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Dispositif de contrôle manuel à distance de la vitesse d'un organe mobile de machine ou d'appareil.
Dans la demande de brevet belge déposée par la demanderesse le 23 Décembre 1947 pour "Poste mobile de commande à distance pour tout organe en déplacement dans un appareil quelconque", il a été décrit un dispositif permettant de contrôler à distance le mouvement d'un organe mobile d'une machine ou d'un appareil quelconques. Ce dispositif comprend
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une poignée de type poignée de revolver munie d'une gâchette qui commande, par l'intermédiaire de toute liaison positive appropriée, un organe de contrôle d'un paramètre déterminé du mouvement de la machine.
Ce dispositif permet, en particulier, de faire fonctionner l'organe mobile à une vitesse d'autant plus grande que l'on appuie davantage"sur la gâchette. Lorsqu'on veut faire fonctionner l'organe mobile à une vitesse très faible, par exemple'pour effectuer un réglage très précis, il faut donc appuyer très légèrement sur la gâchette. Mais, alors on se heurte à une difficulté du fait qu'on n'apprécie pas exactement le moment où l'organe commence à démarrer et du fait, en outre, que celui-ci n'atteint pas instantanément la vitesse commandée par la gâchette; il en résulte qu'on a tendance à déplacer la gâchette un peu trop loin et à imprimer alors à l'organe contrôlé une vitesse supérieure à la vitesse minimum désirée.
La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient et de permettre d'obtenir, à volonté, soit une vitesse très faible sans risque de dépasser la vitesse limite de faible valeur qu'on s'est imposée, soit une vitesse plus grande quelconque comprise dans l'étendue de la gamme de vitesses prévue.
A cet effet, suivant l'invention, on distingue dans l'étendue totale de la gamme de vitesses prévue au moins deux parties, une première partie, de très faible étendue, correspondant aux basses vitesses et une deuxième partie, beaucoup plus étendue atteignant la vitesse maximum possible et, tout en utilisant, pour réaliser ces différentes gammes de vitesses, le même organe de commande, on munit celui-ci d'éléments sé- lecteurs de la gamme de vitesse à utiliser.
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Le dispositif selon l'invention comporte, en combinaison, un organe de manoeuvre muni au moins de deux trous ou crans disposés à une certaine distance l'un de l'autre, un support pour cet organe, une butée pour le doigt de l'opérateur introduit dans l'un des trous ou crans précités, cette butée étant montée sur ce support et disposée sur le trajet suivi par les trous ou crans précités lors du déplacement de l'organe de manoeuvre, un ressort de rappel de l'organe de manoeuvre à sa position de repos, un premier moyen destiné à provoquer la mise en marche de l'organe contrôlé de la machine dès que l'organe de manoeuvre a commencé à tourner et un second moyen relié audit organe de manoeuvre assurant une augmentation progressive de la vitesse de l'organe contrôlé, au fur et à mesure qu'on déplace l'organe de manoeuvre au moyen des crans ou trous précités.
Selon l'invention également, l'organe de manoeuvre précité muni des trous ou crans de sélection de la zone de vitesse à utiliser est combiné avec une poignée portée par le support dudit organe et disposée, sur ce support, de telle façon que, lorsqu'elle a été saisie par la main de l'opérateur, ce dernier puisse atteindre avec un doigt de la même main l'un quelconque des trous ou crans de sélection précités.
Selon l'invention, en outre, l'organe de manoeuvre précité peut être constitué par un disque-gâchette rotatif muni de trous ou crans de sélection de la zone de vitesse à utiliser.
Selon l'invention enfin, dans le cas où l'organe mobile de la machine est commandé électriquement, le moyen destiné à provoquer la mise en marche de l'organe contrôlé de la machine dès que l'organe de manoeuvre a commencé à
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tourner est constitué par une came reliée mécaniquement à l'organe de manoeuvre précité et par un contacteur qui est actionné par ladite came et dont le contact est placé dans le circuit de contrôle du moteur électrique commandant l'orga- ne mobile de machine précité, tandis que le moyen assurant l'augmentation progressive de la vitesse de l'organe contrô- lé est constitué.,par un rhéostat qui est relié par toute transmission appropriée à l'organe de manoeuvre précité et qui est placé dans le circuit de contrôle de la vitesse dudit moteur électrique.
