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" Déclancheur automatique faisant office d'interrupteur fin de course, pour con- trôleurs-inverseurs de mise en marche, inversion et arrêt de moteurs électri- ques."
La présente invention a pour objet la réa- lisation d'un dispositif de déclenchement automatique faisant office, d'interrupteur fin de course pouvant être de adapté à tous systèmes/contrôleurs inverseurs pour la mise en marche, l'inversion et l'arrêt des moteurs élec- triques et plus particulièrement applicable aux appareils de levage Les dessins annexés représentent titre Les dessins annexés représentent à titre d'exemple différentes formesd'exécution du dispositif
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en question, toutes basées sur le même principe de fonc- tionnement .
Les figures 1, 2, 3 et 4 représentent une de ces formes d'exécution.
La figure 1 est une vue en élévation mon- trant le dispositif de déclenchement automatique.
La figure 2 est une vue également en élé- vation montrant le dispositif de commande.
La figure 3 est une vue en coupe faite par la ligne a-b de la figure 2.
La figure 4 est une vue en coupe faite par la ligne c-d de la figure 3.
Les figures 5 et 6 sont respectivement une vue de côté et une vue en élévation de face, avec partie en coupe, d'une variante.
La figure 7 montre une variante du dispo- sitif des figures 5 et 6.
La figure 8 est une vue de côté de la figure 7.
Les figures 9 et 10 sont des vues de détail.
Les figures 11, 12 et 13 sont relatives à une autre variante .
La figure 11 est une vue en coupe faite par la ligne e-f de la'f igure 13.
La figure 12 est une vue en coupe faite par la ligne g-h de la figure 13.
La figure 13 est une vue en coupe faite par la ligne i-j de la figure 11.
On va d'abord décrire le dispositif des figures 1, 2, 3 et 4.
L'ensemble est constitué par un petit appa- reil concentrique auxiliaire, destiné à être adapté. sans aucune difficulté sur le bout d'arbre d'un contr8leur
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quelconque dont la course pour l'inversion à gauche ou à droite peut varier entre 30, 60 ou 90 (voir figure 2).
La commande mécanique à bras se fait dans ce cas par tirettes 1 et la, du sol, au moyen d'un volant à gorge 2, étant entendu toutefois qu'on peut aussi bien remplacer le volant par un levier ou une manivelle, qui viendrait se caler sur le carter 3 formant manchon extérieur à l'extrémité du moyeu.
La figure 3 donne la coupe de cet appareil.
4 représente le contrôleur normal avec ses touches 5, 6, 7 sur l'arbre 8. Sur le bout d'arbre 9 du contrôleur est clavetée une douille 10 faisant corps avec un disque à encoche 11.'Ce disque 11 ne porte qu'une seule encoche 12 (figure 4) dont l'axe est radial et correspond à la course maximum du contrôleur, dans un sens comme dans l'autre. Un deuxième manchon 13, est placé'concentriquement sur cette première douille 10, sur lequel est fixé,un excentrique 14, dont le profil vu de côté, est représenté par la figure 4. Ce même manchon porte un épaulement 15 qui vient s'appuyer con- tre une pièce fixe 16 formant support et qui est direc- tement reliée par la tige 17 à une des flasques du con- trôleur.
Le carter circulaire 3, sur lequel est bloqué le-volant à gorge 2, et qui pivote autour du moyeu de la douille 10, porte, à sa partie inférieure, une cavité 18 dans laquelle vient se loger un levier 19 qui pivote autour du point 20. Ce levier 19 oscille avec 2 et 3, au- tour de l'axe du contrôleur, dès qu'on actionne une des tirettes 1 ou la.
D'autre part, ian ressort 24 sous forme de bague concentrique, élastique, représenté fig. 4, est
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fixé à la partie intérieure du moyeu 3, au moyen de deux rivets, au point 22, il tend toujours à maintenir le levier 19 engagé à fond dans l'encoche 12 du disque
11 (figure 4) à la position zéro du contrôleur .
