Procédé pour la commande du mouvement de va-et-vient à cadence variable d'un servomoteur à pression de fluide et dispositif pour sa mise en #uvre. On sait que pour la commande de l'in version du mouvement d'un piston à simple effet d'un servomoteur à pression de fluide, on est en général obligé, afin d'obtenir un fonctionnement sûr et un mouvement de ca dence régulière, de prévoir des dispositifs onéreux destinés à actionner les organes d'admission et d'échappement du fluide et à provoquer ainsi l'inversion du mouvement du piston.
En effet, ces organes ne sont en général pas actionnés par le piston lui-même (sauf parfois dans le cas de cadence très ra pide où l'on peut alors compter sur l'inertie des pièces en mouvement pour actionner ces organes), car dès la fermeture, respectivement l'ouverture, de l'un de ces organes, le piston risque de s'arrêter et la commande de l'in version du mouvement reste inachevée. Ainsi, dans les dispositifs connus, pour le lancement de bombes d'avion, par exemple, on se con tente de commander électriquement, pneu- natiquement, ou à l'aide d'une source d'éner gie quelconque à disposition, les organes de commande d'admission et d'échappement du fluide.
La cadence du mouvement de va-et- vient est en général déterminée par un régu lateur ou autre dispositif réglant les inter valles de temps entre deux commandes d'in version du mouvement. II en résulte un mou vement saccadé du piston aux cadences lentes, car celui-ci reste en position de fin de course aller ou retour jusqu'à la commande du mou vement inverse, tandis qu'aux cadences ra pides le piston n'a plus le temps d'effectuer toute la course aller et toute la course de re tour. Dans ce cas, l'actionnement des organes commandés par le servomoteur devient dé fectueux.
L'objet de la présente invention est un procédé pour la commande du mouvement de va-et-vient à cadence variable d'un servo moteur à pression de fluide, comportant un piston à simple effet se déplaçant dans un cylindre, et des - organes d'admission et d'échappement du fluide commandant l'in version du mouvement de va-et-vient, permet- tant d'éliminer les inconvénients cités par le fait qu'on actionne l'ouverture de l'un de ces organes consécutivement à la fermeture de l'autre, par la détente d'un relais que le pis ton lui-même fait passer par une zone d'ins tabilité en fin de course "aller" et fin de course "retour", et qu'on règle la cadence du mouvement par réglage du débit de fluide de l'une des conduites aboutissant au<B>cy-</B> lindre.
Le dispositif pour la mise en o?uvre du procédé comporte un servomoteur dont le piston effectue un mouvement de va-et-vient et qui est relié mécaniquement à un relais auxiliaire oscillant, qu'il fait passer en fin de chaque course "aller" et de chaque course "retour" par une zone d'instabilité, le relais auxiliaire actionnant alors un levier de com mande des organes d'admission et d'échappe ment dont les mouvements sont limités, des moyens étant prévus pour assurer l'ouverture de l'un de ces organes consécutivement à la fermeture de l'autre afin de provoquer l'in version du mouvement du piston, des moyens étant prévus sur l'une des conduites aboutis sant au cylindre afin de permettre d'en ré gler le débit.
Le dessin annexé représente, schématique ment et à titre d'exemple, une forme d'exé cution de l'objet de la présente invention.
La fig. 1 est une coupe schématique d'un dispositif de commande d'un servomoteur; Les fig. 2 et 3 montrent le relais auxi liaire; Les fig. 4 et 5 montrent les organes inter médiaires de commande des organes d'admis- si.on et d'échappement.
Selon la fi-. 1, un organe principal de commande 1, actionné par un piston 2, agit sur une pièce à commander (non représentée). Le piston 2 est enfermé dans un cylindre 3 dont l'admission et l'échappement s'effec tuent par une même conduite 4. Un ressort à compression 5 tend à ramener le piston dans sa position de repos (position repré sentée au dessin). Une source de fluide sous pression (non représentée) est reliée à une conduite 6 pourvue d'une vanne d'admission d'un type connu (non représentée). La con duite 4 communique soit avec la conduite 6 par un organe de commande de l'admission de fluide constitué par une soupape 8, soit avec une conduite d'échappement 10 par un organe de commande de l'échappement de fluide constitué par une soupape 9.
