<Desc/Clms Page number 1>
"Servomoteur"
L'invention présente se rapporte à un servomoteur hydraulique ou pneumatique comportant un piston qui se déplace dans un cylindre fermé et qui est exposé sur ses deux faces à la pression du fluide moteur, et un organe de commande qui
<Desc/Clms Page number 2>
influence la pression de ce fluide sur l'une des faces du piston.
L'un des buts de l'invention est de réaliser un servomoteur de fonctionnement rapide et sûr dans lequel le piston exécute avec précision les mouvements qui sont déterminés par le déplacement de l'organe de commande.
L'invention a en outre pour but de réaliser un servomoteur de construction et d'exécution simple, robuste, et peu encombrant par rapport à la puis- sance qu'il développe.
Le servomoteur suivant l'invention contient deux passages disposés en série dans le chemin du fluide moteur, la section de ces passages dépendant de la position réciproque du piston et de l'organe de commande et leur disposition étant telle que lors de chaque déplacement du piston ou de l'organe de commande les sections de ces deux passages varient en sens inverse l'une de L'autre. En outre, le piston est un piston différentiel, et la chambre de travail limitée par la plus grande face du piston est reliée à la portion de canalisation de fluide moteur qui se trouve entre les deux passâmes mention- nés. Grâce à ces caractéristiques, l'on peut obtenir que le piston réponde avec précision aux déplacements de l'organe de commande et que sa position soit bien déterminée par la position de celui-ci.
Suivant une autre caractéristique de l'in-r vention, l'organe de commande peut être réalisé sous forme de tiroir se déplaçant dans le piston
<Desc/Clms Page number 3>
lui-même, et les passages mentionnés sont limités d'une part par des arêtes de l'organe de commande, d'autre part par des arêtes du piston. Celui-ci contiendra de préférence, des'canalisations de la chambre de travail limitée par la face la plus petite du piston au premier des deux passages, du premier au second de ces passages, de la canalisation qui relie ces passages entre eux à la chambre de travail limitée par la plus grande face du piston, et finalement du second passage à une chambre de décharge. Grâce à ces caractéristiques on obtient une construction très simple et peu encombrante du servomoteur.
Il est recommandable d'agencer le piston et l'organe de commande de manière à ce que, pour toutes les positions réciproques de ces pièces, l'un au plus des deux passages mentionnés ne soit entièrement obturé.
Pour faciliter la compréhension de l'in- vention, l'une de ses réalisations possibles est représentée à titre d'exemple dans le dessin annexé et va être décrite. Il sera toutefois bien entendu que l'invention n'est point limitée à cette réalisa- tion, mais qu'elle pourra être réalisée de plusieurs autres manières.
Le dessin représente un servomoteur en coupe longitudinale.
Le piston 1 de ce moteur est un piston différentiel; à son diamètre extérieur le plus grand, il est rodé à joint étanche dans un cylindre 2
<Desc/Clms Page number 4>
oui a la forme d'un simple tube avec des brides 3 et 4.
La culasse 5 est fixée à la bride 3 par desvis 7 et comporte un rebord 6 exactement centre dans l'alésage du cylindre 2. Dans cette culasse s'ouvre un alésage cylindrique 8 dont l'axe est situé dans le prolongement de l'axe du cylindre 2. Cetalésage 8 reçoit la portion de plus petit diamètre du piston 1, qui y est rodée à joint étanche.
A l'extérieur de la culasse 5, le piston se prolonge en une tige 9 au moyen de laquelle ses mouvements sont transmis à l'organe qui doit être actionné. Cet organe n'est pas indiqué dans le dessin; il peut constituer, par exemple, l'organe réglant l'admission d'un fluide porteur d'énergie dans une machine motrice.
A son extrémité opposée, le cylindre 2 est fermé par une culasse 10 qui est fixée à la bride 4 par des vis 11 et centrée dans l'alésage du cylindre au moyen d'un rebord 12. La culasse 10 comporte un alésage cylindrique 13, dans le prolon- gement duquel un alésage 14 de même diamètre est prévu dans le piston 1. Ces alésa.ges sont occupés par le tiroir de commande 15, qui y est rodé à joint étanche. Ce tiroir peut être déplacé sans effort dans le sens de son axe et sert à commander les mouvements que doit exécuter la tige 9 en surmontant des forces plus grandes. Le tiroir de commande 15 peut, par exemple, être actionné par un régulateur à masses centrifuges entraîné par la machine motrice dont la marcbe doit être réglée. Ce régulateur n'est pas représenté dans le dessin.
