<Desc/Clms Page number 1>
DISPOSITIF DE COMMANDE POUR DES CHANGEMENTS DE MARCHE HYDROMECANIQUES, EN PARTICULIER POUR LES DISPOSITIFS D'ENTRAINEMENT DE TREUILS.
L'industrie utilise de plus en plus des changements de marche hy- dromécanique dans lesquels l'inversion du sens de rotation du dispositif d' entraînement est effectuée par la mise en action et respectivement hors d' action d'un chemin de force utilisé pour la marche avant et d'un chemin de force utilisé pour la marche arrière ( et muni le cas échéant d'une roue dentée de changement de marche), à l'aide d'un accouplement à écoulement pour chacun de ces chemins de force. Lorsque l'accouplement à écoulement correspondant au sens de rotation de la partie entraînée au moment envisagé est mis en action plus ou moins fortement (au moyen de tuyaux puiseurs, de curseurs annulaires, d'aubes tournantes, etc.), il est en outre possible de faire varier la vitesse de l'arbre entraîné à volonté entre une valeur maxima et une valeur minima.
Avec ces types de construction on rencontre certaines difficultés lorsqu'il se produit aussi, pendant la marche, du côté entraîné, des efforts d'entraînement qui, lorsque les accouplements à écoulement ne sont pas mis en action ou ne le sont que partiellement, et par conséquent lorsque le freinage du moteur est nul ou défectueux, entraînent une augmentation intolérable de la vitesse de la partie entraînée. De telles "charges négatives" se présentent en particulier dans les dispositifs d'entraînement de treuils de machines d'extraction, lorsque la cage qu'il s'agit de faire descendre est plus lourde que celle qu'il s'agit de remonter.
Pour les changements de marche de véhicules on connaît déjà un dispositif qui, après la mise en action d'un dis@@sitif de freinage, embraye l'accouplement correspondant au sens de marche du moment et bloque simultanément l'autre accouplement dans la position de débrayage. de sorte qu'un freinage est alors effectué par le m@teur. Toutefois ce @isposi- tif de commande n'entre en action qu'après une ¯ @ande arbitraire et un fonctionnement assuré dépend toujours des soins @@@@crtés par le personnel
<Desc/Clms Page number 2>
de service.
Contrairement.à ce qui précède, la présente invention a pour objet un dispositif de commande destiné à des changements de marche hydromécaniques et fonctionnant entièrement automatiquement, tout en déterminant aussi le moment de la manoeuvre lui-même.
Suivant l'invention ce dispositif de commande destiné à des changements de marche hydromécaniques comprenant un accouplement à écoulement à réglage progressif pour chaque sens de rotation du dispositif d'entraînement, est constitué par un dispositif de comparaison entre la vitesse d'entraînement et la vitesse de la partie entraînée, dispositif par lequel l'accouplement à écoulement correspondant au sens de rotation momentané de la partie entraînée est mis entièrement en action dès que la partie entraînée (partie secondaire) commence à dépasser la partie d'entraînement (partie primaire).
En conséquence, si le demi-accouplement à écoulement de la partie entraînée dépasse pour une raison quelconque son demi-accouplement de la partie d'entraînement, cet accouplement est mis en action complètement par les impulsions ou élongations du dispositif de comparaison des vitesses, s'il ne l'était pas déjà auparavant. L'arbre de la partie entraînée est maintenant accouplé hydrauliquement avec le moteur d'entraînement ( ou un dispositif analogue) avec le minimum de glissement, et il est freiné par ce moteur par exemple à la vitesse (d'entraînement) de celuici. Le frein, qui existe sans doute dans tous les cas, peut être très ménagé, car on en a besoin maintenant pour arrêter la partie entraînée ou pour freiner afin de réduire la vitesse à une valeur inférieure à la vitesse d'entraînement.
Le dispositif de commande fonctionne automatiquement et indépendamment de l'opérateur, de sorte que toute manoeuvre supplémentaire est inutile et que toute fausse manoeuvre est impossible.