La -con duite d'échappement 10 est pourvue d'une vis-pointeau 34 permettant de régler son dé bit.
Les soupapes 8 et 9 sont soumises à l'ac tion de ressorts à compression 32 et 33 ten dant à les maintenir fermées. L'ouverture des soupapes est commandée par l'intermédiaire de deux poussoirs 12 et 13 sur lesquels agit un organe de commande constitué par un levier à deux bras 11 dont les mouvements sont commandés par ceux du piston 2. Ce le vier à deux bras pivote sur un axe 14 situé entre les poussoirs 12 et 13.
L'une des extrémités du levier à deux bras 1.1. comporte une fourchette 15 dans la quelle coulisse une tige 16 solidaire du pis ton 2 et pourvue de deux butées 17 et 18. L'autre extrémité du levier à deux bras 11 est percée d'un trou 19 dans lequel est logée l'une des extrémités d'un ressort à pincette 20 dont l'autre extrémité est logée dans un trou 21 percé dans un bâti 22 sur lequel est fixé l'ensemble du dispositif. Ce trou 21 est situé approximativement à égale distance des faces d'arrêt<B>23'</B> et 23a limitant l'amplitude du mouvement oscillant du levier à deux bras 11.
Les poussoirs 12 et 13 agissent sur les tiges 24 et 25 des soupapes 8 et 9 (repré sentés aux fig. 4 et 5) par l'intermédiaire d'organes permettant une certaine course morte. La tige de soupape est guidée dans un trou axial 26 du poussoir. Cette tige com porte une bague 27 qui est logée dans un trou axial 29 du poussoir, de plus grand dia mètre que le trou 26. Un ressort à compres sion prenant appui sur le fond du trou 29 tend à maintenir la bague 27 contre une pla que 30 sertie sur l'extrémité du poussoir de façon à obtenir une certaine course morte du poussoir correspondant à la différence des longueurs<I>a</I> et<I>b.</I>
L'étanchéité entre les organes effectuant des mouvements de va-et-vient et les con duites et chambres recevant du fluide sous pression est obtenue par des moyens d'un type connu.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant: Admettons que le dispositif soit en posi tion de repos (fig. 1). Si l'on outre la vanne d'admission de fluide sous pression, celui-ci entre par le conduite 6, la soupape 8 et la conduite 4 dans le cylindre 3 et actionne le piston 2 et l'organe principal de commande qui en est solidaire. Le piston 2- entraîne dans sa course la tige 16 qui glisse dans la fourchette 15 d'un organe de liaison, méca nique constitué par le levier à deux bras 11. En fin de course du piston 2', la butée 17 entraînant le levier 11 provoque son oscilla tion et son extrémité vient buter contre la face d'arrêt 233 Cette oscillation du levier 11 provoque la fermeture de la soupape 8 et l'ouverture de la soupape 9.
Le cylindre n'est donc plus en communication avec la conduite d'admission 6, mais avec la conduite d'échap pement 10. Sous l'action du ressort à com pression 5.sur le piston 2, le fluide contenu dans le cylindre 3 s'échappe par cette con duite 10 et le piston revient à sa position de repos. En fin de course de celui-ci, la butée 1.8 entraîne le levier à deux bras 11 et. pro voque son oscillation en sens inverse jusqu'à ce que son extrémité bute contre la face d'arrêt 25a. Cette oscillation du levier 11 provoque la fermeture de la soupape d'échap pement 9 et l'ouverture de la soupape d'ad mission 8. Le dispositif est donc prêt pour effectuer un nouveau cycle de mouvements.
