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ELECTRO-MECANIQUE DE L'AVEYRON, Société Anonyme, résidant
ONET-LE-CHATEAU près Rodez (France).
PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX DISPOSITIFS LIMITEURS DE VITESSE POUR LES ARBRES TOURNANTS SOUMIS A UN COUPLE MOTEUR VARIABLE.
L'invention est relative aux dispositifs limiteurs de vitesse pour les arbres tournants soumis à un couple moteur variable; et elle con- cerne plus particulièrement, parce que c'est en leur cas que son applica- tion semble devoir présenter le plus d'intérêt, mais non exclusivement, par- mi ces dispositifs limiteurs de vitesse, ceux pour les treuils d'engins de levage du genre des grues de déchargement, bennes de mines, ponts roulants et analogues.
Elle a pour but, surtout, de rendre ces dispositifs tels qu'ils répondent mieux que jusqu'à présent aux divers desiderata de la pratique.
Elle consiste, principalement, -- et en même temps qu'à avoir recours, pour la limitation de la vitesse de l'arbre tournant soumis au couple moteur, à un ralentisseur à courants de Foucault -- à régler le cou- ple du ralentisseur en fonction de sa vitesse de rotation, de façon telle que la vitesse limite de l'arbre reste entre deux limites voisines prédé- terminées quelle que soit la valeur du couple moteur, la vitesse limite mi- nimum correspondant au couple moteur minimum et la vitesse limite maximum correspondant au couple moteur maximum.
Elle consiste, mise à part cette disposition principale, en cer- taines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après.
Elle vise plus particulièrement un certain mode d'application (celui pour lequel on l'applique aux engins de levage), ainsi que certains
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modes de réalisation, des susdites dispositions ; elle vise plus particu- lièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les dispo- sitifs limiteurs de vitesse du genre en question comportant application de ces mêmes dispositions, les éléments spéciaux propres à leur établissement, ainsi que les ensembles, notamment les engins de levage, comportant de sem- blables dispositifs limiteurs.
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit ainsi que des dessins ci-annexés, les- quels complément et dessins sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'in- dication.
La fig. 1 de ces dessins, représente schématiquement un disposi- tif limiteur de vitesse établi conformément à l'invention.
La fig. 2 montre deux courbes expliquant l'agencement du rhéos- tat de réglage faisant partie du dispositif de la fig. 1.
Selon l'invention et plus particulièrement selon celui de ses modes d'application, ainsi que selon ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préfé- rence, se proposant d'établir, en plus d'un dispositif de freinage princi- pal, un dispositif pour limiter la vitesse de descente d'une charge P accro- chée à un câble (ou une chaîne) enroulé sur un tambour, une poulie, un bar- botin ou analogue, cette charge étant essentiellement variable entre une valeur minimum P1 et une valeur maximum P2, on s'y prend comme suit ou de façon analogue.
On a recours, pour limiter la vitesse, à un ralentisseur à cou- rants de Foucault calé sur l'arbre du tambour ou sur un arbre solidarisé en rotation avec celui-ci, ce ralentisseur étant pourvu d'un dispositif pour le réglage automatique du couple ralentisseur, ce réglage étant obtenu, de préférence, en agissant sur l'intensité du courant d'excitation du ralentis- seur.
Dans la pratique, il pourrait être, dans certains cas, malaisé de maintenir la vitesse limite à une valeur constante, lorsqu'il s'agit d'un dispositif, tel qu'une grue, soumis à des charges très variables. C'est pour- quoi, et conformément à la disposition principale de l'invention, on fait régler le courant d'excitation du ralentisseur, par le susdit dispositif de réglage, en fonction de la vitesse de rotation de l'arbre et à partir d'une valeur déterminée de celle-ci, voisine des vitesses maxima admissibles, et ceci de façon telle que la vitesse limite, tout en étant variable avec la charge, reste entre deux limites voisines N1 et N2 quelle que soit la valeur de cette charge.
On sait que, quand le ralentisseur travaille à la saturation, ce qui est le cas aux vitesses d'utilisation, le couple ralentisseur C est sensiblement proportionnel à son courant d'excitation. Il suffit donc de faire varier la résistance Re du circuit extérieur (c'est-à-dire, à une constante près rr qui est la résistance du ralentisseur, la résistance to- tale R du circuit d'excitation) pour régler le couple ralentisseur à la va- leur voulue, et ceci avantageusement par un rhéostat intercalé dans le cir- cuit d'excitation du ralentisseur et commandé par un régulateur asservi à la vitesse. Celui-ci peut être un régulateur centrifuge, un régulateur à courants de Foucault dont le couple est équilibré par un ressort de torsion ou n'importe quel autre régulateur approprié.
On peut avoir recours, entre autres solutions, à celle représen- tée schématiquement sur le dessin et qui va être décrite ci-après. On cale sur l'arbre 1 du treuil 2,ou sur un arbre relié à celui du treuil, un ra-
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lentisseur à courants de Foucault 3 de tout type connu et comportant essen- tiellement un disque 4 calé sur l'arbre 1 et des noyaux 5 portés par une partie fixe et sur lesquels sont enroulées des bobines excitatrices 6 dont le dispositif d'alimentation sera décrit ultérieurement.
