Dispositif de commande électromagnétique à distance. Dans les dispositifs employés pour la commande à distance d'organes de machines, il est fréquemment nécessaire de pouvoir commander deux mouvements successifs à l'aide d'une seule manoeuvre et d'assurer en suite le retour à la condition d'équilibre qui précédait ladite manoeuvre dans un temps dépendant des caractéristiques et du fonction nement de la machine.
Le cas se présente notamment pour les renversements de marche combinés avec un débrayage, pour les changements de rapports de réduction entre une machine et son moteur également combinés avec un débrayage, etc.
Le dispositif faisant l'objet de la présente invention est caractérisé par au moins deux électro-aimants, principal et secondaire, à noyau-plongeurs, dont les courses d'attraction sont inégales et qui sont accouplés de ma nière à pouvoir se déplacer ensemble et rela tivement l'un par rapport à l'autre, de ma nière que, lors de l'excitation du dispositif de commande, le noyau principal entraîne le noyau secondaire jusqu'à la fin de son propre trajet, et qu'à partir de ce moment le noyau secondaire continue seul son mouvement d'at traction.
Dans une forme d'exécution préférée, deux électron à noyaux-plongeurs sont accouplés dans un même corps cylindrique, leurs noyaux mobiles pouvant être reliés par une tige centrale qui est disposée de telle sorte que le noyau principal entraîne le noyau secondaire jusqu'à, la fin de son propre trajet et, qu'à partir de ce moment, le noyau secon daire soit abandonné à lui-même jusqu'à sa fermeture, cette fermeture lui permettant ce pendant, si son excitation propre est main tenue, de retenir également le noyau principal dans une position voisine de la fermeture.
Une forme d'exécution de l'objet de l'in vention est représentée, à titre d'exemple, dans le dessin annexé dans lequel: La fig. 1 est une coupe axiale d'un dispo sitif de commande à deux électron; la fig. 2 est une coupe axiale partielle dans un plan tourné de 90 par rapport au plan de coupe de la fig. 1;
la fig. 3 est une coupe selon la ligne III--III de la fig. 1; ' la fig. 4 est une coupe correspondant à celle de la fig. 1, mais représentant le dispo sitif dans une autre position de fonctionne ment; les fig. 5 et 6 montrent des variantes de parties du dispositif, et la fig. 7 un schéma des connexions élec triques d'une installation dans laquelle est utilisé le dispositif selon les fig. 1 à 6.
Le dispositif représenté est destiné à la commande d'un changement de vitesse d'un véhicule moteur et de son embrayage. Il comprend deux plaques de support 1 portées par le châssis du véhicule et sur lesquelles est fixé par soudage ou autrement un corps cylindrique renfermant deux électro-aimants disposés suivant un même axe. L'électro infé rieur ou principal comprend une bobine 3, un noyau fixe 4 et un noyau plongeur mobile 5. L'électro supérieur ou secondaire comprend deux bobines 6 et 6', disposées l'une dans l'autre, un noyau fixe 7, et un noyau-plon- geur mobile 8.
Les deux noyaux mobiles ont des courses inégales et sont disposés autour d'une tige centrale 9 qui les traverse. Le noyaux 4 la traverse librement, tandis que le noyau 8 est vissé sur la tige 9. L'extrémité inférieure de la tige 9 porte une tête 10 sur laquelle prend appui le noyau 5 lorsque le noyau secondaire se trouve à la fin de sa course d'attraction (fig. 4). Le centrage du noyau mobile 5 est obtenu, d'une part, par une petite bague en acier 11 fixée dans une bague de support 12 et, d'autre part, par le guidage de la tige 9 dans le noyau fixe 4, et le centrage du noyau mobile 8 est assuré par la partie de la tige 9 traversant le noyau fixe 7.
La tige 9 est faite en un métal anti- magnétique, afin de ne pas influencer le champ magnétique des bobines des électros.
L'extrémité extérieure du noyau mobile 5 présente une creusure transversale 15. Dans les deux joues latérales de cette creusure sont rivetés des tourillons 16 portant deux biel- lettes 17 qui supportent un axe 18, sur lequel est articulée l'une des extrémités d'un levier 19. Celui-ci pivote sur un axe 20 qui est porté par les plaques de support 1, et son autre extrémité forme une fourchette 21 en prise avec l'extrémité d'une tige 22 d'un pis ton 23 qui peut se déplacer dans un cylindre fermé 24. La tige 22 présente une fente lon gitudinale 25 pour laisser passer la tige 9 centrale des deux noyaux mobiles.