Enfin, un puissant ressort 23, de rapnel à zéro, en forme de spirale, entoure également concentri- quement tout le mécanisme intérieur et travaille dans les deux sens de marche. Une extrémité prend appui, d'une part sur la tige fixe 17 qui est fixée au b@ati du contrôleur; l'autre extrémité prend appui sur la tige 25 qui est directement reliée au disque à encoche
11 de la partie mobile .
Ce ressort tend toujours à ramener le dis- que à zéro, donc également l'axe 8 du contrôleur avec ses contacts.
Sur l'arbre 9 est calée une biellette 28 reliée par câble 29 passant sur une poulie 30, ou tout autre dispositif de renvoi mécanique, à l'extrémité 27' d'un levier 37'pivotant en 31, combiné avec une moufle 26.
Fonctionnement du déclenchement. - On admettra que l'on agit sur la tirette 1, qui correspond par exemple au mou- vement de levage du palan, (figure 2); le carter exté- rieur 3, (figure 3), faisant corps avec le volant à gorge entraine, avec son levier 19, le disque 11 et par suite les arbres 9 et 8.
D'autre part, la tige 25 a comprimé le res- sort 23 tant que l'on retient la tirette du volant 2 en position de marche. Si l'on veut arrêter, avant d'arriver à la fin de course du contrôleur, il suffit de lâcher la tirette 1 pour que l'ensemble revienne immédiatement zéro. Arrivé à fin de course (figure 1) le crochet 26 heurte la tige 27 qui, par l'intermédiaire de la liaison 29, fait pivoter la biellette 18 (fibres 2 et 4)
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-position 28' en pointillé-, et l'excentrique 14 qui fait corps avec la douille 13, agit, par son mouvement rotatif, dans le sens de la flèche !.. (fig. 4) sur le levier 19 qu'il abaisse et fait sortir de l'encoche 12 du disque 11.
Le ressort de rappel 23 entre en action brusquement et immédiatement fait revenir l'arbre 8 par l'intermédiaire du disque 11 libéré, instantané- ment à zéro. Le courant électrique est coupé. Toute fausse manoeuvre est exclue .
En-effet, si l'on tire de nouveau la tiret- te par mégarde, dans le sens "montée", il n'y a aucun risque de voir le crochet monter à nouveau car, le cli- quet étant toujours libéré par l'excentrique 14 qui est resté à sa place, empêche d'entrainer le disque 11 et le volant tourne à vide dans lodens "montée". Pour la des- cente,. on agira sur la tirette opposée 1a (figure 2) et du fait qu'on déplacera l'excentrique du côté opposé, le levier 19, dégagé (figure 3) pourra retomber dans l'encoche 12 du disque 11 et entraînera l'arbre 8 sur les contacts correspondants de descente (sens opposé au pre- mier).
Il est bien entendu qu'on a la faculté de pouvoir faire agir le déclenchement, à volonté, avant la fin de course de la charge, par une action indépendante, à main ; de même, on peut limiter la course dans le sens contraire en mettant deux excentriques diamétralement op- posés, formant de ce fait interrupteur de fin de course en hauteur et dans la position la plus basse pour le crochet de -la charge .
On décrira maintenant une variante du dispositif ci-dessus .
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Tous les levagistes connaissent le grand in- convénient que présentent les interrupteurs fin de course qui nécessitent une mise au point délicate t qui exi- gent un renvoi de levier avec une hauteur perdue assez considérable, surtout dans l'utilisation du courant continu. La combinaison de ce renvoi de levier entre la moufle du crochet ascendant qui doit déclencher la course "levage" n'est pas toujours appropriée à la construction de l'engin de levage. Il arrive assez fréquemment que l'on est oblige de placer le contrôleur de commande de levage à poste fixe à distance. Dans ce cas, il faut tou- jours un interrupteur fin de course électrique faisant corps avec l'appareil et qui nécessite un mécanisme complet.
La rupture de ces interrupteurs très co#- teux demande une grande hauteur perdue pour permettre au levier d'opérer le déclenchement avec course morte et pour éviter le risque à la moufle de venir buter dans la carcasse du mécanisme de levage .
