suivant l'invention com  porte au moins un élément de traction flexi  ble à friction par enroulement et au moins un  tambour rotatif, mobiles relativement l'un par  rapport à l'autre et disposés pour frotter  l'un contre l'autre sur une surface commune,  et des moyens pour appliquer un effort -de  commande et un     effort    de travail en  des points différents     dudit    élément à  friction par enroulement, en combinaison  avec un dispositif pour l'application .d'une  force additionnelle étrangère sur l'élément à  friction par enroulement entre les points  d'application de l'effort de commande et de  l'effort de travail,

   cette force additionnelle  extérieure étant appliquée tangentiellement  à l'élément à     frietian    par enroulement dans  une direction opposée à la,     direction    de rota  tion du tambour et pouvant par exemple être    constituée par un ressort attaquant ledit élé  ment de traction en un point situé entre ses  extrémités, l'une, de commande, et l'autre, de  travail.  



  La force additionnelle étrangère ainsi  appliquée permet -de faire compenser certains  facteurs tels que le poids, la raideur et la, dé  formation initiale de l'élément à friction, le  frottement superficiel dû aux matières gom  meuses ou liquides sur l'élément à friction  ou le tambour, des conditions     électro-stati-          dues,    des forces centrifuges,     tous    facteurs  dont l'un quelconque peut agir sur l'élément  à friction de manière à engendrer un frotte  ment entre celui-ci et le tambour avec lequel  il coopère, même en l'absence -d'un effort -de  commande appliqué à cet élément à friction.

    Le frottement ainsi engendré a pour résultat  de créer des forces tangentielles dans l'élé  ment à friction qui, bien que complètement  indépendantes de l'effort de commande appli  qué.     agissent        àans    le même sens que l'effort  de commande. Ces forces tangentielles sont.  désignées ci-après dans leur ensemble comme  étant les     "réactions        d'entraînement".    De plus,  
EMI0001.0017     
      la, force additionnelle précitée permet aussi       d'accamplir    un réglage -de l'effort de travail  variant     entre    de larges limites par l'effort  de commande variant entre les limites étroi  tes.

   Par exemple, dans un dispositif ne com  portant pas l'application de cette force addi  tionnelle étrangère, possédant un "angle d'en  roulement" de trois tours et un coefficient -de  frottement -de 0,6, un effort de travail -de  40.000 kg peut être commandé théoriquement  par un effort d'environ 0,5 kg. Si l'effort de  travail -doit être .doublé, l'effort de commande  nécessaire dans te cas théorique serait de  1 kg, et     ainsi    -de     suite;    en d'autres mots, dans  le cas théorique, les efforts de travail et -de       commande    varient proportionnellement.

   Au  contraire, en appliquant une force étrangère  à l'élément à friction, au moyen. d'un ressort  par exemple ou autrement, il est possible  d'augmenter l'effort nécessaire pour déplacer  l'extrémité -de commande     d,e    l'élément à fric  tion,     lorsque    l'effort -de travail est de       .10.000    kg, jusqu'à, dans un cas donné, 50 kg  par exemple. Si alors on .double l'effort de  travail, l'effort nécessaire à l'extrémité de  commande de l'élément à friction ne serait  plus de 100 kg, mais de 50,5 kg. En d'autres  termes, on peut faire en sorte que l'effort de  commande varie entre des limites compara  tivement étroites même si l'effort de travail  varie entre des limites relativement étendues.

    Il est en outre possible, en augmentant la  longueur de l'arc -de contact, de réduire l'ef  fort -de     commande,    dans le cas où lia force  étrangère est appliquée à l'élément à friction,  jusqu'à 0,5 kg, lorsque l'effort de travail .est  de 40.000 kg. Dans un tel cas, si l'effort de  travail doit être doublé, l'effort -de     com-          man.de    serait de l'ordre -de 0,505 kg. En,d'au  tres termes, il est possible non seulement  d'obtenir -des limites étroites dans la varia  tion de l'effort -de commande, mais il est éga  lement possible, en augmentant la. longueur  de l'arc -de contact., -de compenser tonte     perte     de     sensibilité.     