D'autres caractéristiques de l'invention ressorti- ront de la description qui va suivre,.laquelle sera faite avec référence au dessin annexé sur lequel :
La figure 1 est une représentation très schématique montrant l'application de l'invention à la commande électri- que d'un organe mobile de machine, cette figure étant unique- ment destinée à faciliter la description générale de l'inven- tion.
La figure 2 est une vue extérieure de face d'un exemple de réalisation du dispositif selon l'invention avec quelques arrachements partiels,
Et la figure 3 est une coupe diamétrale suivant la ligne III-III de la figure 2.
Si l'on se réfère à la figure 1, on voit que 1 dé- signe, d'une façon générale, un poste de contrôle à distance d'un organe mobile désigné par 2, ce contrôle s'effectue, par exemple, au moyen d'un moteur électrique M faisant par- tie d'un groupe Léonard représenté très schématiquement sur le dessin, simplement par ledit moteur M, par la génératrice G qui l'alimente et par le moteur Mg entraînant la génératrice
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G à vitesse constante. Les inducteurs3 du moteur M sont alimentés sous tension constante à partir d'un réseau 4 à courant continu.
Le poste de contrôle 1 porte un disque-gâchette circulaire rotatif 5 monté sur un axe 6 susceptible de tourner dans un palier convenable; sur le disque-gâchette 5 est fixé un goujon 7 susceptible de venir en contact avec une butée 8 solidaire du poste pour empêcher le disque 5 de tourner plus loin dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Un réssort spiral 9 ayant une extrémité attachée au poste 1 et l'autre au disque 5 tend à ramener le disque constamment contre sa butée.
Le disque 5 est muni de deux crans 10 et 11 ménagés sur sa périphérie et disposés de telle façon que lorsqu'on introduit le doigt dans l'un d'eux, on puisse faire tourner le disque dans le sens des aiguilles d'une montre jusqu'à ce que le doigt vienne buter contre la face 12 de la butée 8 ou bien d'une autre butée convenablement disposée.
Une.poignée 13 est fixée sur le poste lui-même-au voisinage du disque 5 dans une position telle que, lorsque l'opérateur saisit cette poignée à pleihe main, il puisse manoeuvrer le disque avec l'index de la même main, comme une gâchette de revolver.
, Une carne 14 solidaire du disque 5 coopère avec un galet 15 monté à l'extrémité inférieure d'une tige 16 dont l'extrémité supérieure peut fermer un contact électrique 17 placé en série dans un circuit électrique qui comprend les inducteurs 18 de la génératrice G et un rhéostat désigné dans son ensemble par 19, ce circuit étant alimenté à partir du réseau 4.
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Le rhéostat comporte une résistance 20 sur laquelle peut glisser un curseur 21. également en contact avec une barre 22 reliée à une extrémité de la résistance 20 de façon à court-circuiter une portion plus ou moins grande de la résistance suivant la position occupée par le curseur.
Le curseur 21 est lié au disque 5 par une transmis- sion convenable, par exemple par une transmission mécanique telle que celle qui a été représentée schématiquement sur la figure 1 et qui est constituée par un train d'engrenages 23-24 entraînant une vis sans fin 25 immobile axialement, grâce à un dispositif de butée 26, et sur laquelle un écrou 27 peut se visser, ledit écrou 27 entraînant, dans son mouvement de translation longitudinale, le curseur 21 par une tringle 28 rendue solidaire de l'écrou 27 et guidée, dans son mouvement de translation, par des pièces de guidage 29 qui contribuent en même temps à empêcher la rotation de l'écrou 27. L'élément d'engrenage 23 est lié mécaniquement à l'arbre rotatif 6 portant le disque 5, tandis que l'élément d'engrenage 24 est lié mécaniquement à la vis 25.