L'extrémité antérieure du cylindre 24 présente une ouverture 26 de faible diamètre en communication avec l'atmosphère par des moyens réglables non représentés. Le piston 23 est muni de petits trous 27 et porte un disque de soupape 28 ayant un petit jeu dans le sens du mouvement du piston, de manière que, lorsque le piston avance dans le sens de la flèche (fig. 4), le disque 28 ferme les trous 27 et, lorsqu'il se déplace en sens in verse, les trous 27 s'ouvrent et établissent une communication entre les deux côtés du cylindre, séparés par le piston.
Le levier 19 présente une came circulaire 29 sur laquelle appuie un levier 30 avec une came plane 31, tournant sur un axe 32 porté par les plaques de support 1. Sur cet axe 32 est fixé un autre levier 33 qui est relié à une tringle 34 pouvant actionner un troisième levier 35 solidaire d'un axe 36 qui commande l'embrayage habituel disposé entre le moteur du véhicule et le changement de vitesse. La tringle 34 présente une portée 37 sur laquelle est monté un coulisseau cylindrique 38 dont les deux extrémités sont introduites dans les ouvertures circulaires d'une fourche 39 du levier 33.
Deux ressorts 40 et 41 sont inter posés, de chaque côté du coulisseau 38, entre deux butées réglables 42 solidaires de la tringle, et deux rondelles 43, libres sur la tringle et appuyant contre le coulisseau. 44 est un câble attaché au levier 35 et allant à une pédale de commande non représentée, et qui peut servir pour la commande mécanique de l'embrayage et du changement de vitesse, si la commande électromagnétique, pour une raison quelconque, ne fonctionne pas, ou si l'on ne désire pas s'en servir.
Dans la partie inférieure du noyau mo bile 8 sont vissées deux vis à portée 45 sur lesquelles sont articulés deux leviers 46 figés, d'autre part, sur un arbre 47 qui transmet le mouvement qui lui est imprimé par l'at traction du noyau 8 à un sélecteur non repré senté, actionnant le changement de vitesse. Une partie de la longueur de cet arbre 47 est d'une section relativement faible, afin d'être susceptible d'une déformation élastique par torsion, suffisante pour absorber des ré actions éprouvées dans la transmission du mouvement du noyau, si par exemple un coin cement se produisait dans le changement de vitesse.
Le fonctionnement du dispositif décrit est; le suivant: Lors de l'excitation des électro- aimants, qui, dans le cas de l'application du dispositif à un véhicule moteur, sont, de pré férence, excités simultanément, les deux noyaux mobiles sont attirés vers leurs noyaux figes. L'électro-aimant inférieur étant plus fort, le noyau 5 est attiré avec le plus de force et il entraîne donc le noyau 8 par l'intermédiaire des biellettes 17, du levier à came 19 agissant sur le levier à came 30, et de la tige 9 dont la tête 10 repose sur le dos du levier 30.
Lorsque le noyau 5 est arrivé à la fin de sa course d'attraction, le noyau 8 a parcouru environ deux tiers de sa propre course, ce noyau, ainsi que les leviers 19 et 30, occupant alors les positions indi quées en traits mixtes dans la fig. 1. Le levier 19 a déplacé le piston 23 vers l'extré mité droite du cylindre 24, et le levier 30, par l'intermédiaire du levier 33, du coulis seau 38, de la tringle 34 et du levier 35, a provoqué le débrayage du moteur.
On voit que, par suite des deux surfaces de cames 29 et 31, se déroulant l'une sur l'autre, le levier 19 agit d'abord avec un petit bras de levier sur un grand bras du levier 30, et que, pendant que le mouvement d'attraction du noyau 5 se poursuit, le rap port de transmission change, le bras de levier avec lequel agit le levier 19 augmente en longueur, tandis que la longueur du bras du levier entraîné 30 diminue.