  La force additionnelle étrangère permet  en outre -de réduire des fluctuations dans       l'effort    de commande, dues à des changements    dans le coefficient -de frottement qui se pro  duisent de temps en temps en service, comme  on va le voir. Il sera supposé qu'on emploie  un élément à friction avec un grand nombre  de tours d'enroulement pour des buts d'am  plification des effets et qu'un ressort agit  tangentiellement sur chaque tour d'enroule  ment de l'élément à friction.

   L'effort de     coin-          mande    sera combattu principalement par la  force antagoniste du premier ressort, situé à  une distance -d'un tour -de cet effort de com  mande, cette force antagoniste étant: cons  tante à l'endroit de son point d'application,  mais étant, lorsqu'elle est mesurée à l'extré  mité de commande, réduite dans une propor  tion inverse du rapport d'amplification de ce  tour unique. Ce rapport d'amplification va  riera si le coefficient de frottement varie.

    mais comme le rapport est faible, une varia  tion d'un faible pourcentage dans le coeffi  cient de frottement ne produira qu'un chan  gement modéré dans le rapport d'amplifica  tion, et par     conséquent    l'effort de     commande     s'opposant à ce premier ressort sera prati  quement constant.

   L'effort de commande doit  également être combattu par la force due au  second ressort, situé à une     distance    -de deux  tours -de l'extrémité de commande; la force  transmise par ce     deuxième    ressort sera beau  coup plus petite, étant donné que le rapport       d'amplification    entre l'extrémité de com  mande et le deuxième ressort est beaucoup  plus grand; il sera supposé, pour la facilité  -de l'explication, que tous les ressorts sont de  mêmes dimensions. Le même raisonnement  s'applique au     troisième    ressort et aux sui  vants, avec le résultat qu'un changement  dans le coefficient de frottement ne produit  qu'un changement modéré de l'effort de com  mande.  



  Le dessin ci-joint, .donné à titre d'exem  ple, représente plusieurs formes d'exécution  de l'objet -de l'invention;  La     fig.    1 représente une bande de fric  tion flexible     utilisée,d,a,ns    l'une de ses formes  d'exécution;       Les        fig.    2, 3, 4, 5 et 6 représentent     sché-          mutiduement    des formes d'exécution simples      avec différentes dispositions .de ressorts pour  appliquer sur l'élément à friction une force       additionnëlle    étrangère:

    Les     fig.    7 et 8     représentent    une forme  d'exécution avec deux tambours et deux     ban-          des    de friction, extérieure et intérieure pour  former deux étages d'amplification d'effets  disposés en série, dont la bande extérieure  est destinée à travailler sous compression,  tandis que la bande intérieure est.     ,destinée    à  travailler sous tension;

   la     fib.    7 est une  coupe transversale suivant la ligne     VII-VII     de la fi;. 8, et la     fig.    8 est une coupe axiale  suivant la ligne     VIII-VIII    .de la     fig.    7  Les     fil;.    9 et 10 représentent une forme  d'exécution avec une autre     .disposition    de res  sort pour appliquer une force additionnelle  étrangère à. deux     bandes    de friction formant       deux    étages d'amplification, dans lesquels la  bande de     chaque    étage travaille sous tension:

    la     fig.    10 est une coupe transversale suivant  la ligne     X-X    de la     fig.    9.  



  En se référant     aux        fib.    1 et 2, l'élément  flexible de traction à friction par enroule  ment 10 consiste     Lu    une bande mince à tron  çons 11, 12 et 13, réunis entre eux par des  parties transversales 1.4 et 15.

   Les tronçons  de bande longitudinaux et les parties .de       bande    transversales sont de préférence faites  en métal,     mass        elles    peuvent être faites en  toute autre matière appropriée.     U    n tambour  rotatif 16     (fib.    2) actionné mécaniquement,  est -disposé de manière à.

   pouvoir être entraîné       dans    le sens indiqué par les flèches et est  tourillonné clans des paliers portés par des  supports appropriés, non     représentés.    L'élé  ment de friction flexible 10 est .disposé pour  être plié et enroulé autour du tambour 16  (voir     fib.    2), -de telle manière qu'il entoure le  tambour une fois et demie environ, la partie  de commande 17 et la partie de travail 18  de cet élément étant parallèles l'une à l'au  tre. Un ressort de traction 19 est relié par  une extrémité au tronçon de bande 13 en 20  et l'autre extrémité .de ce ressort est     attachée     à.     nu    point fixe, comme représenté en 21, sur  le support des paliers du tambour.