Mais un tel dispositif ne peut fonction ner qu'à condition: a) De provoquer l'ouverture des soupapes à l'aide d'un relais auxiliaire. En effet, une très forte poussée sur la tige de soupape est nécessaire pour en effectuer l'ouverture à cause de la poussée du fluide sous pression agissant sur la soupape et qui tend à la main tenir fermée.
b) Que l'ouverture de l'une des soupapes s'effectue très peu après ou au plus tôt en même temps que la fermeture de l'autre, ceci afin qu'il ne puisse s'établir un équi libre de pression.
c) Que l'instant de fermeture et d'ouver ture des soupapes soit très précis.
Le relais auxiliaire est constitué par un ressort à pincette 20 oscillant. Ce ressort à pincette comporte, par exemple, une spire et des extrémités libres dont l'écartement en position de repos est plus grand que le plus grand écartement possible des trous 19 et 21. Lorsque le levier à deux bras 11 est entraîné par l'une des butées 17 ou 18, l'écartement entre les trous 19 et 21 diminue jusqu'à ce que ces deux trous soient en; ligne avec le point de pivotement 14 du levier 11. Dès que cette position est dépassée, l'écartement des trous 19 et 21 augmente et le ressort à. pin cette 20 en se débandant fait osciller violem ment le levier 11 jusqu'à l'une des butées 23 ou 23a.
La fermeture et l'ouverture consécutive des soupapes est obtenue au moyen d'un jeu ou course morte des organes intermédiaires de commande de celles-ci (fig. -4 et 5). Cette course morte est réglée de telle façon que la fermeture et l'ouverture des soupapes soient consécutives et ne s'effectuent qu'après le passage du levier 11 par la zone d'instabilité, c'est-à-dire dans la partie de son oscillation commandée par le ressort à pincette, de sorte que c'est ce dernier qui fournit le travail né cessaire à la commande des organes d'admis sion et d'échappemént. On pourrait aussi pré voir une course morte telle que la,
fermeture et l'ouverture des soupapes soient simulta nées.
Le fonctionnement du dispositif est donc le suivant: Lorsque la butée 17 entraîne le levier 11, la soupape 8 se rapproche progressivement de son siège sous l'action de son ressort 32, tan dis que la soupape 9 étant maintenue fermée par la pression du fluide, le poussoir<B>131</B> comprime le ressort 28. La fermeture de la soupape 8 ne s'effectue qu'après le passage du relais auxiliaire par le point mort, peu avant que le fond du trou 26 du poussoir 18 vienne en prise avec la tige de la soupape 9.
La fermeture et l'ouverture des soupapes s'effectue donc consécutivement à un mo ment où le levier 11 est violemment poussé par le ressort à pincette 20 contre la face d'arrêt<B>23.</B> Dès que l'ouverture de la soupape 9 est effectuée, le fluide s'échappe par la con duite 10 et agit sur les deux faces de la sou pape, et le ressort 28 peut se décomprimer contre l'action du ressort 33.
En fin de course de retour du piston 2, on a le même jeu des organes respectifs. Grâce à cette commande, on obtient un mouvement de va-et-vient régulier du piston 2 de cadence bien déterminée.
Pour obtenir des intervalles de temps dif férents entre deux mouvements "aller" du piston, c'est-à-dire pour régler la cadence du mouvement de commande de l'organe prin cipal, il suffit donc de régler le débit à l'échappement au moyen de la vis-pointeau 34. Il serait évidemment aussi possible d'ef fectuer ce réglage en réglant le débit à l'ad mission. Toutefois, ce mode de réglage n'est pas avantageux, car la durée du mouvement "aller" du piston qui commande le déclenche ment, par exemple, est alors fonction du réglage du débit à l'admission, et il s'en suit que le retard de la commande du dé clenchement est variable suivant l'effort de mandé. De plus, en plaçant un réglage de débit sur l'échappement, il est possible, en fermant entièrement celui-ci, d'obtenir un mouvement "aller" seulement du piston.
En ouvrant progressivement l'échappement, on obtient une cadence toujours plus rapide des mouvements de va-et-vient du piston.
Il est donc à remarquer que la durée de la course "aller" du piston est constante, tan dis que la durée de la course de retour de celui-ci est réglée à volonté par le réglage du débit à l'échappement.