<Desc/Clms Page number 5>
Le piston 1 divise en deux chambres de travail l'espace limité par le cylindre 2 et les culasses 5 et 10. De ces chambres de travail, celle (17) qui ce trouve du côté de la face la plus petite 16 du piston et qui est limitée par cette face, est reliée par une conduite d'amenée 18 à une pompe, non représentée dans le dessin, qui débite à travers cette conduite un liquide sous pression. p.ex. de l'huile.
Dans la partie du piston 1 qui pénètre à travers la culasse 5, se trouve un canal 19 qui part du fond de l'alésage 14 et qui rejoint des orifices 20 débouchant dans une chambre de décharge dans laquelle règne la pression atmosphérique; cette chambre de décharge est de préférence tout simplement constituée par l'intérieur d'un carter, non représenté, qui entoure l'ensemble de l'installa- tion, de réglage ou autre, de laquelle le servo- moteur fait partie.
L'alésage axial 14 du piston 1 comporte deux élargissements 21 et 22. L'élargissement 21 est relié par un canal 23 à la chambre de travail 17, déjà mentionnée, tandis que l'élargissement 22 communique par un canal 24 avec la chambre de travail 25 qui se trouve du côté de la face la, .plus grande 26 du piston 1. L'élargissement 22 est limité de part et d'autre par des arêtes vives
27 et 28 du piston 1.
Sur la portion de sa longueur qui se trouve normalement entre les élargissements 21 et 22
<Desc/Clms Page number 6>
de l'alésage 14, le tiroir 15 a un diamètre plus petit que cet alésage. Par contre, la portion extrê- me 29 du tiroir 15, qui se trouve normalement dans l'élargissement 22, a le même diamètre que l'alésage 14. La portion 29 du tiroir est limitée par deux arêtes 30 et 31 qui ont entre elles, dans le sens de l'axe, une distance un peu plus petite que les arêtes 27 et 28 du piston 1. L'intervalle entre les arêtes 27 et 30 constitue donc un passage par lequel l'élargissement 21 communique avec l'élargissement 22. L'intervalle entre les arêtes 28 et 31 constitue un second passage qui fait communiquer l'élargisse- ment 22 avec l'extrémité de l'alésage 14 de laquel- le part le canal 19.
Les sections de ces passages dépendent de la position réciproque du tiroir 15 et du piston 1; elles varient en sens contraire l'une de l'autre: En effet, lorsque la distance axiale et par consé- quent la section de passage entre les arêtes 27 et 30 augmente, la distance et la section de passage entre les arêtes 28 et 31 diminuent, et vice-versa.
La distance entre les arêtes 27 et 28 étant plus grande que celle entre les arêtes 30 et 31, les deux passages peuvent être ouverts simultanément; par contre, aux positions extrêmes du tiroir 15 par rapport au piston 1, l'un au plus des deux passa- ges est entièrement obturé.
Le liquide moteur qui arrive par la conduite 18 dans la chambre de travail 17 passe ensuite par le canal 23 dans l'élargissement 21 de l'alésage 14.
<Desc/Clms Page number 7>
de là il gagne l'élargissement 22 par l'intervalle entre la paroi de cet alésage et la partie de diamètre réduit du tiroir 15, et par le passage entre les arêtes 27 et 30. Ensuite le liquide moteur s'écoule par le passage entre les arêtes 28 et 31, la dernière partie de l'alésage 14, le ca- nal 19 et les orifices 20; il sera recue.illi par exemple dans une cuvette dans le bas de la chambre de décharge. Ce parcours du liquide moteur est indiqué dans la figure par des flèches.