Le dispositif ci-après décrit présente l'avantage de ne nécessiter qu'une très faible course avec un effort minimum dont l'action est renvoyée méca- niquement ou électriquement (comme on le verra par la suite) directement au contrôleur principal de commande .
En admettant l'hypothèse de la commande par manivelle placée par exemple dans la cabine du chariot électrique monorail, l'ensemble est réalisé et fonction- nera suivant le dispositif de la figure 5.
Le crochet avec sa moufle 26 (figure 5) ar- rivé à sa position la plus haute bute contre le levier 27 qui, par pivotement, agit sur le levier 27' et provo- que une traction sur le câble que l'on a admis pour sim-
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plification, ou sur le renvoi intermédiaire mécanique quel qu'en soit le système. (Dans ce cas un câble 29 qui est relié à une petite biellette 28 du mécanisme central de déclenchement). Il suffit d'un très faible déplacement: de la biellette 28 (quelques millimètres) pour provoquer un retour automatique de la came centrale de contact du contrôleur de manoeuvre.
Soit (figure 6) un contrôleur normal avec ses touches multiples 5,6, 7 etc.., qui correspondent à différentes positions de marche pour démarrage avec résistances appropriées pour règlage de vitesse ou toute autre combinaison électrique avec freinage à zéro, et que l'on utilise habituellement pour les engins de levage.
Sur le bout d'arbre 9 du contrôleur, normal est prévu un manchon 10 claveté en 35, sur ce dernier, et qui comporte un disque 11 faisant corps avec le manchon, Une deuxième douille concentrique 13 sur laquelle est calée la biellette de déclenchement 28, oscille autour de la douille 10, La douille 13 comporte, en outre, une collerette 15 qui fait également corps avec elle et qui porte latéralement une tige ronde 36 qui s'emmanche dans le logement circulaire du disque 11.
Ce disque 11 vient s'épauler contre un moyeu 3 formant carter étanche tout autour du mécanisme.
Ce carter est lui-même calé en bout par une vis 37 sur l'arbre 9 du contrôleur et forme moyeu circulaire sur lequel est emmanchée la manivelle 38 fixée par la vis 39.
Du côté opposé à la manivelle se trouve une flasque 40 qui est immobilisée sur le bati du contrôleur par-une tige 41 et qui forme guidage et support pour le mécanisme de l'ensemble .
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De plus le/ige 41 mr in tient un ressort 43 à double action concentrique. L'une des extrémités du ressort fait corps en 42 avec le disque mobile 11 et l'autre extrémité avec la tige fixe 41 de façon à tou- jours tendre à ramener à la position 0 l'arbre du con- trôleur quel que soit le sens de marche .
A l'intérieur de la masse du carter @scil- lant on remarquera un logement 44 (à la partie supérieure de la figure 6), dans lequel est placé un tourillon qui est toujours poussé par un petit ressort concentrique
45 vars la tige 36.
Le détail du disque 11 avec le logement qui renferme les deux coulisseaux latéraux 36 et 44 est indi- qué par la figure 10. En élévation on remarquera le dis- que 11 avec son encoche pour loger la pièce 36 et sa ca- vité mi-circulaire 46. On a représenté dans le bas, en coupe, la forme particulière de cette cavité qu'on aper- çoit pu point 48 et on remarquera qu'elle présente une forme spéciale avec fraisure sur un côté seulement (frai- sure 46) tandis qu'en 47 le trou se poursuit tout droit jusqu'à l'extrémité .
Le manchon 13 dont on a parlé plus haut n'est pas claveté sur la douille 10, mais il comporte une ramne circulaire latérale 49 à entaille, qui est re- présentée en détail sur la figure 9. On y remarquera la conicité latérale de la saillie 49 qui vient se loger dans la conicité symétrique du manchon 15. Le ressort 50 placé concentriquement appuie constamment contre le pla- teau 15 de façon à ce que normalement, à la position 0 du contrôleur, le dit ressort détendu 50 écarte la tige 36 constamment vers l'intérieur, face au contr8leur .