Le couple trans mis par le levier 30 pendant le mouvement d'attraction du noyau 5 va donc en dimi- nuant, mais la force d'attraction agissant sur le noyau mobile 5 augmente rapidement lors que ce noyau se rapproche du noyau fige. A l'aide d'une détermination judicieuse des sur faces de cames 29 et 31 et de l'écartement des axes des leviers 19 et 30, combinées avec une saturation magnétique très poussée de l'électro, on arrive à ce que le couple trans mis par ledit levier 30 reste sensiblement constant depuis le début jusque vers la fin du mouvement d'attraction du noyau mobile,
et à ce que le couple soit parfaitement adapté aux résistances à vaincre lors du débrayage. La saturation magnétique des électron peut être telle que les effets d'attraction au début et à la fin du mouvement d'attraction du noyau mobile ont un rapport dans l'ordre de grandeur de Pendant ce mouvement d'attraction, le piston 23 a été déplacé vers la droite, dans la position indiquée dans la fig. 4. Si ce pis ton est pourvu de trous comme dans l'exemple représenté, ce déplacement n'a aucun effet sur la transmission du mouvement par les leviers 19 et 30.
Il est cependant possible de supprimer les trous 27, et de régler l'ouver ture 26 de telle manière que l'air ne peut entrer dans le cylindre 24 qu'avec un certain retard par rapport au déplacement du piston, de sorte qu'un vide partiel se forme du côté gauche du piston, ce vide agissant comme freinage du mouvement du piston et par suite de la transmission du mouvement aux organes 35 et 47 commandant le débrayage et les vitesses.
Lorsque le noyau 5 arrive à la fin de sa course, il bute contre son noyau fixe 4, et le noyau supérieur 8 continue seul son mou vement d'attraction jusqu'à la fin de sa pro pre course, en entraînant la tige d'accouple ment 9. Le mouvement du noyau 8 est trans mis par l'intermédiaire des leviers 46 .à l'ar bre 47 relié à l'organe de commande du chan gement de vitesse, cet organe pouvant être constitué, par exemple, par un sélecteur tel que décrit dans le brevet suisse no 202040.
Pendant la première période du mouvement d'attraction du noyau 8, lorsqu'il se .déplace ensemble avec le noyau 5, l'arbre 47 provoque simplement un déplacement du sélecteur sans que celui-ci ait une fonction à remplir, en attendant que le débrayage soit fait. Dès que c'est le cas, c'est-à-dire du moment où, le noyau 5 étant à la fin de sa course, le noyau 8 avance seul et l'arbre 4 7 continue sa rotation, l'avance ultérieure dit sélecteur provoque le changement de réglage voulu dans la boite @à vitesse du véhicule.
Dès que ce changement est effectué, le courant des deux électros est coupé, d'une manière qui sera décrite plus tard, et les deux noyaux mobiles peuvent retourner dans leurs positions de repos, sous l'effet des res sorts de l'embrayage et, éventuellement sous l'effet des ressorts que peut posséder le sé lecteur. Le dispositif de transmission à cames formé par les deux leviers 19 et 30 agit maintenant en sens inverse. Sous l'effet des ressorts de l'embrayage, le levier 30 est amené de la position indiquée en pointillé dans la fig. 1 à la position en traits pleins, et ramène ainsi le levier 19 et le piston 23 dans leurs positions de repos indiquées en traits pleins.
Le levier 30 agit d'abord avec un petit bras de levier sur un grand bras de levier du levier 19 et, par suite du dérou lement de la surface à came 31 sur la surface à came 29, la longueur du bras de levier 30 augmente et celle du bras de levier 19 dimi nue. Le même angle de déplacement du levier 30 provoque donc un angle de déplacement toujours grandissant du levier 19, et la vi tesse du piston 23, retournant de sa position de la fig. 4 à celle de la. fig. 1, tend à aug menter. Mais l'ouverture d'échappement 26 est réglée de façon que l'air ne puisse s'échap per que lentement.
Le piston, en avançant, comprime l'air dans le cylindre qui agit comme frein du mouvement du piston; plus le piston tend à augmenter sa vitesse, c'est-à- dire vers la fin du moment de retour des noyaux, plus ce freinage devient effectif. Ce mouvement du retour correspond à l'em brayage du moteur, et le mode de freinage obtenu dans le cylindre 24 est précisément adapté au mouvement d'embrayage. Au com- mencement du mouvement, le freinage est peu effectif, et vers la fin du mouvement, lors que les disques de friction de l'embrayage commencent à entrer en contact, le freinage est augmenté et garantit un embrayage doux et sans choc.
