CH205713A - Installation de commande de véhicules terrestres, marins ou aériens. - Google Patents

Description

  Installation de commande de véhicules terrestres, marins ou     aériens       La présente invention concerne une     instal-          lation    de commande de véhicules terrestres,  marins ou aériens du genre de celles compor  tant un mécanisme d'asservissement hydrau  lique mis en action par l'utilisation d'une  faible course perdue d'un organe faisant par  tie du dispositif actionné par le conducteur.  



  Le but de l'invention est d'obtenir à la  fois une proportionnalité presque exacte entre  la force que le conducteur exerce sur ce dis  positif, et la pression produite dans le méca  nisme     l'asservissement,    ainsi que la     quasi-          instantanéité    dans     l'obtention    de cette pres  sion proportionnelle.  



  Ce but est réalisé par le fait que le mé  canisme d'asservissement     hydraulique    com  porte au moins     une    pompe qui débite cons  tamment dans une     conduite    reliée en perma  nence à la source de la force d'appoint du  mécanisme d'asservissement, cette conduite  présentant un branchement dans lequel le  passage du liquide et, par suite, la     pression     dans la source de force d'appoint sont com-    mandés par une soupape qui     tend    à     s'ouvrir     sous l'effet de la pression du liquide et qui  subit en sens inverse l'action d'une force       proportionnelle    à celle que développe le con  ducteur.  



  De préférence, la soupape qui commande  la pression dans la source de force d'appoint  est une soupape s'ouvrant dans le sens du  courant du liquide et présentant une section  de passage telle que la levée     nécessaire    pour  mettre hors d'action la source de force d'ap  point, correspond à une course perdue de l'or  gane actionné par le conducteur     qui    est assez  faible pour ne pas entraver l'action de la  commande.  



  Le     mécanisme    d'asservissement est de     pré-          f        érence    à double effet, chaque chambre de  travail de la source de force     d'appoint    étant  reliée à     une    pompe particulière par l'inter  médiaire d'une     conduite    présentant un bran  chement dans lequel le passage du liquide est       commandé    par ' une soupape, les deux sou  papes étant disposées de manière à s'ouvrir      l'une vers l'autre, et un organe de commande  rigide, faisant partie du dispositif actionné  par le conducteur,

   étant disposé entre les  deux soupapes et limitant la levée indivi  duelle de chaque soupape et la course perdue  dans le dispositif actionné par le conducteur.  



  Dans le cas d'application de l'invention  aux véhicules terrestres ou marins, le méca  nisme d'asservissement hydraulique sera de  préférence actionné par la source d'énergie  même de propulsion du véhicule; dans le cas  des avions, la sécurité rendra préférable de       l'actionner    au moyen d'un moulinet aéro  dynamique afin que l'appoint de puissance  de commande continue à être apporté, même  en cas d'arrêt du moteur de l'avion.  



  Le principe fondamental de l'invention va  être tout d'abord schématiquement expliqué  sur un mécanisme à levier représenté à. la  fig. 1 du dessin annexé; dans le cas de plus  grands déplacements angulaires, ce levier  pourra être remplacé par des trains d'engre  nages comme on le     verra    plus loin; le prin  cipe du fonctionnement n'en sera pas altéré.  



  Soit, schématiquement, un levier du troi  sième genre<I>A</I>     B   <I>C</I> (fi-. 1) où la. force     agis-          saute    F est appliquée au point intermédiaire       B    et la résistance     P    à l'extrémité C; le point  d'appui A est légèrement mobile entre deux  butées a,,<I>a-.</I> Si la force F agit dans le sens  de la flèche<B><I>f,,</I></B> le point<I>A</I> se déplace dans le  sens de la flèche     f.,    et vient s'appliquer con  tre la butée     a2.    Ce levier représente ainsi un  dispositif d'articulation à libre course limitée.  



  Ce petit déplacement de A est utilisé pour  commander un mécanisme, non représenté sur  la fig. 1, qui développe la force d'appoint 31,  agissant dans le même sens que F et dimi  nuant ainsi le travail à effectuer par le con  ducteur.  



  II va de soi que le levier pourrait aussi  bien être du deuxième genre par interversion  de la force agissante et de la résistance, et  que la force<B>31</B> pourrait théoriquement être  appliquée     ailleurs    qu'au point C;     polir    le  fonctionnement correct de la commande, il y  a avantage à. l'appliquer en C, ou à son voi  sinage.