Le fonctionnement du dispositif qui vient d'être décrit est le suivant :
On suppose le moteur M et par suite l'organe 2 au repos, c'est-à-dire que l'interrupteur 17 est ouvert et que les inducteurs 18 de la génératrice ne reçoivent, par conséquent, pas de courant. Si l'on veut faire tourner le moteur M, à faible vitesse, on saisit la poignée 13, on introduit l'index dans le premier cran 10 du disque 5 et on le fait tourner dans le sens des aiguilles d'une montre. Ceci a pour effet de faire tourner la came 14 et par suite de soulever la tige 16 qui ferme alors le contact 17.
Les inducteurs 18
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de la génératrice sont alors reliés au réseau 4 par l'intermédiaire du rhéostat 20 et, si le moteur Mg tourne en entraînait le rotor de la génératrice G, celle-ci débite du courant dans le moteur M qui se met à tourner à une vi- tesse correspondant à la tension de la génératrice, c'ést-à- dire à la vitesse minimum puisque le curseur 21 est encore à l'extrême gauche du rhéostat et que, par conséquent, il ne court-circuite aucune partie de la résistance 20.
Si l'on continue à faire tourner le disque, la rotation simultanée de la vis 25 fait déplacer le curseur vers la droite, sur la résistance 20, Ceci a pour effet de court- circuiter une partie de cette résistance et par conséquent d'augmenter l'intensité du courant d'excitation qui passe dans les inducteurs 18 de la génératrice. La tension de celle-ci augmente donc et par suite la vitesse du moteur M et celle de l'organe entraîné 2 augmentent également.
L'index avec lequel l'opérateur fait tourner le disque 5 arrive rapidement contre la butée 12; à ce moment, on ne peut plus faire tourner le disque davantage et on a 'atteint la vitesse maximum que l'on peut obtenir en utilisant le cran 10. Cette disposition permet donc, sans précaution spéciale, de faire déplacer l'organe 2 à faible vitesse, même si pour une cause quelconque, précipitation ou manque de sensibilité, on exerçait sur le disque une pression relativement forte.
Au contraire, si l'on désire communiquer à l'organe 2 une vitesse appréciable on une grande vitesse, au lieu d'utiliser le cran 10, on utilisera le cran 11. On conçoit aisément qu'on pourra alors communiquer au disque 5 une rotation d'amplitude beaucoup plus importante avant que l'index de
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l'opérateur ne vienne buter contre la pièce 12. Pendant cette rotation, la vis 25 en tournant aussi déplacera le curseur 21 vers la droite, court-circuitant une partie de plus en plus grande de la résistance 20, d'où. une augmentation du flux de la génératrice et une augmentation de vitesse du moteur M.
La vitesse maximum possible sera atteinte lorsque l'index de l'opérateur arrivera contre la butée 12.
On conçoit facilement que, suivant la position des crans 10 et 11 sur le disque, on peut régler l'étendue de chacune des deux gammes de vitesse. Il peut être intéressant par exemple, dans certains cas, de faire en sorte que l'utilisation du cran 10 ne permette que la mise en marche du moteur à la vitesse minimum, sans possibilité d'augmenter sa vitesse. A ce moment là, on aura intérêt à faire porter le curseur 21 sur une barre 30 avant qu'il n'arrive sur la résistance 20, afin que toute la résistance 20 soit encore en circuit lorsque l'index de l'opérateur introduit dans le cran 10 arrive sur la butée 12.
Sur les figures 2 et 3, on a représenté un exemple de réalisation du dispositif porté par le poste de contrôle.
On y retrouve le disque 5, la poignée 13, la butée 12, la came 14, le ressort de rappel 9 ; les crans 10 et 11 sont remplacés par deux trous pour ne pas que l'index de l'opérateur risque d'être gêné par le ressort de rappel 9. Ce ressort est disposé à l'intérieur du disque 5 (voir figure 3); une de ses extrémités est fixée en 31 à une paroi intérieure 32 du poste 1 et l'autre extrémité est accrochée en 33 à une pièce 34 solidaire du disque 5. Le disque 5 est calé sur son axe 6 qui tourne dans un palier 35 porté par la paroi intérieure 32 du poste 1.