La course d'attraction du noyau mobile 5, produisant le débrayage du moteur, est effectuée à l'encontre des ressorts de l'em brayage qui se compriment pendant cette course d'attraction. La force d'attraction agissant sur le noyau 5 doit naturellement vaincre la résistance des ressorts de l'em brayage jusqu'à ce que le débrayage soit effectué. Une fois le débrayage fait, la résis tance de ces ressorts pourrait devenir trop forte et empêcher le noyau mobile 5 d'arri ver jusqu'à la fin de sa course d'attraction. Pour éviter cela, la tringle à ressorts 34 a été intercalée entre le levier @à came 30 et le levier 35 commandant l'embrayage.
Si la ré sistance des ressorts de l'embrayage dépasse une certaine valeur, le levier 35 et la tringle 34 restent immobiles et le coulisseau 38 se déplace seul à l'encontre du ressort 40 jus qu'à ce que le noyau mobile 5 arrive à fin de course. Le ressort 40 constitue donc un limiteur de couple du débrayage.
Si le courant électrique manquait, ou si, pour une autre raison le conducteur du véhi cule ne désire pas se servir de la commande électromagnétique, il peut effectuer le dé brayage et le changement de vitesse à l'aide d'une pédale exerçant une traction sur le câble 44. Le levier 35 se déplace et produit le débrayage. En même temps, il agit sur la tringle 34 qui déplace le coulisseau 38, le levier 33 et le levier à came 30. Celui-ci, par l'intermédiaire de la tige 9, fait avancer le noyau mobile 8, ainsi que le noyau mobile 5 dès que la tête 10 de la tige vient buter contre le fond de la creusure 15 de ce noyau.
On a vu que, lors de la commande électro magnétique, le levier à came 30 arrivait dans la position indiquée en traits pleins dans la fig. 4, dans laquelle la surface de came plane 31 est approximativement perpendiculaire à l'axe des électros. Puisque, lors de la com mande par le câble 44, c'est le levier à came 30 qui doit produire le déplacement du noyau mobile 8 jusqu'à la fin de sa course, pour que celui-ci actionne le sélecteur du changement de vitesse, ce levier 30 doit être déplacé da vantage, jusque dans la position indiquée en traits mixtes dans la fig. 4.
Le levier 35 com mandant le débrayage doit donc se déplacer d'un angle plus grand lorsqu'il est actionné par le câble 44 que lorsqu'il est commandé par le noyau mobile 5.
Afin de ne pas empêcher que le levier 35 puisse continuer à tourner sous l'effet du câble 44, même lorsque le levier 30 est arrivé à la fin de sa course, la tringle 34 porte le deuxième ressort 41. Lorsque le levier 30 ne peut plus avancer et le coulisseau 38 se trouve bloqué, le levier 35 et la tringle 34 se déplacent seules, en comprimant le ressort 41. Ce ressort limite l'effort du câble 44 sur les organes qui produisent le passage des vi tesses, et si, par une raison quelconque, une vitesse ne pouvait pas passer et le noyau mo bile 8 pas avancer jusqu'à la fin de sa course, et si le coulisseau, par conséquent, se trouvait bloqué, l'action du câble 44 peut continuer quand même en comprimant simplement le ressort 41.
La fig. 5 montre une variante du mode d'accouplement des deux noyaux mobiles 5 et 8. La tige d'accouplement des deux noyaux est faite en deux parties 9a et 9b vissées l'une dans l'autre. La partie 9b traverse libre ment le noyau 8, et un ressort 48, disposé entre le fond du noyau 8 et la partie 9a de la tige, tend constamment à appliquer le noyau 8 contre une butée 49 à l'extrémité supérieure de la partie 9b. Si pour une raison quelconque un passage de vitesse ne pouvait pas se faire et le noyau 8 ne pouvait pas avancer jusqu'à la fin de sa came, le noyau 5 pourrait avancer quand même pour effec tuer le débrayage, en comprimant le res sort 48.