Il est évident qu'on peut apporter des modifications à la présente invention sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi le re lais auxiliaire peut être constitué par tout autre dispositif mécanique ou à pression de fluide. Par exemple, le ressort à pincette 20 peut être remplacé par d'autres genres de ressorts (ressort à boudin, à compression ou à traction, etc.). Les organes d'admission et d'échappement peuvent être commandés par un même poussoir.
L'organe de liaison mécanique et les or ganes de commande des organes d'admission et d'échappement pourraient être montés sur un axe commun, mais décalés sur lui les uns par rapport aux autres.
Le retard à la fermeture et à. l'ouverture des organes d'admission et d'échappement peut être obtenu par tout autre moyen désiré. Par exemple, on pourrait prévoir une tige de commande de ces organes venant jusque sous leur organe de commande. Ces organes de commande étant pourvus de dispositifs permettant une course morte soit entre ceux- ci et les tiges de commande des organes d'ad mission et d'échappement, soit entre ces or ganes de commande et leur commande. Les ressorts 28 peuvent être remplacés par des ressorts à, compression placés sur la tige, 1.6 de part et d'autre de la fourchette 15, entre cette dernière et les butées 17 et 18.
Dans ce cas, les organes intermédiaires 12 et 13 peuvent être supprimés, le levier 11 agissant directement sur les tiges des organes ; d'admission et d'échappement. Les ressorts placés sur les butées 17 et 18 doivent four nir un couple par rapport à l'axe 14, décrois sant moins rapidement que celui du ressort 20, par rapport à ce même axe, ces deux ; couples étant sensiblement égaux au commen cement du mouvement.
Method for controlling the reciprocating movement at variable speed of a fluid pressure servomotor and device for its implementation. It is known that for the control of the variation of the movement of a single-acting piston of a fluid pressure servomotor, it is generally necessary, in order to obtain safe operation and a smooth movement, to provide expensive devices intended to actuate the fluid intake and exhaust members and thus cause the piston movement to be reversed.
In fact, these components are generally not actuated by the piston itself (except sometimes in the case of very high cadence where one can then rely on the inertia of the moving parts to actuate these components), because upon closing, respectively opening, of one of these components, the piston runs the risk of stopping and the control of the reversal of the movement remains incomplete. Thus, in the known devices, for the launching of aircraft bombs, for example, one is content to control electrically, pneumatically, or using any source of energy available, the components. fluid intake and exhaust control.
The rate of the reciprocating movement is generally determined by a regulator or other device adjusting the time intervals between two commands to reverse the movement. This results in jerky movement of the piston at slow rates, because the latter remains in the forward or return end-of-travel position until the reverse movement is commanded, while at high rates the piston no longer has time to complete the outward race and the entire back race. In this case, the actuation of the members controlled by the booster becomes faulty.
The object of the present invention is a method for controlling the reciprocating movement at variable rate of a fluid pressure servo motor, comprising a single-acting piston moving in a cylinder, and members. intake and exhaust of the fluid controlling the reversal of the reciprocating movement, eliminating the drawbacks cited by the fact that the opening of one of these members is actuated consecutively at the closing of the other, by the relaxation of a relay which the udder itself causes to pass through a zone of instability at the "outward" and "return" limit switches, and which regulates the rate of movement by adjusting the flow rate of fluid from one of the lines leading to the <B> cylinder </B> liner.
The device for carrying out the method comprises a servomotor, the piston of which performs a reciprocating movement and which is mechanically connected to an auxiliary oscillating relay, which it passes at the end of each "forward" stroke. and for each "return" stroke through a zone of instability, the auxiliary relay then actuating a control lever for the intake and exhaust members, the movements of which are limited, means being provided to ensure the opening of the valve. one of these members following the closing of the other in order to cause the reversal of the movement of the piston, means being provided on one of the pipes leading to the cylinder in order to allow the flow to be adjusted .
The accompanying drawing represents, schematically and by way of example, one embodiment of the object of the present invention.