La manivelle 38 est en forme de U creux; fil elle est emmanchée, comme dit précédemment, sur le
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carter circulaire par la vis 39. La poignée de cette manivelle se termine par une tige 51 à poussoir 52 dans laquelle est logé un petit ressort 53 qui tend toujours à écarter la tige vers le haut. Cette tige est renvoyée à un levier formant balancier 54 par le pivot 55 et abou- tissant, à son extrémité au coulisseau 56 qui se dépla- cera latéralement dans la cavité 44 du carter circulaire que l'on a décrit précédemment. On n'entrera pas, pour le moment, dans le détail de fonctionnement du bouton poussoir 52 qui n'est qu'un organe accessoire supplémen- taire de perfectionnement.
Le fonctionnement sera le suivant : étant donné que, d'une part, l'arbre 9 est directement calé sur la douille 10, et solidaire de son plateau et de l'ex- trémité de son ressort de rappel, que, d'autre part, on a un deuxième mmuvement indépendant du carter bien qu'il fasse corna avec la manivelle 38, la liaison d'entraine- mont dans un sens ou dans l' autre se fait uniquement à la position 0 par le coulisseau 44 et l'encoche latérale 48 dans ce plateau que l'on vient de décrire .
Il est donc compréhensible que, si 1-' on a donné à la manivelle un mouvement d'inversion, dans un sens ou dans l'autre, sur la 1ère, 2ème, 3ème ou Xème position, tout en la maintenant pou -ne pas la laisser re- venir à 0, l'ensemble du mécanisme faisant corps par la liaison de ce coulisseau, se mettra à tourner pomme si c'était un contrôleur ordinaire; mais, par contre, on aura la faculté de pouvoir,-et c'est là le point essen- tiel,- déclencher le mouvement de rappel automatique à 0 sur n'importe quelle position de contact du contrôleur par les deux mouvements suivants:
soit par le bouton poussoir 52 du côté de la manivelle, en exerçant une lé-
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gère pression avec la paume de la main, soit, si on sup- prime ce dispositif, en agissant sur la biellete 28 par l'intermédiaire du renvoi 58 de la figure 1, dont le dé- cle nchement est provoqué automatiquement par la moufle
26, eu encore par action directe sur 28 (fig. 6).
Il s'agit donc là d'un dispositif à double effet qui peut être obtenu automatiquement par la charge ascendante, ou l'arrêt peut être obtenu à volonté dans toutes les positions intermédiaires suivant qu'on agit sur la biellette 28 ou sur le poussoir 52.
Cas du poussoir 52. - Ce dernier est toujours ramené vers l'extérieur par le ressort 53, à travers la poignée de la manivelle, par la poussée du balancier 54, pivotant autour de 55,.l'extrémité de ce levier 54 étant reliée au coulisseau 56. On conçoit qu'en appuyant sur 52, 56 est dégagé latéralement par compression de son petit res- sort de façon à libérer le disque 11 de l'encoche de son! coulisseau 56.
Le ressort de rappel puissant 43 ramène ; flore automatiquement l'ensemble de l'arbre de contact du contrôleur instantanément à 0.
Le point le plus important consiste en ce que, étant arrivé à fin de course du levage, on ne puisse plus continuer le mouvement ascendant. Cela a été réali- sé par le dispositif représenté sur la figure 10.
On remarquera, comme indiqué précédemment, que la fraisure 46 du logement du coulisseau latéral qui doit t'aire la liaison, échappe à l'entraînement par suite de cette rainure 46 et ne peut entraîner plus loin le disque 11 car, d'autre part, (figure 5), le levier 27 bloqué par la moufle de levage, a exercé une traction sur la biellette 28; cette biellette par son mouvement de rampe latérale (figure 9) a agi par cette pression la-
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térale sur la tige 36 qui, elle-même, oénètre dans le coulisseau 44, l'empêchant totalement de revenir dans son logement et de former la liaison entre les deux par- ties indépendantes aussi longtemps que la charge est à haut de course .
