ERECTOR FOR A VERTICAL GYROSCOPE

WIPO Patent Application WO/1979/000698

Rotating mechanical erector for a vertical gyroscope. The erector of the invention is mainly characterized in that it comprises a single pendulum, unstable, while giving the same quality of vertical as with erectors comprising at least two pendulums and presents further advantages as regards a greater simplicity and an improvement in the operating security. The invention applies to vertical gyroscopes.

Chombard P.

PCT/FR1979/000018

09/20/1979

02/26/1979

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Sfena, Soc Chombard P.

G01C19/50

Revendications

1. Erecteur mécanique tournant de gyroscope de verticale, caractérisé essentiellement en ce qu'il comprend un seul pendule instable.

2. Erecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend : un axe fixe parallèle à l'axe du gyroscope ; un pendule instable articulé autour dudit axe fixe ; un plateau tournant autour dudit axe fixe et présentant un contrepoids destiné à contrebalancer le poids du pendule lorsque ce contrepoids et ce pendule sont diamétralement opposés, leur centre de gravité se trouvant alors sur l'axe fixe ; un doigt fixé sur le plateau et engagé entre deux bras d'une fourche prolongeant le pendule, lequel doigt, suivant le sens d'entraînement du plateau, se trouvant en contact avec l'un desdits bras de la fourche quand le gyroscope est vertical ; de sorte que, dans le cas où l'axe du gyroscope n 'est pas parallèle à la verticale, le pendule, à une certaine position de sa course circulaire, tombe, entraîné par la composante de gravité perpendiculaire à l'axe fixe, jusqu'à ce que l'au tre bras de sa fourche touche le doigt fixé sur le plateau, provoquant ainsi l'effet êrectif.

3. Erecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le poids du pendule et 1'ecartement des bras de la fourche de celuici interviennent sur l'effet êrectif.

4. Erecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le plateau tournant est entraîné par un pignon qui emprunte son mouvement à l'axe du gyroscope par une démultiplication.

5. Erecteur selon l'une quelconque des revendications 2 et4 caractérisé en ce que le contrepoids destiné à contreba¬ lancer le poids du pendule est constitué par une partie plu épaisse du plateau tournant.

6. Erecteur selon l'une quelconque des revendications 2 et5 caractérisé en ce que le doigt engagé entre les deux bra de la fourche prolongeant le pendule est fixé sur le contre poids. IjÛ O cfr , ^m.

ERECTEUR DE GYROSCOPE DE VERTICALE

L'invention se rapporte à un érecteur de gyroscope de ver¬ ticale.

D'un certain point de vue, on peut classer les érecteurs connus des gyroscopes de verticale en deux grandes catégo¬ ries :

- les érecteurs qui exercent des couples à caractère con¬ tinu et ^' qui sont généralement électriques ou pneumatiques ;

- les érecteurs mécaniques tournants qui exercent des cou- pies dus à la gravité et qui ont un caractère pulsatoire.

On peut ranger dans cette dernière catégorie les érecteurs du type décrit dans le brevet français n° 1.416.416, déli¬ vré le 27 septembre 196 ^' 5.

La différence des actions de ces deux catégories d'érec¬ teurs entraîne des conséquences dues au fait que les cou¬ ples érecteurs efficaces, c'est-à-dire ceux qui provoquent la vitesse de précession ou vitesse d'érection recherchée, sont, en réalité, égaux aux couples dus à l'action de l ¹ érec¬ teur diminués des couples parasites imputables aux frotte¬ ments inévitables sur les axes de suspension du gyroscope.

On recherche habituellement de faibles vitesses d'érection en vue de minimiser les erreurs dues aux accélérations du véhicule porteur ; mais on est limité dans cette voie, d'une part pour limiter les erreurs de verticale dues aux couples parasites, d'autre part pour assurer une bonne sécu¬ rité de fonctionnement, étant donné que les couples parasi- tes peuvent se dégrader avec le temps et suivant les condi¬ tions d'environnement.