      Une forme d'exécution de l'objet de l'in  vention, ainsi qu'une variante de celle-ci, sont  représentées, à, titre d'exemple, au dessin an  nexé, dans lequel:  La     fig.    2 montre une disposition sché  matique     d'une    première forme d'exécution  d'une installation dans laquelle la force d'ap  point est fournie par un fluide sous pression;  la     fig.    3 montre, à plus grande échelle,  un dispositif à, relais en coupe verticale,  la fi-. 4 en élévation latérale avec coupe  partielle, et  la     fig.    5 en coupe horizontale suivant la  ligne     Z'        V    à, la     fig.    3;

    la fi,-.     f    montre une disposition schéma  tique d'une variante de cette forme d'exé  cution;  la fi'-'. 7 montre une vue extérieure d'une  boîte d'engrenages avec parties     afférantes;     la     fig.    8 montre, à plus grande échelle,  une coupe axiale verticale, et  la     fig.    9 une élévation en bout de cette  boîte d'engrenages.  



       Aux    fi-. 2 à 9, on a représenté une forme  d'exécution, dans laquelle la force d'appoint  est fournie par un liquide sous pression, au  moyen d'un mécanisme d'asservissement hy  draulique, pour la commande à manche à  balai, donc à levier unique, d'un avion. Le  dispositif à. relais agencé comme     mécanisme     à levier est représenté aux     fig.    3, 4 et 5.  



  Le dispositif comporte un corps creux fixe  1 en Ï renfermant dans un alésage transver  sal deux     singes    de soupapes 2 et 2' pour les  deux têtes des     soupapes    de commande 3 et 3'.  Deux bouchons 4 et 4' viennent bloquer les  sièges de     soupapes    en     position    et servent en       même-    temps à l'amenée d'huile sous pres  sion. L'extrémité supérieure 5e d'un levier  5 s'engage avec un certain jeu entre les deux  têtes des     soupapes    de commande 3 et 3'.

   Ce  levier 5, par l'intermédiaire de la douille 6  vissée et ajustée sur lui, s'articule autour de  l'axe     Bl    matérialisé en demi-axes 7 et 7'       (fig.    5) supportant la douille 6. La douille 6  a. son extrémité inférieure agencée comme ro  tule     6r.         Pour obtenir une     étanchéité    parfaite en  même temps qu'une bonne liberté d'articula  tion du levier 5 autour de l'axe B1, la douille  6 est soudée à l'extrémité d'un tube flexible  8, dont l'autre extrémité est     soudée    à un  anneau légèrement     tronconique    9, bloqué     lui-          même    sur le corps creux 1 grâce à l'écrou 10.  



  Le levier 5 porte -à son extrémité infé  rieure B un axe 11 qui reçoit lui-même les  deux leviers     jumeaux    12 et 12' commandés  par le conducteur par l'intermédiaire d'un  tringlage, comme décrit par la suite.  



  Ce     dispositif    à relais, désigné par 13 à  la fig. 2, est commandé par les deux leviers  jumelés 12 et 12' actionnés eux-mêmes -par le  manche à balai 14 par l'intermédiaire d'une  longue bielle 15 portant à chaque     extrémité     une articulation .à rotule 15a et     15b    respec  tivement à faible déplacement angulaire et  reliée à l'extrémité supérieure des leviers 12  et 12'. Le manche à balai 14 est fixé à sa.

    base sur une rotule ou une     articulation    car  dan ainsi composée: une     noix    16 porte deux  axes     perpendiculaires    Z et Z' dont l'un, Z,  peut     tourillonner    dans deux paliers     fixes    17  et 17'. Sur l'autre, Z', s'articule une douille  18     solidaire    du manche à balai 14. Celui-ci  peut ainsi être manouvré dans tous les sens  autour du point de croisement des deux axes  Z et Z' qui sert de point d'appui. A l'autre  extrémité des leviers jumelés 12 et 12' sont  articulées: la tige 19 de commande de l'or  gane à     manoeuvrer,    et la     biellette    20 qui re  çoit l'action de la tige 21 d'un piston 22.

   Ce  piston 22 coulisse dans un cylindre 23 rem  pli d'un fluide sous pression, de     l'huile    par  exemple. Ce fluide est fourni par     deux    pom  pes 24 et 24' qui le puisent dans un réservoir  25 et le refoulent de part et d'autre du piston  22 en même temps que sous les soupapes 3  et 3' dans l'alésage transversal du disposi  tif 13.  