Dans la variante de la fig. 6, le levier 30 à surface de came plane 31 est muni d'un bras 50 pourvu d'une fente 51 dans laquelle est engagée la cheville 52 d'une pièce rappor tée 53 pouvant coulisser le long du bras 50. Un talon 54 du levier 30 est traversé d'une vis 55 pouvant tourner dans le talon, mais qui est empêchée .à se déplacer axialement par rapport au talon, à l'aide de deux colliers 56 et 57. Cette vis 55 peut se visser dans un écrou 58 solidaire de la pièce mobile 53. En vissant ou dévissant la vis 55 à l'aide d'une clé de manaeuvre, on fait coulisser la pièce 53 par rapport au bras 50, ce qui allonge ou raccourcit ce bras.
Ce dispositif sert donc à varier le rapport de transmission entre le levier à came 30 et l'embrayage et permet d'adapter le couple transmis aux résistances à vaincre lors du débrayage, ou de varier la course de l'organe de débrayage par rapport au trajet du noyau 5.
La fig. 7 montre un schéma des connexions électriques d'une installation pour la com mande de l'embrayage et des vitesses d'un véhicule moteur, dont le dispositif décrit fait partie. On y voit le dispositif électromagné tique 60 avec ses deux noyaux mobiles 5 et 8, le dernier étant accouplé au sélecteur 61 qui commande les différentes vitesses et qui com porte quatre électro-aimants 62, 63, 64 et 65 dont chacun commande un organe susceptible d'effectuer un réglage de vitesse lorsqu'il a été mis dans une position active par l'exci tation de son électro-aimant et lorsque le dis positif 60, après avoir été excité, déplace le sélecteur 61. La commande des circuits élec triques est obtenue à l'aide d'un commutateur à main 66.
Ce commutateur comporte un groupe de quatre plots de contact 67, et un groupe de quatre plots de contact double 68 et 68', qui correspondent aux trois vitesses avant I, II et III, et à la position neutre du changement de vitesses. Ces plots de contact peuvent être mis en circuit par un contact mobile 70, porté par l'organe de commande du commutateur. Le commutateur 66, montré schématiquement, peut être constitué par un commutateur du type rotatif, dont l'organe de commande, par exemple une manette rota tive et basculante, porte le contact 70, tandis que les plots de contact 67, 68, 68' et 69 sont disposés en cercle autour de l'axe de ro tation de la manette.
L'organe de commande qui est actionné par le conducteur du véhi cule, peut occuper cinq positions différentes 17, <I>0, I,</I> II et III dans lesquelles le contact mobile 70 se trouve au-dessus des deux plots de contact 68, 68' correspondants à une des positions B, I, II et III, ou du contact 69 correspondant à la position 0. Les deux grou pes de contacts susmentionnés sont disposés de manière que le contact mobile 70, lorsque la manette du commutateur est déplacée de n'importe laquelle de ces cinq positions à la position voisine, dans l'un ou l'autre sens de rotation, passe sur un contact 67. Le chemin effectué par le contact 70 lors de la rotation de la clé est indiqué schématiquement par la ligne en zigzag 71.
Supposons que le changement de vitesse est au point neutre et que l'on désire com mander la première vitesse. La manette de commande du commutateur se trouve alors dans la position 0 et le contact 70 se trouve au-dessus du plot de contact 69 sans cepen dant appuyer sur ce plot. Le conducteur tourne alors la manette vers la gauche, en appuyant sur cette manette pour l'amener dans la position I, correspondant à, la pre mière vitesse. Avant d'arriver dans cette po sition, le contact mobile 70 passe sur le plot de contact 67, et le circuit suivant s'établit pour un instant: Pôle positif, conducteur 72, contact mobile 70, contact 67, conducteur 73, relais 74, terre. L'excitation du relais 74 pro duit la fermeture des deux contacts 75.
La rotation de la manette continuant, elle arrive dans la position I et le contact 7 0 appuie sur les deux plots de contact 68 et 68'. Alors les circuits suivants sont établis: ca) Pôle positif, conducteur<B>72,</B> contact mobile<B>70,</B> contact 68, conducteur<B>76,</B> électro aimant 64, conducteur 77, contacts 75, terre; b) Pôle positif, contact mobile 70, contact 68', conducteur 78, relais 79, conducteur 77, contacts 75, terre; c) Contact 68', conducteur 78, conducteur 80, bobine 6 du noyau secondaire 8, conduc- teur 81, commutateur auxiliaire 82, conduc teur 83, bobine 6' du noyau 8, terre.