A cet égard, les érecteurs mécaniques présentent des avanta-

ges qu'on peut expliquer en se référant à la figure 1 du dessin annexé gui, sans représenter rigoureusement les phénomènes, en donne une image qui facilite la compréhen¬ sion.

Le couple para,site (CP) de la, suspension est supposé avoi la valeur 1 et le couple êrecteur continu (CEC) la valeur Le couple êrecteur ef icace a la valeur 2 - 1 = 1.

si on considère un êrecteur à deux pendules donnant par

^• conséquent deux couples impulsionnels (CI ₂ ) par tour d'êr teur, dont chacun s'exerce pendant un quart de tour, la v leur supposée constante de ces couples donnant la même vitesse de précession que le couple êrecteur continu cons dérê, devra être 3. En d'autres termes, la prëcession du gyroscope pendant le temps correspondant à un tour de l'êrecteur mécanique est représentée par les surfaces rec tangulaires situées a,u^dessus de la ligne l' représentant valeur du couple parasite. De ême, la précession du gyro cope avec êrecteur à couple continu est représentée par l surface rectangulaire au-dessus de la ligne 1.

Supposons maintenant que le couple parasite augmente de 50 (CP + 50%), c'est-à-dire qu'il prenne la valeur 1,5, on v que la surface représentant l'action de l'êrecteur à coup continu diminue de moitié alors que les surfaces représen tant l'action de l'êrecteur mécanique n'ont diminué que d'un quart. Si le couple parasite doublait de. valeur l'êr teur à couple continu deviendrait totalement inefficace alors que l'êrecteur mécanique conserverait encore la moi de son efficacité.

Cela signifie que l'êrecteur mécanique offre- des garanties de sécurité de fonctionnement nettement supérieures à cel des érecteurs à couple continu, toutes choses égales par ailleurs.

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O ,fr. W

Cela montre également qu'on peut, tout en conservant une bonne garantie de sécurité, admettre pour les érecteurs mécaniques des vitesses de précession plus faibles dont on a vu plus haut qu'elles sont bénéfiques pour la qualité de verticale dans les conditions d'utilisation.

Bien entendu, comme déjà dit, les phénomènes réels ne ré- . pondent pas à des lois aussi simples mais leur aspect quali¬ tatif peste conforme à ces conclusions.

Tous les systèmes d'érecteurs à pendules instables déjà connus, notamment celui décrit dans le brevet français n° 1,416.416 déjà cité, et qui jouissent de l'avantage pré¬ cédent, comportent a,u moins deux pendules instables. Cette nécessité résulte du fait que, lorsque le gyroscope est ver¬ tical, le centre de gravité des pendules doit se trouver sur l'axe de l'êrecteur pour obtenir une verticale stable.

présente invention vise un êrecteur mécanique tournant de gyroscope de verticale, caractérisé essentiellement en ce qu'il ne comprend qu'un seul pendule instable tout en obte¬ nant 1A même qualité de verticale que les érecteurs compor¬ tant au moins deux pendules, Avec, comme avantages supplé¬ mentaires, une plus grande simplicité et une amélioration de l sécurité de fonctionnement au sens explicité plus haut.

Plus particulièrement, l'êrecteur selon l'invention se ca¬ ractérise en ce qu'il comprend ; c un _ xe fixe pAr llèle à. l'a,xe du gyroscope ; ri un pendule instable articulé autour dudit axe fixe ;

- un plateAu tournAnt autour dudit axe fixe et présentant un contrepoids destiné à contrebalancer le poids du pendule lorsque ce contrepoids et ce pendule sont diamétralement opposés, leur centre de gravité se trouvant alors sur l'axe fixe ;