Cet axe 6 est relié au dispositif faisant varier la vitesse de l'organe contrôlé au moyen de toute transmission appropriée dont on a donné un exemple à propos de la figure 1,
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La came 14 agit sur le galet 15 porté par un levier 36 articulé en 37 sur le poste de contrôle et coopérant avec la tige 38 d'un contact électrique représenté simplement par son boîtier 39 également fixé sur le poste de contrôle.
Un ressort de rappel 40 assure un contact permanent entre le galet 15 et la came 14.
Dans le mode de réalisation de la figure 2, la butée rigide 8 a été remplacée par une butée élastique d'un fonctionnement plus doux; cette butée est constituée par un bloc 41 fixé sur le poste et portant un piston 42 sollicité vers l'extérieur par un ressort 43 et limité dans sa course par un écrou 44 vissé à une extrémité'du piston. La pièce 34 à laquelle est fixée une extrémité du ressort 9 et qui est solidaire du disque 5 vient buter sur le piston 42 à la fin du mouvement de retour du disque lorsqu'on le lâche.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné unique- ment qu'à titre d'exemple. C'est ainsi que la transmission par engrenages représentée sur la figure 1 pourrait être remplacée par tout type connu de transmission à distance, et en particulier, par une transmission électrique synchrone du type Selsyn.
On pourrait aussi, sans sortir du cadre de l'invention, utiliser tout autre type de transmission qu'une transmission électrique, par exemple une transmission hydraulique.
C'est ainsi également que le disque-gâchette rotatif pourrait éventuellement être remplacé par un organe coulissant.
Il est, en outre évident que le disque 5 au lieu de comporter seulement deux trous ou crans 10 et 11, pourrait en comporter plus de deux, si l'on voulait pouvoir sélection- ner plus de deux zones de vitesse.
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Device for manual remote control of the speed of a moving part of a machine or apparatus.
In the Belgian patent application filed by the applicant on December 23, 1947 for "Mobile remote control station for any moving member in any device", a device has been described which makes it possible to remotely control the movement of an organ. mobile of any machine or device. This device includes
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a handle of the pistol grip type provided with a trigger which controls, by means of any suitable positive connection, a control member of a determined parameter of the movement of the machine.
This device makes it possible, in particular, to operate the movable member at a speed which increases the more the trigger is pressed. When we want to operate the movable member at a very low speed, for example example 'to carry out a very precise adjustment, it is therefore necessary to press the trigger very lightly. But, then one comes up against a difficulty of the fact that one does not appreciate the exact moment when the organ starts to start up and of the fact that , in addition, that the latter does not instantly reach the speed commanded by the trigger; the result is that there is a tendency to move the trigger a little too far and then to impart to the controlled organ a speed greater than the minimum desired speed.
The object of the present invention is to remedy this drawback and to make it possible to obtain, at will, either a very low speed without the risk of exceeding the speed limit of low value that has been imposed, or any higher speed. within the range of the intended speed range.
To this end, according to the invention, there are distinguished in the total extent of the range of speeds provided at least two parts, a first part, of very small extent, corresponding to low speeds and a second part, much larger reaching the maximum possible speed and, while using the same control member to achieve these different speed ranges, the latter is provided with elements for selecting the speed range to be used.
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The device according to the invention comprises, in combination, an operating member provided with at least two holes or notches arranged at a certain distance from each other, a support for this member, a stop for the finger of the operator introduced into one of the aforementioned holes or notches, this stop being mounted on this support and arranged on the path followed by the aforementioned holes or notches during the movement of the operating member, a return spring of the control member maneuver in its rest position, a first means intended to cause the starting of the controlled member of the machine as soon as the actuator has started to rotate and a second means connected to said actuator ensuring a progressive increase in the speed of the controlled member, as the maneuvering member is moved by means of the aforementioned notches or holes.
Also according to the invention, the aforementioned maneuvering member provided with the holes or notches for selecting the speed zone to be used is combined with a handle carried by the support of said member and arranged, on this support, such that, when 'it was entered by the hand of the operator, the latter can reach with a finger of the same hand any of the aforementioned selection holes or notches.