La manivelle échappera donc constamment, sans action directe sur le contrôleur, et on sera bien obligé d'inverser son mouvement tournant dans le sens descente qui, alors, est obtenu, car pour l'inversion de marche, l'encoche du disque 11 (figure 10) ne possède pas de fraisure 46, mais une paroi droite 47 contre laquelle vient buter le coulisseau 44 qui entraine alors, dans le sens opposé, le disque 11 et, de ce fait, l'ar- bre 9 du contrôleur qui donne les contacts électriques sur le sens descente. A ce moment, le levier 27 (fig. 5) est dégagé; la biellette 28 qui a été entre-temps rame- née à sa position 0 par le ressort 60 fixé à la tige 41 retombe dans son encoche indiquée figure 9 et le contrô- leur est prêt à fonctionner à nouveau, exactement dans les mêmes conditions que précédemment .
La figure 7 donne simplement une vue exté- rieure du même mouvement, mais dont la commande se fait par volant à tirettes du sol au lieu de manivelle com- me décrit précédemment. On remarquera l'ensemble exté- rieur très trappu et réduit comme construction et on a ajoutéla variante d'une application avec mouvement de levage électrique et commande à distance d'un poste fixe.
L'engin de levage 62 comporte, dans ce cas, petit un simple contacteur unipolaire à basse intensité 63 qui est mis en circuit dans la position la plus haute du levier 64 par un levier à action directe 65 dont la course est minime, ce qui est précisément le but de l'ensemble (hauteur perdue réduite au minimum).
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Par suite de la mise en circuit de deux coh- tacts dans la boite 63, le pôle négatif par exemple d'une ligne auxiliaire 66 est amené, par 63, au pôle négatif principal de la ligne 67 qui est elle-même connectée par
68 à un petit électro de déclenchement 62. On conçoit donc aisément que tous les renvois mécaniques décrits précédemment peuvent être opérés par l'intermédiaire du T'élit électro-aimant 69 qui, par suite de la traction de son noyau 70 exerce une légère traction sur le câble
71 qui agit sur la biellette 28. Le même principe peut être utilisé en courant alternatif nu moyen d'un électro monophasé 69.
Comme précédemment (figures 5 et 6) le crochet 26 déclenche mécaniquement par l'intermédiaire d'un câble 20, à très faible course, la biellette 28.
On joutera que, dans le cas de la commande à distance avec le petit électro de déclenchement, il est également impossible de réenclencher et de faire une fausse manoeuvre une fois que le crochet arrive à fin de course, car l'électro reste sous tension jusqu'à ce qu'on ait opéré le mouvement inverse de descente qui est obtenu par la traction sur les tirettes 1-la qui agissent sur un volant 75 remplaçant la manivelle, dans le sens descente, absolument semblable au mouvement que l'on a décrit pour.la figure 6 fonctionnant par maniv elle.
On voit donc que l'on a réalisé un appareil pouvant être utilisé universellement, avec un déclen- chement électrique ou mécanique, le déclenchement électri- que ne nécessitant qu'un seul fil auxiliaire pour la ma- noeuvre, à moins qu'on ne puisse utiliser dans le courant continu le retour par la terre .
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Enfin, on peut utiliser ce système quelle que soit la nature du courant ; s'agit d'un contrôleur normal auquel on ajoute un petit appareil auxiliaire mécanique .
Enfin, on peut utiliser la commande classi- que à tirettes quand le contrôleur se trouve sur l'ap- pareil et, dans ce cas, la biellette de déclenchement est directement reliée au levier qui agit sur la moufle de levage .
L'appareil a été conçu pour être placé sur n'importe quel type de contrôleur quelle qu'en soit la construction et quelle qu'en soit la course ; suffit d'approprier l'alésage central à l'arbre du contrôleur .
Toute la construction étant extérieure cette application peut être faite très rapidement .
Le dispositif des figures 11, 12 et 13 est une variante mécanique qui remplit le même butsous une autre forme mécanique d'ensemble .