L'excitation du relais 79 a provoqué la fermeture des deux contacts 84, ce qui éta blit le circuit suivant: Pôle positif, conduc teur 85, contacts 84, bobine 3 du noyau prin cipal 5, conducteur 77, contacts 75, terre. Les trois bobines 3, 6 et 6' du dispositif électro magnétique 60 et l'un des électros du sélec teur 61 ont été excités simultanément au moment où le contact mobile 70 est placé sur les contacts 68, 68' de la position I.
Les noyaux mobiles 5 et 8 du dispositif électro magnétique se déplacent et, comme cela a été décrit plus haut, le noyau 5 débraye le mo teur et commence le déplacement du sélecteur 61, éventuellement jusqu'à ce que les roues de la vitesse désirée commencent leur engrè nement mutuel, puis le noyau 5 est arrivé à la fin de sa course et le noyau 8 continue seul son mouvement et finit l'engrènement des roues.
Lorsque le sélecteur 61 est arrivé à la fin de sa course, il appuie, par sa butée 86, contre celui des contacts 75 qui a été déplacé par le relais 74 et produit la rupture des deux contacts 75, ce qui ouvre les circuits du re lais 79 et ainsi de la bobine 3, et de l'électro 64 du sélecteur. Si le conducteur du véhicule lâche maintenant la manette de commande du commutateur portant le contact 70, ce con tact quitte les plots 68 et 68' et la connexion des plots 68 et 68' avec le pôle positif de la source de courant est coupée.
Le courant des bobines 6 et 6' est également coupé et les deux noyaux mobiles 5 et 8 retournent dans leurs positions de repos, le sélecteur 61 re tourne également dans sa position de repos et le moteur est embrayé. Si, toutefois, le con ducteur du véhicule, au lieu de lâcher la ma nette portant le contact mobile 70 du commu tateur continue à appuyer sur la manette de façon à maintenir le contact 70 sur les plots 68 et 68', le circuit de la bobine 3 du noyau principal 5 est bien coupé, mais les circuits des bobines 6 et 6' du noyau secondaire 8 sont maintenus, puisque leur mise à la terre n'a pas été coupée. Dans ce cas, le noyau 8 reste dans sa position d'attraction et main tient également le noyau 5 dans sa position d'attraction.
L'embrayage du moteur ne se fait donc pas, jusqu'à ce que le conducteur lâche la manette portant le contact mobile 70 du commutateur.
Si le contact mobile 70 arrivait d'une po sition intermédiaire directement sur deux plots de contact 68 et 68', sans passer d'abord par l'un des contacts 67, le relais 7.1 ne serait pas excité et les circuits de la bobine 3 et de l'électro du sélecteur 61 correspondant à la position du contact mobile ne seraient pas fermés. Cependant, les bobines 6 et 6' du noyau 8 sont excitées parce qu'elles sont re liées directement à la terre.
Mais cette exci tation n'a aucun effet sur les noyaux 5 et 8, le courant passant par ces bobines étant trop faible pour provoquer une attraction des noyaux. Les deux bobines 6 et 6' ne peuvent que maintenir ou prolonger l'état d'attraction des deux noyaux lorsque ceux-ci ont été ame nés auparavant dans leurs positions d'attrac tion par l'excitation simultanée des bobines 3 et 6, 6', mais à elles seules elles ne peuvent déplacer les noyaux de leur position de repos.
Les deux bobines 6 et 6' peuvent être re liées en série ou en parallèle dans le but de pouvoir varier l'effet d'attraction agissant sur le noyau 8 suivant les besoins. Le chan gement de connexion des deux bobines est effectué à l'aide du commutateur auxiliaire 82 qui comporte deux paires de contacts 87 et 88 pouvant être reliées alternativement aux conducteurs 81 et 83. Les contacts 88 relient les conducteurs 81 et 83 entre eux, tandis que les contacts 87 relient, l'un (83) aux contacts 68' et l'autre (81) à la terre.