According to the invention, moreover, the aforementioned maneuvering member may be constituted by a rotary trigger disc provided with holes or notches for selecting the speed zone to be used.
According to the invention finally, in the case where the movable member of the machine is electrically controlled, the means intended to cause the starting of the controlled member of the machine as soon as the operating member has started to operate.
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to turn is constituted by a cam mechanically connected to the aforementioned operating member and by a contactor which is actuated by said cam and whose contact is placed in the control circuit of the electric motor controlling the aforementioned mobile machine organ, while the means ensuring the progressive increase in the speed of the controlled organ is constituted by a rheostat which is connected by any suitable transmission to the aforementioned operating organ and which is placed in the control circuit of the speed of said electric motor.
Other characteristics of the invention will emerge from the description which follows, which will be made with reference to the appended drawing in which:
FIG. 1 is a very schematic representation showing the application of the invention to the electrical control of a movable machine member, this figure being intended solely to facilitate the general description of the invention.
FIG. 2 is an exterior front view of an exemplary embodiment of the device according to the invention with some partial cutouts,
And figure 3 is a diametrical section taken along line III-III of figure 2.
If we refer to Figure 1, we see that 1 designates, in general, a remote control station of a mobile device designated by 2, this control is carried out, for example, at by means of an electric motor M forming part of a Leonardo group represented very schematically in the drawing, simply by said motor M, by the generator G which supplies it and by the motor Mg driving the generator
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G at constant speed. The inductors 3 of the motor M are supplied at constant voltage from a direct current network 4.
The control station 1 carries a rotary circular trigger disc 5 mounted on an axis 6 capable of rotating in a suitable bearing; on the trigger disc 5 is fixed a pin 7 capable of coming into contact with a stop 8 integral with the station to prevent the disc 5 from turning further in the anti-clockwise direction. A spiral spring 9 having one end attached to station 1 and the other to disc 5 tends to bring the disc constantly against its stop.
The disc 5 is provided with two notches 10 and 11 formed on its periphery and arranged in such a way that when the finger is inserted into one of them, the disc can be rotated in the direction of clockwise. until the finger abuts against the face 12 of the stop 8 or else of another suitably disposed stop.
A handle 13 is fixed on the station itself-in the vicinity of the disc 5 in a position such that, when the operator grasps this handle with full hand, he can maneuver the disc with the index finger of the same hand, as a gun trigger.
, A cam 14 integral with the disc 5 cooperates with a roller 15 mounted at the lower end of a rod 16 whose upper end can close an electrical contact 17 placed in series in an electrical circuit which comprises the inductors 18 of the generator G and a rheostat designated as a whole by 19, this circuit being supplied from network 4.
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The rheostat comprises a resistor 20 on which a cursor 21 can slide. Also in contact with a bar 22 connected to one end of the resistor 20 so as to short-circuit a larger or smaller portion of the resistor depending on the position occupied by the resistor. cursor.
The slider 21 is linked to the disc 5 by a suitable transmission, for example by a mechanical transmission such as that which has been shown diagrammatically in FIG. 1 and which is constituted by a train of gears 23-24 driving a worm. end 25 axially stationary, thanks to a stop device 26, and onto which a nut 27 can be screwed, said nut 27 driving, in its longitudinal translational movement, the slider 21 by a rod 28 made integral with the nut 27 and guided, in its translational movement, by guide pieces 29 which at the same time contribute to preventing the rotation of the nut 27. The gear element 23 is mechanically linked to the rotary shaft 6 carrying the disc 5, while the gear element 24 is mechanically linked to the screw 25.
The operation of the device which has just been described is as follows:
It is assumed that the motor M and therefore the member 2 at rest, that is to say that the switch 17 is open and that the inductors 18 of the generator therefore do not receive any current. If one wants to make the motor M turn at low speed, the handle 13 is grasped, the index is introduced into the first notch 10 of the disc 5 and it is rotated in the direction of clockwise. This has the effect of rotating the cam 14 and consequently lifting the rod 16 which then closes the contact 17.