Fig. 1 is a schematic sectional view of a control device of a booster; Figs. 2 and 3 show the auxiliary relay; Figs. 4 and 5 show the intermediate control members of the intake and exhaust members.
According to the fi-. 1, a main control member 1, actuated by a piston 2, acts on a part to be controlled (not shown). The piston 2 is enclosed in a cylinder 3 whose admission and exhaust are effected by the same pipe 4. A compression spring 5 tends to return the piston to its rest position (position shown in the drawing). A source of pressurized fluid (not shown) is connected to a pipe 6 provided with an inlet valve of a known type (not shown). The pipe 4 communicates either with the pipe 6 by a fluid intake control member constituted by a valve 8, or with an exhaust pipe 10 by a fluid exhaust control member constituted by a valve. 9.
The exhaust -con duct 10 is provided with a needle screw 34 for adjusting its flow rate.
The valves 8 and 9 are subjected to the action of compression springs 32 and 33 tending to keep them closed. The opening of the valves is controlled by means of two pushers 12 and 13 on which acts a control member consisting of a lever with two arms 11, the movements of which are controlled by those of the piston 2. This lever with two arms pivots on an axis 14 located between the pushers 12 and 13.
One end of the two-arm lever 1.1. comprises a fork 15 in which slides a rod 16 integral with the udder 2 and provided with two stops 17 and 18. The other end of the lever with two arms 11 is pierced with a hole 19 in which is housed one of the ends of a pincer spring 20, the other end of which is housed in a hole 21 drilled in a frame 22 on which the entire device is fixed. This hole 21 is located approximately at an equal distance from the stop faces <B> 23 '</B> and 23a limiting the amplitude of the oscillating movement of the lever with two arms 11.
The pushers 12 and 13 act on the rods 24 and 25 of the valves 8 and 9 (shown in Figs. 4 and 5) by means of members allowing a certain dead travel. The valve stem is guided in an axial hole 26 of the tappet. This com rod carries a ring 27 which is housed in an axial hole 29 of the pusher, of greater diameter than the hole 26. A compression spring bearing on the bottom of the hole 29 tends to hold the ring 27 against a plate. that 30 crimped on the end of the pusher so as to obtain a certain dead travel of the pusher corresponding to the difference of the lengths <I> a </I> and <I> b. </I>
The tightness between the members performing reciprocating movements and the pipes and chambers receiving pressurized fluid is obtained by means of a known type.
The operation of the device is as follows: Let us assume that the device is in the rest position (fig. 1). If, in addition to the pressurized fluid inlet valve, the fluid enters through line 6, valve 8 and line 4 into cylinder 3 and actuates piston 2 and the main control member thereof. solidarity. The piston 2- drives in its stroke the rod 16 which slides in the fork 15 of a connecting member, mechanical constituted by the lever with two arms 11. At the end of the stroke of the piston 2 ', the stop 17 driving the lever 11 causes its oscillation and its end abuts against the stop face 233 This oscillation of the lever 11 causes the closing of the valve 8 and the opening of the valve 9.
The cylinder is therefore no longer in communication with the intake pipe 6, but with the exhaust pipe 10. Under the action of the compression spring 5.on the piston 2, the fluid contained in the cylinder 3 escapes through this duct 10 and the piston returns to its rest position. At the end of its travel, the stop 1.8 drives the lever with two arms 11 and. causes its oscillation in the opposite direction until its end abuts against the stop face 25a. This oscillation of the lever 11 causes the closing of the exhaust valve 9 and the opening of the inlet valve 8. The device is therefore ready to perform a new cycle of movements.
However, such a device can only function on condition: a) Opening the valves using an auxiliary relay. Indeed, a very strong thrust on the valve stem is necessary to effect the opening because of the thrust of the pressurized fluid acting on the valve and which tends to keep the hand closed.
b) That the opening of one of the valves takes place very shortly after or at the same time as the closing of the other at the earliest, so that a pressure equilibrium cannot be established.
c) That the instant of closing and opening of the valves be very precise.