L'arbre 1 entraîne, avantageusement par une transmission 7, un arbre secondaire 8 sur lequel sont calés une dynamo 9 et le régulateur 10 agissant en fonction des variations de vitesse, lequel régulateur commande un rhéostat 11 à grand nombre de plots.Les bobines 6 sont alimentées par la dynamo 9 à travers le rhéostat 11. Le régulateur 10 a pour effet de pous- ser, par l'intermédiaire d'une tige 12, le curseur 13 du rhéostat à l'en- contre d'un ressort antagoniste 14.
Le ralentisseur ne doit entrer en action que pour une vitesse de rotation NO assez voisine de N1 ou même confondue avec celle-ci.Cette vitesse prédéterminée NO correspond au "décollage" du curseur 13 du rhéo- stat. On règle ce décollage en faisant varier la compression (ou la tension) initiale du ressort antagoniste 14, par exemple à l'aide d'une vis 15 qui détermine la position de la platine 16 d'appui du ressort.
La loi des variations de la force du ressort 14 entre les limi- tes extrêmes A et B de la course du curseur est établie de façon telle qu'el- le puisse se superposer à la loi qui détermine, en fonction de la vitesse, la force qui agit sur le curseur dans le sens de son déplacement. On obtient ainsi une position d'équilibre stable du curseur pour chacune des vitesses comprises entre N1 et N2. Cette condition est remplie si A et B sont suffi- samment rapprochés, notamment lorsque le régulateur est un régulateur cen- trifuge.
On complète avantageusement le dispositif ralentisseur par un dispositif de sécurité ayant pour but de le mettre hors d'action à la montée de la charge. On constitue ce dispositif, par exemple, par un disque à cou- rants de Foucault 18 ou un système à friction calé sur l'arbre secondaire 8 et agencé de façon telle qu'en agissant sur un interrupteur 17, il ouvre ou ferme le circuit d'excitation 22 de la dynamo d'alimentation 9 suivant que l'arbre 8 tourne dans le sens respectivement de la montée ou de la des- cente de la charge .
Le fonctionnement du dispositif est le suivant. Aussi longtemps que, lors de la descente, la vitesse de descente correspond à une vitesse de rotation N éloignée de la vitesse limite NO, le couple du ralentisseur à courants de Foucault est très faible ou même nul (voir Fig. 2). Lorsque la vitesse de rotation N croît jusqu'à une valeur comprise entre NO et N1 (NI étant voisine de NO), le curseur du rhéostat élimine,des résistances r1, r2, etc... destinées à établir progressivement le courant dans le ralentisseur, mais insuffisantes pour créer un couple de freinage appréciable.
Si la vi- tesse de descente croît encore jusqu'à ce que la vitesse de rotation N dé- passe la valeur Ni, le curseur élimine progressivement encore des résistan- ces et le couple de freinage atteint une valeur appréciable et croît jus- qu'à ce qu'il équilibre le couple moteur. La vitesse est de nouveau limitée à une valeur comprise entre Ni et N2. Si le couple moteur est maximum, la vitesse croît jusqu'à la valeur maximum N2 pour laquelle le couple du ra- lentisseur est également maximum et empêche tout dépassement de la dite vi- tesse maximum.
On comprend qu'il y a intérêt, pour obtenir une valeur N2 peu différente de la valeur N1. à diminuer rapidement la résistance offerte par le rhéostat en fonction du déplacement du curseur. C'est ce que l'on a sché- matisé à la fig. 2 où la courbe R, représentative de la résistance du rhéo- stat en fonction de la vitesse de rotation N, affecte une forme rapidement décroissante. Avantageusement, on fait décroître la résistance d'une façon
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aussi continue que possible, en multipliant le nombre des plots. Pour obte- nir une variation de la résistance du rhéostat voisine de celle représentée par la courbe R, il convient de donner aux résistances ri, r2 ...... rn des valeurs progressivement croissantes, si elles sont reliées à des plots équi- distants.
Il est à noter que les résistances pourraient également être éga- les si les plots étaient espacés de distances telles que la loi de leur com- mutation suive une courbe de variation analogue à celle de la fig. 2.
On a représenté également sur la fig. 2 la courbe G représenta- tive de la variation du couple ralentisseur en fonction de la vitesse de rotation, obtenue à l'aide d'un rhéostat dont la résistance est représentée par la courbe R.
En suite de quoi, quel que soit le mode de réalisation adopté, on obtient un dispositif limiteur de vitesse pour arbres tournants tels que les arbres des treuils des engins de levage, dont le fonctionnement et les avantages ressortent suffisamment de ce qui précède pour qu'il soit inutile d'entrer à ce sujet dans aucun détail supplémentaire.
Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'appli- cation, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant été plus spécialement indiqués; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.