Inductors 18
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of the generator are then connected to the network 4 via the rheostat 20 and, if the motor Mg turns while driving the rotor of the generator G, the latter delivers current to the motor M which starts to rotate at a speed - tess corresponding to the voltage of the generator, that is to say at the minimum speed since the cursor 21 is still at the extreme left of the rheostat and that, consequently, it does not short-circuit any part of the resistance 20.
If the disc continues to rotate, the simultaneous rotation of the screw 25 moves the cursor to the right, on resistor 20, This has the effect of bypassing part of this resistance and consequently increasing the intensity of the excitation current which passes through the inductors 18 of the generator. The voltage of the latter therefore increases and consequently the speed of the motor M and that of the driven member 2 also increase.
The index with which the operator rotates the disc 5 quickly arrives against the stop 12; at this moment, the disc can no longer be rotated any further and the maximum speed which can be obtained by using the notch 10 has been reached. This arrangement therefore makes it possible, without special precaution, to cause the member 2 to move to low speed, even if for some reason, precipitation or lack of sensitivity, a relatively strong pressure was exerted on the disc.
On the contrary, if one wishes to communicate to the member 2 an appreciable speed or a high speed, instead of using the notch 10, the notch 11 will be used. It is easy to see that it will then be possible to communicate to the disc 5 a rotation of much greater amplitude before the index of
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the operator does not come up against the part 12. During this rotation, the screw 25 by turning also will move the cursor 21 to the right, bypassing an increasingly large part of the resistor 20, hence. an increase in generator flux and an increase in engine speed M.
The maximum possible speed will be reached when the operator's index hits stop 12.
It is easy to see that, depending on the position of the notches 10 and 11 on the disc, the extent of each of the two speed ranges can be adjusted. It may be advantageous for example, in certain cases, to ensure that the use of the notch 10 only allows the starting of the motor at minimum speed, without the possibility of increasing its speed. At this time, it will be advantageous to bring the cursor 21 on a bar 30 before it arrives on the resistor 20, so that all the resistor 20 is still in circuit when the index of the operator introduced in the notch 10 arrives on the stop 12.
In Figures 2 and 3, there is shown an embodiment of the device carried by the control station.
We find there the disc 5, the handle 13, the stop 12, the cam 14, the return spring 9; the notches 10 and 11 are replaced by two holes so that the operator's index does not run the risk of being hampered by the return spring 9. This spring is arranged inside the disc 5 (see FIG. 3); one of its ends is fixed at 31 to an inner wall 32 of station 1 and the other end is hooked at 33 to a part 34 integral with disc 5. Disc 5 is wedged on its axis 6 which rotates in a bearing 35 carried by the inner wall 32 of station 1.
This axis 6 is connected to the device varying the speed of the controlled organ by means of any suitable transmission, an example of which has been given in connection with FIG. 1,
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The cam 14 acts on the roller 15 carried by a lever 36 articulated at 37 on the control station and cooperating with the rod 38 of an electrical contact represented simply by its housing 39 also fixed to the control station.
A return spring 40 ensures permanent contact between the roller 15 and the cam 14.
In the embodiment of FIG. 2, the rigid stopper 8 has been replaced by an elastic stopper with a smoother operation; this stop is constituted by a block 41 fixed to the station and carrying a piston 42 urged outwardly by a spring 43 and limited in its travel by a nut 44 screwed to one end of the piston. The part 34 to which is fixed one end of the spring 9 and which is integral with the disc 5 abuts on the piston 42 at the end of the return movement of the disc when it is released.
Of course, the invention is not limited to the embodiment described and shown which has been given solely by way of example. Thus, the gear transmission shown in FIG. 1 could be replaced by any known type of remote transmission, and in particular, by a synchronous electric transmission of the Selsyn type.
It would also be possible, without departing from the scope of the invention, to use any type of transmission other than an electric transmission, for example a hydraulic transmission.
It is thus also that the rotating trigger disc could possibly be replaced by a sliding member.
It is further evident that the disc 5 instead of having only two holes or notches 10 and 11, could have more than two, if it was desired to be able to select more than two speed zones.