The auxiliary relay consists of an oscillating pincer spring 20. This pincer spring comprises, for example, a coil and free ends whose spacing in the rest position is greater than the greatest possible spacing of the holes 19 and 21. When the two-arm lever 11 is driven by the one of the stops 17 or 18, the spacing between the holes 19 and 21 decreases until these two holes are in; line with the pivot point 14 of lever 11. As soon as this position is exceeded, the spacing of holes 19 and 21 increases and the spring to. this pin 20 by being disbanded causes the lever 11 to oscillate violently to one of the stops 23 or 23a.
The closing and consecutive opening of the valves is obtained by means of a play or backlash of the intermediate control members thereof (fig. -4 and 5). This dead travel is adjusted in such a way that the closing and opening of the valves are consecutive and only take place after the lever 11 has passed through the instability zone, that is to say in the part of its oscillation controlled by the pincer spring, so that it is the latter which provides the work required to control the intake and exhaust components. We could also see a dead race such as the,
closing and opening of the valves are simulta neous.
The operation of the device is therefore as follows: When the stop 17 drives the lever 11, the valve 8 gradually approaches its seat under the action of its spring 32, tan say that the valve 9 being kept closed by the pressure of the fluid , the pusher <B> 131 </B> compresses the spring 28. The valve 8 is closed only after the auxiliary relay has passed through neutral, shortly before the bottom of the hole 26 of the pusher 18 engages the valve stem 9.
The closing and opening of the valves is therefore carried out consecutively at a time when the lever 11 is violently pushed by the pincer spring 20 against the stop face <B> 23. </B> As soon as the opening of the valve 9 is performed, the fluid escapes through the pipe 10 and acts on the two faces of the valve, and the spring 28 can decompress against the action of the spring 33.
At the end of the return stroke of the piston 2, there is the same play of the respective members. By virtue of this control, a regular back and forth movement of the piston 2 is obtained at a well determined rate.
To obtain different time intervals between two "go" movements of the piston, that is to say to adjust the rate of the control movement of the main organ, it is therefore sufficient to adjust the flow rate at the exhaust. by means of the needle screw 34. It would obviously also be possible to carry out this adjustment by adjusting the flow rate at the inlet. However, this mode of adjustment is not advantageous, since the duration of the "outward" movement of the piston which controls the triggering, for example, then depends on the adjustment of the flow rate at the inlet, and it follows that the delay of the trigger command varies according to the force required. In addition, by placing a flow rate adjustment on the exhaust, it is possible, by fully closing the latter, to obtain a "forward" movement of the piston only.
By gradually opening the exhaust, an ever faster rate of reciprocating movements of the piston is obtained.
It should therefore be noted that the duration of the "outward" stroke of the piston is constant, tan say that the duration of the return stroke of the latter is regulated at will by adjusting the flow rate at the exhaust.
It is obvious that modifications can be made to the present invention without departing from the scope of the invention. Thus, the auxiliary relays can be constituted by any other mechanical device or by fluid pressure. For example, the pincer spring 20 can be replaced by other kinds of springs (coil spring, compression or traction, etc.). The intake and exhaust components can be controlled by the same push button.
The mechanical connecting member and the control members of the intake and exhaust members could be mounted on a common axis, but offset on it with respect to each other.
The delay at closing and at. the opening of the intake and exhaust members can be obtained by any other desired means. For example, one could provide a control rod for these members coming as far as their control member. These control members being provided with devices allowing a dead travel either between them and the control rods of the intake and exhaust members, or between these control members and their control. The springs 28 can be replaced by compression springs placed on the rod, 1.6 on either side of the fork 15, between the latter and the stops 17 and 18.
In this case, the intermediate members 12 and 13 can be omitted, the lever 11 acting directly on the rods of the members; intake and exhaust. The springs placed on the stops 17 and 18 must provide a torque relative to the axis 14, decreasing less rapidly than that of the spring 20, relative to this same axis, these two; torques being substantially equal at the start of the movement.