Le volant de commande à main 2 avec sa pou- lie à gorges fait corps avec la partie cylindrique 3 ainsi qu'avec la flasque inférieure 78. On admettra que l'on veuille faire monter la charge, la direction étant bien déterminée par rapport au sens de marche du moteur, on agira donc sur l'une des tirettes qui par l'intermédiaire du volant 2 donneront un mouvement de rotation qui ,se transmettra sur la flasque inférieure 78 sur la tête prolongée 17 dans le milieu de l'appareil, qui à la position 0 prend contact sur l'extrémité d'un ressort à boudin à action double 23 placé concentrique- ment sur une douille de guidage.
A l'autre extrémité le ressort qui commence à être comprimé par le mouvement de rotation, reste fixe par suite de l'arrêt de la tige
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25 qui fait corps avec une flasque indépendante 79, comportant deux entailles pour des cliquets 80-81 que l'on voit sur la figure 12. En .continuant le mouvement de la traction sur la tirette, on comprimerait toujours plus le ressort en spirale 23 jusqu'à obtenir le court-oir- cuitae des plotsde démarrage .
En admettant que le crochet 26 du mécanisme de levage arrive à sa position la plus haute, il viendra buter au levier 27 qui pivote autour du point 31 et est relié par une tige, un câble ou un autre dispositif mé- canique 29 par l'intermédiaire d'un ressort 82 à un le- vier 83 qui prend son point d'appui sur la flasque infé- rieure 78 (figure 13).
Le mouvement du pivot du levier 83, dont l'e: trémité agit dans une gorge 84 d'un manchon qui se ter- mine en partie conique 84', agit par très faible dépla- cement du levier 27. Il provoquera un déplacement laté- ral et parallèle à l'axe du contrôleur de la douille 84 qui par sa conicité soulèvera le taquet 86, également co- nique, qui déplace le cliquet 82 (figùre 12) au moment où ce dernier quitte l'encoche du disque 79. Le ressort à boudin 23 qui a été comprimé, comme décrit précédem- ment, pendant la marche normale du moteur, est brusque- ment dégagé et la partie indépendante 79 qui forme corps' avec les tambours des contacts mobiles du. contrôleur est brusquement rappelé à zéro.
Ce déclenchement se sera fait pour ainsi dire instantanément étant donné la course très minime pour le déclenchement du cliquet. Le ressort 82 n'est qu'un compensateur quelconque pour limiter l'effort de traction supplémentaire provoqué dans le cas de grande vitesse ascendante. Toute fausse manoeuvre sera exclue même si on voulait avec intention agir à nouveau sur la tirette dans le sens de la montée, en effet le cliquette
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8 @ étant dégagé ce dernier échapperait toujours à l'en- coche du disque 79. Par conséquent ce mouvement de propulsion de l'arbre du contrôleur (effort,.de traction
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1"1", . dans le vide) est contraire.
Pour opérer la'descente normale, il suffira d'agir sur une tirette opposée qui provoquera le mouvement de réenclenchement inverse par le cliquet 81 pour comprimer à nouveau le ressort 23 même dans le sens opposé, provoquant en môme temps l'en- trainement de l'arbre du contr8leur. Un déclenchement automatique peut' également s'obtenir suivant les besoins, en y ajoutant une butée convenable qui fonctionnerait dans les mêmes conditions que précédemment pour charge à fun de course. Le^. ressort,-compensateur 88 n'a pour- but que de donner plus de souplesse aux deux mouvements indépendants en sorte que des rappels de ressorts cir- cuit aux deux cliquets 81 et 82 (figure 12).
Les diffé- rentes positions de démarrage ont été (tracées dans la figure 11, en 5, 6, 7, etc.. car il est important de faire remarquer que le mouvement de déclenchement se fait à n'importe quelle position et même entre ces posi- tions si l'on doit monter à fin de course sur une posi- tion intermédiaire .
Un grand avantage de ce dispositif consiste également dans la simplicité du renvoi et dans l'exécu- tion extrêmement légère du levier 27 dont la course mini- me pe rmet de placer les butées avec grande facilité, sans que l'on soit obligé de tenir compte de la hauteur perdue qu'il est toujours nécessaire d'observer pour le déclenchement de l'interrupteur .