Tant que le tiroir 15 est maintenu dans une position déterminée, la pression du liquide moteur dans l'élargissement 22 de l'alésage 14 s'établit à une valeur p2 dont le rapport à la pression p1 qui s'établit dans la chambre de travail 17 est égal au rapport de l'aire f1 de la petite face 16 à l'aire f2 de la grande face 26; les pressions p1 et p2 doivent être comptées à partir de la pression atmosphérique ambiante. Dans la chambre de travail 25, la pression est égale à la pression p2 dans l'élargissement 22. Il y a donc égalité entre, d'une part, la force p1 f1 qu'exerce sur la face, 16 (aire f1) du piston 1 la pression p1 régnant dans la chambre de travail 17, et, d'autre part, la force p2 f2 qu'exerce sur la face 26 (aire f2) la pression P2.
Si le rapport P2 : p1 était plus grand que le rapport f1 f2 la force p2 f2 qui tend à déplacer le piston 1 vers le bas, serait plus grande que la force p1 f1 qui s'oppose à ce
<Desc/Clms Page number 8>
déplacement. Le piston 1 se déplacerait alors par rapport au tiroir 15 de manière à faire diminuer la section du passage entre les arêtes 27 et 30, et à faire augmenter la section de passage entre les arêtes 28 et 31. De ce fait, 1'étranglement du liquide moteur dans le premier passage serait accentué, tandis que celui dans le second passage serait diminué. De ce fait, la pression p2 dans l'élargissement 22 entre les deux passages et dans la chambre de travail 25 raccordée à cet élargis- sement diminuerait jusqu'à ce que le rapport d'équi- libre entre les pressions p1 et p2 soit de nouveau établi.
Si par contre la pression p2 devient trop petite par rapport à la pression p1' le piston 1 se déplace vers le haut jusqu'à ce que l'équilibre des forces soit rétabli grâce à l'augmentation de l'écart entre les arêtes 27 et 30 et à la diminution de l'écart entre les arêtes 28 et 31.
Lorsque le tiroir 15 est déplacé vers le haut, par exemple par le régulateur à masses centri- fuges, la section de passage entre les arêtes 27 et 30 est d'abord diminuée, tant que le piston 1 reste immobile. Ce passage peut même être entièrement obturé. Simultanément, la section de passage entre les arêtes 28 et 31 augmente. Par conséquent, la pression P2 dans l'élargissement 22 et dans la chambre de travail 25 diminue; si le premier passage est entièrement obturé, cette pression tombe même à la pression atmosphérique qui règne dans le canal 19.
<Desc/Clms Page number 9>
Par contre, la pression p1 dans la chambre de travail 17 reste inchangée ; elle qui alors déplace vers le haut le piston 1. La tige 9 est alors tirée vers le haut avec une force correspondant à l'excédent de la force qui résulte de la pression p1 sur la face 16 du piston 1, sur la force qui résulte de la pression p2 sur la face 26. Lorsque le piston 1 regagne son ancienne position par rapport au tiroir 15, les passages entre les arêtes 27 et 30 et entre les arêtes 28 et 31 reprennent leurs anciennes sections; dans la chambre de travail 25, la pression p2 nécessaire à l'équi- libre du piston 1 se rétablit, de sorte que ce dernier s'arrête dans une position déterminée par la nouvelle position du tiroir 15.
Pour déplacer la tige 9 vers le bas, il faut que le tiroir 15 soit déplacé d'autant, vers le bas également. De ce fait, la section de passage entre les arêtes 27 et 30 augmente tandis que celle entre les arêtes 28 et 31 diminue, fût-ce jusqu'à l'obturation entière de ce second passage.
L'étranglement du liquide moteur dans le premier passage est alors accentué, celui dans le second passage diminué. Si ce dernier est entièrement obturé, le liquide cesse de s'écouler de la chambre de travail 17, de sorte qu'il n'y a plus d'étranglement dans le premier passage et que la pression p2 dans l'élargissement 22 et dans la chambre 25 devient égale à la pression o1 dans la chambre 17. Par l'augmentation de la pression p2,
<Desc/Clms Page number 10>
la force agissant sur la grande face 26 du piston 1 devient plus grande que la force qui agit sur la petite face 16, et déplace vers le bas le piston 1 ainsi que la tige 9. Ce mouvement cesse lorsque le piston 1 a regagné sa position primitive par rapport au tiroir 15.