Pour servir de dispositif de comparaison des vitesses de l'arbre d'entraînement et de l'arbre entraîné, on peut utiliser la plupart des éléments de mesure ou de comparaison des vitesses, tels que des différentiels par exemple, ou un manchon à pas de vis déjà proposé autrefois par la société demanderesse, pouvant se visser sur un pas de vis allongé de l'un des arbres et relié au deuxième arbre dans le sens du pourtour par l'intermédiaire de mouvements libres ou de mâchoires à friction, ainsi que tous les types de pompes de mesure, de génératrices de mesure, de pendules à force centrifuge, etc... dont les valeurs de mesure sont comparées entre elles par l'intermédiaire de pistons à double face ou d'organes analogues, et qui produisent ensuite des élongations correspondantes.
Les dispositifs de comparaison purement mécaniques sont disposés de la manière la plus favorable aux endroits ou un arbre moteur et un arbre entraîné sont montés directement en tandem ou juxtaposés, c'est- à-dire par exemple très peu ou à l'intérieur des accouplements à écoulement.
La transmission des élongations du dispositif de comparaison aux accouplements à écoulement ou respectivement à leurs dispositifs de réglage peut avoir lieu directement ou indirectement au moyen de timoneries mécaniques, hydrauliquement, électriquement ou d'une manière combinée. Comme les élongations produites ne sont, dans la majeure partie des cas, que petites et faibles quant à leur force, il conviendra d'intercaler un amplificateur de force (servomoteur). C'est pourquoi, suivant une autre caractéristique de l'invention, un organe de manoeuvre de chaque accouplement à écoulement est attaqué indirectement ou directement par un servomoteur, notamment un servomoteur hydraulique, dont l'organe de commande (tiroir de distribution ou organe analogue) est actionné par le dispositif de comparaison des vitesses.
On peut alors utiliser, pour la manoeuvre de l'accouplement de marche avant et de l'accouplement de marche arrière, un servomoteur particulier pour chaque accouplement ou un servomoteur commun, le cas échéant aussi deux servomoteurs ayant un organe de commande (tiroir de distribution ou autre) commun et cons-
<Desc/Clms Page number 3>
truit de façon correspondante.
Dans le cas de dispositifs de commande à servomoteurs hydrau- liques, le liquide sous pression nécessaire pour actionner les servomoteurs est fourni avantageusement par une ou plusieurs pompes actionnées par le changement de vitesse.
Suivant un perfectionnement du dispositif cité en dernier lieu et comprenant des pompes à liquide sous pression, une soupape de süreté est montée dans chaque conduite de refoulement entre la pompe et 1' organe de commande (tiroir de distribution ou autre) du ou des servo-mo- teurs . Lorsque l'organe de commande est fermé ou lorsqu'il est ouvert, le servo-moteur étant toutefois déjà complètement mis en action, le fluide sous pression en excès peut maintenant retourner au réservoir de liquide en passant par la soupape de sûreté qui peut être le cas échéant réglable.
On évite ainsi toute surcharge de la pompe et toute dépense inutile de puissance.
Un autre perfectionnement de l'objet de l'invention consis. te en ce que chaque conduite de refoulement de pompe est reliée par 1' intermédiaire de l'organe de commande (tiroir de distribution ou autre) du ou des servomoteurs à une chambre à pression de servomoteur ou à une chambre sans surpression, et en particulier au réservoir de fluide sous pression. En effet, comme le dispositif de commande n'a besoin d'entrer.en action que pendant des laps de temps relativement courts, les servomoteurs, et par conséquent les arrivées de fluide sous pression aux servomoteurs, ne sont pas en action pendant de beaucoup la majeure partie du temps.
Le fluide sous pression refoulé par les pompes peut bien s'écoulert en passant par les soupapes de sûreté, mais une partie déterminée de la puissan- ce de la pompe ou des pompes est néanmoins cependant dépassée inutilement.
Lorsque les tiroirs de distribution sont construits de la manière indiquée précédemment,le fluide sous pression refoulé peut toujours retourner au réservoir sans rencontrer de résistance lorsqu'il n'est pas nécessaire.
Dans ces conditions de marche la pompe foulante tourne alors à vide et provoque ainsi une dépense de force réduite encore une fois.