   Lorsqu'on  déplace l'extrémité de commande 17     @de    l'été-    ment de friction 10, l'extrémité de travail 18  ,de celui-ci se déplacera d'une distance cor  respondante. Le ressort de traction 19 exerce  sur l'élément .de friction 10, en     aid.dition    aux  efforts qui s'y exercent, une     force    tangen  tielle     suffisante    pour empêcher cet élément  10 de frotter sur le tambour 16. La tension  du ressort 1.9 est à peu près uniforme. étant  donné que l'élément 10 se déplace seulement  d'une distance relativement faible.  



  Sur la     fig.    3, le ressort 19' est relié par  une extrémité au tronçon de bande 13,  comme représenté en 20', et son autre extré  mité est attachée à la partie de bande     trans-          versalei    14, comme représenté en 21'. Par  cette disposition, la. tension du ressort 19',  qui neutralise les réactions     d'entrainement     de l'élément de friction 10, reste constante  pendant toute l'étendue du mouvement ad  missible de l'extrémité de commande de cet.  élément de friction 10.  



  Sur la     fig.    4, un ressort plat 22 se  trouve en     engagement    avec le tronçon de  bande 13, comme représenté en 23, et s'étend  dans des directions opposées pour s'engager  avec les tronçons de bande 11 et 12 comme  représenté en 24 et 25 respectivement. La  tension initiale de ce ressort est suffisante  pour repousser le tronçon de bande 13 dans  la direction opposée à la direction de rotation  du tambour. Ici encore, la. disposition est. telle  due la. tension du ressort 22 reste constante  pendant-, toute l'étendue désirée du mouve  ment de l'extrémité de commande (le l'élé  ment de friction 10.  



  La     fig.    5 représente une bande de fric  tion 26 sous forme de câble avec ses extré  mités de commande et de travail 27 et 28,  respectivement, ce câble étant enroulé en hé  lice autour d'un tambour 16. Dans cette dis  position, des ressorts 29, 30 et 31 d'une force  sensiblement égale sont reliés, par une ex  trémité, comme représenté en 32, au sup  port pour les paliers du tambour et sont re  liés par leur autre extrémité, aux spires du  câble de friction aux points 33, 34 et 35, res  pectivement. Les ressorts exercent des forces      tangentielles égales sur chacune des spires  du câble de friction et s'opposent aux réac  tions d'entraînement.

   La disposition est en  outre .appropriée au cas où l'on désire n'a  voir que de faibles variations dans l'effort  clé commande pour des variations considéra  bles dans l'effort de travail.  



  La     fig.    6 représente . une disposition  semblable à celle de la.     fig.    5, sauf que la       bande    de friction 36 va. en diminuant de sec  tion transversale sur toute sa longueur, sa  section la plus     forte    se trouvant à l'extré  mité de travail 37. Des ressorts 38 et 39 sont  reliés par une extrémité à la bande de fric  tion 36 aux points 41 et 42, respectivement,  et par leur extrémité opposée au support  pour     les:    paliers du tambour. Dans ce cas,  les ressorts exercent des forces différentes,  qui sont de préférence proportionnelles aux  sections     transversales    de la. bande 36 aux  points de connexion respectifs.

   Une telle dis  position conviendrait dans les cas où l'on  désire réduire au minimum l'effet, sur l'ef  fort de commande, d'un changement dans la  valeur du coefficient. de frottement.  



  Il est évident qu'on pourrait substituer  clés poids convenables aux ressorts employés  dans les dispositifs représentés sur les  fi-. 2,<B>3, 5</B> et<B>6.</B>  



  Les fi-. 7 et 8 représentent un dispositif  amplificateur à friction à deux étages, dans  lequel 43 désigne un tambour rotatif des  tiné à être animé d'un mouvement continu  de rotation dans le sens indiqué par la flè  che. Dans le tambour est ménagé un évide  ment annulaire,, ouvert d'un côté, de façon à  former une surface intérieure cylindrique  45 et un moyeu cylindrique 46, qui  fait saillie à partir de la paroi ar  rière 44 du tambour suivant le même axe  que la surface 45. Le moyeu 46 est de pré  férence d'une seule pièce avec le tambour 43  et comporte un alésage axial pour recevoir  l'arbre de travail 47. Il forme lui-même aussi  tambour.