  Dans un but de simplification, le schéma  ne représente la commande soulagée que pour  une seule     manoeuvre    du manche à balai 14:  celle indiquée par la flèche f à la     fig.    2. Pour  la     manoeuvre    dans le sens     perpendiculaire,    la  commande peut se faire grâce à un second         dispositif    à     relais    établi sous     forme    d'une  boîte à engrenages 37, dont la     description     sera faite plus loin, montée sur l'axe Z de la       noix    16, boite qui, par     l'intermédiaire    d'un  dispositif à relais similaire à 13 et un autre  circuit de fluide,

   agira sur le levier 26 chargé  d'assurer la commande     dans    ce     sens,    par  exemple la commande de l'équilibrage trans  versal de l'avion.  



  Le     fonctionnement    de l'installation repré  sentée est le suivant:  Le sommet du manche à balai 14     (fig.    2)  étant supposé     poussé    vers la droite dans le  sens de la flèche f, le point d'articulation A  est lui-même .déplacé vers la droite et le point  C du levier 12, 12' prenant point d'appui       sur    la résistance qu'offre la commande par  l'intermédiaire de la tige de commande 19,  le     point    B tend également à se déplacer vers  la     droite.     



  Si l'on se reporte     maintenant    à la     fig.    3,  on voit que le point B du levier 5 étant solli  cité vers la droite, le point d'appui offert par  l'axe     Bl,    par l'intermédiaire de la rotule 6r  repousse son extrémité supérieure A vers la  gauche et la fait presser sur la soupape de       commande    3'.  



  La     circulation    de la pompe 24 étant ainsi       entravée,    la pression augmente dans son tube  de refoulement t et dans la chambre de droite  du cylindre 23. Les     tiges    21 et 20, sous l'ef  fet de     cette        surpression,        tirent    le point C vers  la gauche en venant ainsi ajouter leur effort  à celui que     fournissait    le pilote au point A.  



  On voit clairement que si le débit des  pompes 24 et 24' n'est pas trop fort, et les  soupapes de commande 3 et 3'     suffisamment     larges, la surpression dans la canalisation t  sera pratiquement proportionnelle à la pres  sion développée au sommet 5e du levier 5,  c'est-à-dire à la pression développée par la       main    du conducteur sur le levier 14. Il en sera  de     même    de la force     d'appoint    développée  au point C par la     tige    20.  



       Il    suffira de     proportionner    convenable  ment la surface des soupapes de commande 3  et 3' à la section du     cylindre    23 pour avoir      entre les forces en     _4    et en. C le rapport qu'on  désire.  



  Si la levée des soupapes de commande 3  et 3' est, comme il a été prévu, assez faible,  un jeu de quelques dixièmes de millimètres  à. l'extrémité de levier 5e ne saurait troubler  la précision de la, commande par le pilote;  il suffira. pour cela de rendre assez petite la  distance B     Bl.     



  Les     fig.    6 à 9 montrent une variante de  cette forme d'exécution dans laquelle le mé  canisme à. libre course est établi sous la forme  d'un train d'engrenage au lieu d'un méca  nisme à. levier.  



  Le mécanisme à engrenage 34     susdécrit    au  sujet d'une commande d'avion va être ici dé  crit comme se rapportant à. la commande de  direction d'un véhicule automobile lourd. Il  comporte un pignon 27     (fig.    8 et 9) solidaire  de l'arbre 28 actionné par le conducteur, et  qui commande, par l'intermédiaire des deux  trains de satellites     29c,    et     29h,    comprenant  chacun deux pignons solidaires de     diamètres     très peu différents, un deuxième pignon 30  claveté sur l'arbre commandé 31. Cet arbre  31 porte la vis sans fin usuelle 32 qui, par  la roue hélicoïdale 33 et des organes inter  médiaires appropriés, commandera à la ma  nière habituelle, la direction du véhicule au  tomobile.

   Toutes les roues dentées susmen  tionnées tourillonnent folles dans une boîte  34     fermée    par un couvercle 35 et munie de  coussinets en bronze 36 qui pourraient     pré-          férablement    être des roulements à billes.  



  Comme représenté aux fi-. 6 et 7, ce mé  canisme comporte une plaquette 38, formant  levier, par     l'intermédiaire    duquel il com  mande les soupapes du dispositif 13 décrit  plus haut, la plaquette 38 étant articulée à       l'extrémité    inférieure du levier 5 du dispo  sitif 13. Sur l'arbre commandé 31 est claveté  un pignon 39 qui engrène avec une crémail  lère 40     coulissant    sur un guide 41. Son extré  mité est reliée à la tige 21 du piston 22, dont  le cylindre 23 est relié par des canalisations  aux pompes 24 et 24' puisant dans un réser  voir 25, comme déjà décrit.