Suivant une caractéristique de l'invention la source de fluide sous pression est constituée par une pompe actionnée par la partie entraînée du changement de marche et refoulant en sens inverse lorsque le sens de rotation a été changé, par exemple une pompe à engrenage, les deux raccords de pompe étant reliés chacun par l'intermédiaire d'une soupape d'aspiration au réservoir de fluide sous pression, et par l'intermé- diaire d'une soupape de refoulement et de l'organe de commande (tiroir de distribution ou autre) correspondant, à la chambre à pression du servomoteur de l'accouplement à écoulement adjoint à celui des sens de rotation de la partie entraînée qui produit une pression sur le raccord de pompe correspondant.
Cette "pompe à direction" ne fournit donc du liquide sous pression à chaque instant et pour chaque sens de rotation de la partie entraînée, qu'au servomoteur qui agit sur l'accouplement envisagé pour un réglage, l'entrée du fluide sous pression dans la chambre à pression du servomoteur étant naturellement encore réglée définitivement par le tiroir de distribution du servomoteur. A ce moment la conduite de refoulement de la pompe de l'autre servomoteur est alors sans pression.
La pompe à direction choisit déjà, suivant le sens de rotation de la partie entraînée, le servomoteur qui entre en action, tandis que l'organe de commande (par exemple le tiroir de distribution) n'a plus qu'à déterminer le moment de la manoeuvre. Il est alors direc tement possible d'utiliser pour les deux servomoteurs ou pour les deux chambres à pression des servomoteurs, un organe de commande commun pour le liquide sous pression, organe qui est toujours actionné dans le même sens par les élongations du dispositif de comparaison des vitesses pour
<Desc/Clms Page number 4>
les deux sens de rotation de la partie entraînée.
On utilise alors avantageusement un dispositif de comparaison des vitesses produisant toujours des impulsions ou élongations de même sens, que l'arbre entraîne tourne dans le sens de la marche avant ou dans le sens de la marche arrière. De tels dispositifs de comparaison sont très simples lorsqu'ils sont équipés par exemple avec des pendules à force centrifuge ou des génératrices de mesure, car ils n'exigent qu'un seul élément de comparaison des vitesses entre chaque point de l'arbre moteur et chaque point de l'arbre entraîné.
Le réglage de la vitesse et le changement du sens de rotation de changements de marche hydromécanique ont presque toujours lieu, en particulier pour les dispositifs d'entraînement de treuils, au moyen d'un seul "levier de marchen (levier de manoeuvre à main) pouvant être actionné par l'opérateur, et n'agissant, lorsqu'il est manoeuvré dans un sens ou dans l'autre à partir de sa position centrale, que sur l'un ou l'autre des accouplements, pour le régler sur le glissement correspondant et sur la vitesse correspondante de la partie entraînée, suivant l'amplitude de l'élongation.
Suivant un mode de réalisation favorable, le levier de manoeuvre commun de ces changements de marche hydrauliques est relié impérativement aux organes de manoeuvre des accouplements dans les deux sens de réglage; en outre, les efforts de réglage des organes de manoeuvre (servomoteurs ou autres) du dispositif de comparaison des vitesses sont sensiblement plus grands que les plus gradns efforts de réglage usités pour le réglage à la main. Dès que le dispositif de commande automatique entre en action, il change le réglage de l'organe régulateur de l'accouplement correspondant et il fait par conséquent aussi passer forcément le levier de réglage à la main à la position de transmission de toute la force.
Si l'opérateur retenait le levier de marche, l'effort manuel serait surmonté par les forces de réglage plus grandes du dispositif de commande.