   Une bande de friction intérieure  48 est disposée près de la surface intérieure  45 du tambour 43 et est reliée par une extré-    mité à un     goujon    49, faisant saillie latéra  lement à partir du bras de travail 50, calé  sur l'arbre de travail 47. L'autre extrémité  de la. bande 48 est reliée au bras 51 du le  vier coudé 52, qui est monté à pivot sur le  goujon     53,    faisant également saillie latérale  ment à partir du bras de travail 50.

   Une  bande de friction de commande 54 est enrou  lée autour du tambour 46, et une extrémité  de cette bande est reliée au bras 55 du levier  52, tandis que l'autre extrémité de cette  bande est reliée au goujon 56 qui fait saillie  latéralement sur le bras de commande 57, le  quel est fixé sur l'arbre de commande 58.     (:'c,     dernier est monté de manière à pouvoir tour  ner dans l' alésage axial 59 de l'arbre de tra  vail 47 et se prolonge au delà de cet arbre  de travail à travers une     Quverture    60.

   Une  ouverture allongée 61 est ménagée dans la<B>,</B>  paroi de l'alésage 59, pour permettre au bras  de commande 57 de faire saillie vers l'exté  rieur à partir de cet alésage à l'extrémité de  l'arbre 47, et     cette    ouverture 61 est suffisam  ment large pour permettre un mouvement  angulaire relatif limité entre l'arbre de tra  vail et l'arbre de commande. Un ressort à  boudin 62, travaillant à la. tension, est relié  par une extrémité au bras 51 et est fixé  par son autre extrémité à un goujon 63, fai  sant saillie latéralement sur le bras de tra  vail 50. Ce ressort 62 exerce sur l'extrémité  de la bande 48 une force     qui    est de direc  tion opposée 'a la. direction de rotation du  tambour 43 et qui est destinée à neutra  liser les réactions d'entraînement de<B>la</B>  bande 54.

   Comme ce ressort 62 est fixé au  bras de travail 50, il est soumis à une tension  sensiblement constante quelle que soit la po  sition angulaire de ce bras de travail. Le  mouvement du bras de commande     '57    dans  le sens opposé à celui du mouvement des ai  guilles d'une montre produira le serrage de  la bande 54 sur le moyeu-tambour 46, et le  frottement .ainsi engendré exercera une trac  tion puissante sur le bras 51 du levier 52,  fera. basculer ce dernier et appuiera la. bande  48 fortement en contact- avec la surface de  travail     *    45, avec le résultat que la bande 48      tournera. avec le tambour 43 et produira le  mouvement du bras de travail 50 de façon  à faire tourner l'arbre de travail 47.  



  En référence aux fi-. 9 et 10, celles-ci  montrent un type de servomoteur, à deux  étages d'amplification, comprenant deux ban  des de friction qui coopèrent avec un même  tambour rotatif. Dans cette dernière dispo  sition, 63 désigne le tambour autour duquel  sont enroulées une bande de friction     _    légère,  ou bande de commande 64, et une bande de  friction plus forte ou bande de travail 65.  Le tambour 63 comporte un alésage axial  pour recevoir à frottement doux l'arbre de  travail 66, qui est muni d'un bras de travail  6 7 s'étendant     radialement.    L'arbre de com  mande 68 est monté à, l'intérieur de l'arbre  de travail 66, de la manière précédemment  décrite en regard des     fig.    7 et 8. L'arbre de  commande 68 comprend un bras (le com  mande radial 69.

   La bande de friction de  commande 64 est reliée par l'une de ses ex  trémités à un goujon 70, qui s'étend latéra  lement à partir du bras de commande 69, et  est fixée par son autre extrémité à la. pièce       oscillante    71, qui est. pivotée sur le goujon  72, faisant saillie latéralement     sur    le bras  de travail<B>67.</B> La, bande de friction de tra  vail 65 est reliée par l'une de ses extrémités  à la pièce oscillante 71 et par son autre ex  trémité à, un goujon 73, faisant saillie laté  ralement sur le bras de travail 67.