- un doigt fixé sur le plateau et engagé entre deux bras

d'une fourche prolongeant le pendule, lequel doigt, suivan le sens d'entraînement du plateau, se trouvant en contact avec l'un desdits bras de la fourche quand le gyroscope es vertical ; de sorte que, dans le cas où l'axe du gyroscope n'est pas parallèle à la verticale, le pendule, à une certaine posi¬ tion de sa course circulaire, tombe, entraîné par la compo sante de gravité perpendiculaire à l'axe fixe, jusqu'à ce que l'autre bras de sa fourche touche le doigt fixé .sur le plateau, provoquant ainsi l'effet érectif.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente inve tion ressortiront de la description qui va suivre, faite e regard du dessin annexé sur lequel :

- la figure 1 représente le couple impulsionnel donné par u êrecteur à un seul pendule selon l'invention, pendant un quart de tour de 1'êrecteur et donnant le même effet que l système à deux pendules ;

- la figure 2 est une vue en perspective, avec coupe parti le, d'un êrecteur à un seul pendule selon l'invention, mon sur un gyroscope.

Dans la forme de réalisation représentée, le couvercle (1) boîtier du gyroscope comporte un axe central fixe (2) paral lèle à l'axe du gyroscope.

Un plateau circulaire (3) qui tourne autour de cet axe fixe (2) est entraîné, en rotation, à vitesse réduite, par un pi gnon (4) qui engrène avec la couronne dentée extérieure de ce plateau.

Le pignon (4) emprunte son mouvement à l'axe du gyroscope par l'intermédiaire d'une démultiplication située dans le boîtier (5) et non représentée.

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O W1

Au-dessus du plateau (3) est disposé un pendule instable (6) articulé autour de l'axe (2) , de préférence par deux roulements à billes (2a) et (2b) .

Le plateau (3) comporte une partie plus épaisse (7) desti¬ née à contrebalancer le poids du pendule (6) lorsque ces deux éléments sont diamétralement opposés. Un petit doigt vertical (8) est fixé sur la partie (7) . Il se trouve en¬ gagé entre deux bras (9a) et (9b) d'une fourche qui' prolonge le pendule (6) , la fourche et le pendule étant prévus de part et d'autre de l'axe fixe.

Le plateau (3) étant supposé entraîné dans le sens de la flèche, le doigt (8) se trouve en contact avec le bras (9a) quand le gyroscope est vertical. Dans cette position, le pendule (6) et la partie (7) formant contrepoids se trou¬ vent opposés de manière que le centre de gravité de ces deux éléments se trouve sur l'axe (2).

Si l'axe du gyroscope n'est pas parallèle à la verticale, le pendule (6) , à une certaine position de sa course circulaire, tombe, entraîné par la composante de gravité perpendiculaire à l'axe (2) jusqu'à ce que le bras (9b) touche le doigt (8). On sait que c'est cette chute qui provoque l'effet érectif. Celui-ci dépend à la fois du poids du pendule et de la cour¬ se libre définie par l'écartement des bras (9a) et (9b).

L'êrecteur à un seul pendule instable selon l'invention se trouve donc être d'une grande simplicité. Il apporte de sur- croît une amélioration de la sécurité de fonctionnement au sens indiqué plus haut. Ce dernier point est rendu explicité par l'examen de la figure 1 où l'on a représenté le couple impulsionnel (CI,) donné par un seul pendule pendant un quart de tour de l'êrecteur et donnant le même effet que le système à deux pendules. Ce couple doit avoir .pour cela la

valeur|5. Dans l'hypothèse déjà envisagée d'une augmenta de 50% du couple parasite, la surface représentant l'act de l'êrecteur monopendule ne diminue que d'un huitième ; le couple parasite double de valeur, la surface représen l'action de l'êrecteur monopendule ne diminue que d'un quart.

Il est bien entendu que la présente invention n'a été déc et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et ^* qu'o pourra apporter des équivalences dans ses éléments consti tifs sans, pour autant, sortir du cadre de l'invention q est défini dans les revendications qui suivent.