      Dans ce mode de     réalisation,    le fonction  nement a lieu de la manière suivante     (fig.    6  et 8):  L'arbre 28 étant mû dans un sens déter  miné par le conducteur, soit. le sens de la  flèche g sur la     fig.    9 et l'arbre 31 résistant  à ce mouvement, le point d'engrènement 1  tend     à,    se mouvoir vers la droite. tandis que  le point m forme résistance en développant  un effort vers la gauche.

   Il en résulte un  mouvement pivotant du mécanisme 37 (boîte  34) autour de l'axe médian (31-28) vers la  droite dans le sens de la flèche p de la     fig.    9  et un mouvement     correspondant    du levier 5  du dispositif 13, dont les     soupapes    fonction  nent alors de la manière déjà décrite pour  admettre le fluide sous pression sur un côté  du piston 22 qui fournit alors la force d'ap  point agissant sur la crémaillère 40 et. par  suite, sur le mécanisme de direction de l'au  tomobile.  



  Il est bien compréhensible que les exem  ples qui ont été donnés sont équivalents:  levier, palonniers et trains d'engrenages  jouent un rôle semblable, avec pour seule dif  férence     l'amplitude    des mouvements angu  laires.  



  L'installation de commande décrite est  surtout destinée à l'application de fortes  pressions de fluides qui permettent de faire  travailler davantage le métal des conduites  et réduisent. ainsi le poids de l'ensemble de  cette installation. Cet avantage, capital pour  les avions, est également fort appréciable  pour les véhicules automobiles.

Claims (1)

1. REVENDICATION Installation de commande de véhicules terrestres, marins ou aériens, comportant un mécanisme d'asservissement hydraulique mis en action par l'utilisation d'une faible course perdue d'un organe faisant partie du dispo sitif actionné par le conducteur, caractérisée par le fait que le mécanisme d'asservisse ment hydraulique comporte au moins une pompe qui débite constamment dans une con duite reliée en permanence à la source de la force d'appoint du mécanisme d'asservisse- ment, cette conduite présentant un branche ment dans lequel le passage du liquide et, par suite, la pression dans la source de force d'appoint,

   sont commandés par une soupape qui tend à s'ouvrir sous l'effet de la pression du liquide et qui subit en sens inverse une force proportionnelle à celle que développe le conducteur. SOUS-REVENDICATIONS: 1 Installation de commande selon la reven dication, caractérisée par le fait que la soupape qui commande la pression dans la source de force d'appoint s'ouvre dans le sens du courant liquide et présente une section de passage telle que la levée néces saire pour mettre hors action la source de force d'appoint, correspond à une course perdue de l'organe actionné par le conduc teur qui est assez faible pour ne pas entra ver l'action de la commande.

   2 Installation de commande selon la reven dication et la sous-revendication 1, carac térisée par le fait que le mécanisme d'as servissement est à double effet, chaque chambre de travail de la source de force d'appoint étant reliée .à une pompe parti- culière par l'intermédiaire d'une conduite présentant un branchement dans lequel le passage du liquide 'est commandé par une soupape, les deux soupapes étant disposées de manière à s'ouvrir l'une vers l'autre, et un organe de commande rigide, faisant partie du dispositif actionné par le con ducteur et disposé entre les deux soupapes,

   limitant la levée individuelle de chaque soupape et la course perdue dans le dispo sitif actionné par le conducteur. 2 Installation de commande selon la reven dication pour véhicule aérien, caractérisée par le fait que la pompe pour le liquide de travail est commandée par un moulinet aérodynamique, indépendamment du mo teur de propulsion du véhicule aérien.

   4 Installation de commande selon la reven dication, caractérisée par le fait que le dis- positif de commande à main comprend un train d'engrenages porté par un organe dont les mouvements, dus à la réaction des roues d'engrenages, actionnent la soupape qui commande la pression dans le méca nisme d'asservissement. 5 Installation de commande selon la reven dication et les sous-revendications 1, 2 et 4,

   caractérisée par le fait que le dispositif de commande à main comprend un arbre de commande et un arbre entraîné, disposés coaxialement et reliés l'un à l'autre par le train d'engrenages logé dans une boîte et présentant un rapport de transmission autre que l'unité, ladite boîte étant articu- lée à l'organe de commande rigide qui est disposé entre les deux soupapes.

   6 Installation de commande selon la reven dication et les sous-revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que l'organe de commande rigide est constitué par une des extrémités d'un levier à deux bras. 7 Installation de commande selon la reven dication et les sous-revendications 1, 2 et 6. caractérisée par le fait que l'autre extré mité du levier à deux bras est reliée à un levier man#uvré par le conducteur.