Il est parfois désirable, lorsque la vitesse de la partie entraînée est grande, que l'accouplement entraînant dans le sens opposé puisse aussi être mis en action pour obtenir un contre-freinage. Avec le dispositif mentionné en dernier lieu cela n'est toutefois pas possible parce que, lorsqu'un accouplement est mis en action, l'autre est mis hors d'action impé- rativement. Suivant un autre mode de réalisation de l'invention l'organe régulateur de chaque accouplement à écoulement est par conséquent relié au levier de réglage à la main (levier de marche) commun aux deux accouplements et aux organes de manoeuvre du dispositif de comparaison des vitesses, de telle manière que, lorsque l'un des accouplements à écoulement est mis en action par ce dispositif de comparaison des vitesses,
l'autre accouplement à écoulement puisse aussi être mis en action par le levier de réglage à la main. Par exemple, les organes de manoeuvre des accouplements ne sont reliés impérativement au levier commun de réglage à la main chacun que dans le sens de la mise en action, et ils sont munis en outre d'un dispositif de rappel (ressort de rappel ou autre) qui ramène toujours les organes de manoeuvre des accouplements à la position de mise hors d'action dès que les forces de mise en action cessent.
Dans ces conditions il est possible, indépendamment de l'accouplement mis complètement en action par le dispositif de comparaison des vitesses et indépendamment du sens de rotation momentané de la partie entraînée, de mettre aussi en action, au moyen du levier de marche, 1' autre accouplement entraînant dans le sens opposé, de sorte que l'on peut obtenir un contre-freinage quelconque.
Les deux accouplements à écoulement sont alors mis en action simultanément.
Quelques exemples de réalisation sont représentés avec plus de détails dans les fig. 1 à 4 des dessins ci-joints. Dans ces dessins :
Fig. 1 est une vue schématique de l'entraînement d'un treuil au moyen d'un changement de marche hydromécanique.
<Desc/Clms Page number 5>
Fig. 2 est une vue des servomoteurs de manoeuvre d'un dispositif de commande construit suivant 1;invention, avec leur tiroir de distribution et leur pompe à fluide sous pression.
Fig. 3 représente la disposition des servomoteurs de ma- noeuvre d'une variante de dispositif de commande, et
Fig. 4 représente un dispositif de réglage des vitesses constitué par des pendules à force centrifuge.
La Fig. 1 est une vue schématique d'un treuil d'extrac- tion entraîné par un changement de marche hydromécanique. Le moteur d' entraînement 1, qui tourne toujours dans le même sens, entraine le tam- bour du treuil par l'intermédiaire de l'accouplement à écoulement 1 dans le même sens (dans le sens de la flèche en trait plein) ou par l'inter- médiaire d'un arbre de renvoi -4 et d'un accouplement à écoulement 5- dans le sens opposé (celui de la flèche en tirets). Si la cage d'extraction 6 qu' il s'agit de faire descendre est par exemple plus lourde que la cage 7, le tambour du treuil et l'arbre entraîné 8 du mécanisme peuvent atteindre une grande vitesse intolérable par suite de 1'entraînement provoqué par le surplus de poids de la cage descendante.
Le dispositif 2 de comparaison des vitesses, dispositif dont l'accouple- ment ± est muni, effectue maintenant, lorsque la vitesse de la partie en- traînée dépasse celle de la partie motrice, dans l'un des accouplements, une élongation correspondante qui, d'une manière qui n'est pas représentée dans le dessin, met sur transmission de toute la force l'accouplement à écoulement correspondant au sens de rotation de la partie entraînée, (donc 1'accouplement lorsqu'il s'agit de faire descendre la cage 6), et provoque ainsi un freinage du moteur.
Le mode d'entraînement représenté dans le dessin pour le dispositif comparateur et comprenant deux arbres à roues coniques branchés l'un sur l'arbre moteur et l'autre sur l'arbre entraîné, n'a été choisi que pour permettre une meilleure représentation. Le dispositif de comparaison pourrait être disposé d'une manière plus favorable par exemple à 1' intérieur de l'accouplement. Si le dispositif comparateur 2 n'entre en action que pour le sens de rotation correspondant à la marche avant pour la partie entraînée, il faut encore monter un deuxième dispositif compa- rateur 10, adapté par exemple à l'accouplement 5 pour le sens de rotation correspondant à la marche arrière.
Lorsqu'il s'agit de comparateurs de vitesses comprenant des pompes ou des génératrices de mesure, on a naturellement beaucoup plus de liberté, dans la disposition des points de --mesure, que dans le cas dé comparateurs mécaniques.