   En res  sort à. boudin 74 est connecté par une extré  mité avec un goujon     75.faisant    saillie sur le  bras de travail 67, est attaché par son     allt-(-          extrémité    à la pièce oscillante 71 et agit cl   manière à. neutraliser les réactions     d'entraîne-          ment    de la. bande de commande 64 sur la  surface du tambour 63. Il est prévu des  moyens     pour    faire tourner ce     dernier    de ma  nière continue dans le sens indiqué par la  flèche.

   Lorsque le bras de commande 69 est  déplacé dans le sens du mouvement des ai  guilles d'une montre, il serre la bande de  friction de commande 64 sur le tambour 63  et, par suite du mouvement de rotation cl e  ce dernier, il fait basculer la pièce 71 et  :erre la     barde    de friction de travail 65 sur    le tambour, ce qui à son tour déplace le  bras de travail     d'une    distance correspondant  au mouvement angulaire du bras de com  mande 69.  



  Bien qu'il ait été représenté dans les dif  férentes formes de réalisation de     l'invention     un .élément de friction par enroulement con  sistant en une bande continue, il est bien en  tendu qu'au lieu d'une telle bande continue,  on peut également employer un élément de  traction à friction comprenant plusieurs sa  bots ou organes analogues articulés en  semble. .

Claims (1)

  1. REVENDICATION Servomoteur comportant au moins un élément de traction flexible à friction par enroulement et au moins un tambour rotatif, mobiles relativement l'un par rapport à l'au tre et disposés pour frotter l'un contre l'au tre sur une surface commune, ainsi que des moyens pour .appliquer un effort de com mande et un effort de travail en des point différents de l'élément à friction par enrou lement, en combinaison avec un dispositif pour l'application d'une force additionnelle étrangère sur l'élément à friction par enrou lement entre les points d'application de l'ef fort de commande et de l'effort de travail,
    cette force additionnelle extérieure étant ap pliquée tangentiellement à l'élément à fric tion par enroulement dans une direction op posée à la direction de rotation du tarribour. SOUS-REVEN DICATION S 1 .Servo-moteur suivant la revendication, ca ractérisé en ce qu'il comprend plusieurs éléments de traction à friction par enrou lement établis pour former avec des sur faces de tambour correspondantes plusieurs étages d'amplification, disposés en série, le dispositif précité pour l'application d'une force additionnelle étrangère com prenant une pluralité d'organes actifs clans ces étages.
    Servomoteur suivant la revendicaion, ca ractérisé en ce que le dispositif précité pour l'application d'une force addition nelle étrangère comprend au moins un res- sort attaquant l'élément à friction par en roulement. 3 Servomoteur suivant la. revendication et la sous-revendcation 1, caractérisé en ce que 1e_ dispositif précité pour l'application d'une force additionnelle étrangère com prend un organe actif relié, par une extré mité, à l'extrémité de travail de l'élément à friction d'un étage d'amplification et, par l'autre extrémité, à l'extrémité de com mande de l'élément à friction dudit étage.
    4 Servomoteur suivant la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif précité pour l'application d'une force additionnelle étrangère com prend un organe actif relié, par une extré mité, à l'extrémité de travail de l'élément à friction d'un étage d'amplification et, par -l'autre extrémité, à l'extrémité de tra vail de l'élément à friction d'un étage d'amplification précédent. 5 Servomoteur suivant la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que les organes actifs du dispositif précité augmentent en puissance à partir de l'ex trémité de commande de l'élément à un bout de la. série jusqu'à l'extrémité de tra vail de l'élément à l'autre bout de la série.
    6 Servomoteur suivant la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif précité est relié, d'une part, à l'extrémité de travail de l'élément à friction d'un étage d'amplification et, d'autre part, à un point intermédiaire en tre l'extrémité de commande de l'élément à friction de cet étage et l'extrémité de travail de l'élément à friction de l'étage d'amplification précédent.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1021677B (de) * 1955-09-17 1957-12-27 Siemens Ag Mechanischer Drehmomentverstaerker

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1021677B (de) * 1955-09-17 1957-12-27 Siemens Ag Mechanischer Drehmomentverstaerker

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