La Fig. 2 représente un exemple de réalisation comprenant un levier de marche commun aux deux accouplements et deux servomoteurs ayant un tiroir de distribution commun et une pompe à fluide sous pression.
Un comparateur de vitesses non représenté commande, par exemple au moyen d'un contact de couplage, le passage du courant dans les canalisations 11 et 1' aimant de lavage 12, toujours dans le même sens pour la marche avant et pour la marche arrière, de sorte que le tiroir de distribution 13 commun aux deux servo-cylindres n'est aussi déplacé que vers le haut. La "pompe à direction" 14 actionnée par l'arbre entraîné produit donc une pression, par suite de la disposition correspondante des soupapes d'aspiration et de re- foulement, dans la conduite 15 pour l'entraînement en avant (sens de rotation indiqué par les flèches en traits pleins) et dans la conduite 16, par contre, pour l'entraînement en marche arrière.
Toutefois ces pressions préalablement choisies suivant le sens,de rotation de la partie entraînée ne peuvent agir sur le servopiston 17 pour la marche avant et respectivement sur le servo-piston 18 pour la marche arrière qu'après que l'aimant de levage et le tiroir de distribution ont été soulevés, et elles font
<Desc/Clms Page number 6>
ainsi passer le levier de marche 19 commun aux deux accouplements sur "marche avant toute" (position V) et respectivement sur "marche arrière toute (position R) .
La liaison entre chaque servopiston et le levier de marche (et par conséquent aussi les organes de manoeuvre des accouplements) ne peut être rendue impérative que pour le sens de mise en action (bielle 20) ou pour les deux sens de manoeuvre (bielle 21).Lorsque les servo-cylindres à pression ne sont pas en action, les deux canaux de trop-plein 22, 23,permettent au liquide refoulé par la pompe de retourner au réservoir sans rencontrer de résistance, tandis que les soupapes de sûreté 24,25 permettent au fluide sous pression en excès de s'échapper lorsque les servomoteurs sont en action.
La fig. 3 représente une disposition comprenant une variante de la liaison par bielles entre les servomoteurs de manoeuvre et les organes de réglage des accouplements. L'arbre de manoeuvre 26 et respectivement 27 de l'accouplement pour la marche avant et respectivement pour la marche arrière est relié impérativement à son servopiston 17 et respectivement 18 dans le sens de la mise en action (bielle 28) ou dans les deux sens de manoeuvre (bielle 29), tandis que le levier de marche 30 ne peut agir sur les arbres de manoeuvre des accouplements que dans le sens de la mise en action. Les ressorts de rappel 31 et respectivement 32 ramènent toujours les organes de manoeuvre des accouplements en arrière lorsque les forces de mise en action cessent.
Cette disposition permet aussi, lorsque l'un des deux accouplements a été amené par le dispositif de commande à la position de transmission de force intégrale, d'effectuer un contre-freinage par la mise en action de 1' accouplement qui entraîne en sens inverse.
La fig. 4 représente un comparateur mécanique de vitesses indépendant des sens de rotation et produisant des élongations dirigées toujours dans le même sens pour la marche avant et la marche arrière. Un arbre 33 disposé du côté de l'entraînement et un arbre 34 disposé du côté entraîné actionnent chacun un pendule à force centrifuge 35 et respecti- vement 36, dont les élongations sont comparées entre elles par l'intermédiaire d'un fléau de balance 37 et agissent sur un commutateur électrique synchrone 38. Les impulsions de courant ainsi commandées dans la canalisation 11 peuvent actionner par exemple un aimant de levage 12 comme dans la fig. 2.
REVENDICATIONS. l.- Dispositif de commande pour des changements de marche hydromécaniques comprenant un accouplement à écoulement à réglage progressif pour chaque sens de rotation de la partie entraînée, notamment pour 1' entraînement de treuils d'extraction, caractérisé par un dispositif (9-10, 35-38) comparant la vitesse d'entraînement et la vitesse de la partie entraînée, et mettant toujours complètement en action l'accouplement à écou- lement (3,5) correspondant au sens de rotation momentané de la partie entraînée, dès que son côté entraîné (côté secondaire) commence à dépasser le côté de l'entraînement (côté primaire).