Dans la position représentée, le courant passe d'un contact 68' par le conducteur 80 dans la bobine 6, et par le conducteur 81, les contacts 88, le conduc teur 83, dans la bobine 6' qui, de l'autre bout, est reliée à la terre. Les bobines sont donc reliées en série. Dans la deuxième po sition du commutateur 82, les contacts 88 sont ouverts, tandis que les contacts 87 sont fermés. Le courant passe maintenant du con tact 68', d'une part, par le conducteur 80 dans la bobine 6, et par le conducteur 81, le con tact 87 et le conducteur 89 .à la terre et, d'autre part, par le conducteur 90, le contact 87, le conducteur 83 dans la bobine 6' et de là à la terre. Dans ce cas, les deux bobines sont connectées en parallèle.
Une lampe témoin 91 est allumée chaque fois que le contact mobile 70 passe sur deux plots de contact 68 et 68' et indique au con ducteur que les circuits qui provoquent un changement de vitesse ont bien été établis.
Remote electromagnetic control device. In the devices used for the remote control of machine parts, it is frequently necessary to be able to control two successive movements using a single maneuver and then ensure the return to the condition of equilibrium which preceded it. said maneuver in a time depending on the characteristics and operation of the machine.
This is particularly the case for reversals combined with a clutch release, for changes in reduction ratios between a machine and its engine also combined with a clutch release, etc.
The device forming the subject of the present invention is characterized by at least two electromagnets, main and secondary, with plunging core, the attraction paths of which are unequal and which are coupled so as to be able to move together and relative to each other, so that when the control device is energized, the main core drives the secondary core until the end of its own path, and that from this moment the secondary nucleus alone continues its movement of traction.
In a preferred embodiment, two electron core-plungers are coupled in a single cylindrical body, their mobile cores being connectable by a central rod which is arranged such that the main nucleus drives the secondary nucleus up to, the end of its own journey and, from that moment, the secondary nucleus is left to itself until its closure, this closure allowing it, however, if its own excitement is held in hand, to also retain the main core in a position close to the closure.
An embodiment of the object of the invention is shown, by way of example, in the appended drawing in which: FIG. 1 is an axial section of a two-electron control device; fig. 2 is a partial axial section in a plane rotated 90 relative to the section plane of FIG. 1;
fig. 3 is a section taken along line III - III of FIG. 1; 'fig. 4 is a section corresponding to that of FIG. 1, but representing the device in another operating position; figs. 5 and 6 show variants of parts of the device, and FIG. 7 a diagram of the electrical connections of an installation in which the device according to FIGS. 1 to 6.
The device shown is intended for controlling a gear change of a motor vehicle and its clutch. It comprises two support plates 1 carried by the chassis of the vehicle and on which is fixed by welding or otherwise a cylindrical body containing two electromagnets arranged along the same axis. The lower or main electro comprises a coil 3, a fixed core 4 and a movable plunger 5. The upper or secondary electro comprises two coils 6 and 6 ', arranged one inside the other, a fixed core 7 , and a mobile plunger 8.
The two mobile cores have unequal races and are arranged around a central rod 9 which passes through them. The core 4 passes through it freely, while the core 8 is screwed onto the rod 9. The lower end of the rod 9 carries a head 10 on which the core 5 rests when the secondary core is at the end of its stroke. attraction (fig. 4). The centering of the mobile core 5 is obtained, on the one hand, by a small steel ring 11 fixed in a support ring 12 and, on the other hand, by the guiding of the rod 9 in the fixed core 4, and the centering of the movable core 8 is provided by the part of the rod 9 passing through the fixed core 7.
The rod 9 is made of an anti-magnetic metal, so as not to influence the magnetic field of the electrical coils.
The outer end of the movable core 5 has a transverse recess 15. In the two lateral cheeks of this recess are riveted journals 16 carrying two rods 17 which support a pin 18, on which one of the ends of the hollow is articulated. a lever 19. This pivots on an axis 20 which is carried by the support plates 1, and its other end forms a fork 21 in engagement with the end of a rod 22 of an udder 23 which can be move in a closed cylinder 24. The rod 22 has a longitudinal slot 25 to allow the central rod 9 to pass through the two mobile cores.
The front end of cylinder 24 has an opening 26 of small diameter in communication with the atmosphere by adjustable means, not shown. The piston 23 is provided with small holes 27 and carries a valve disc 28 having a small clearance in the direction of movement of the piston, so that when the piston advances in the direction of the arrow (fig. 4), the disc 28 closes the holes 27 and, when it moves in the opposite direction, the holes 27 open and establish communication between the two sides of the cylinder, separated by the piston.
The lever 19 has a circular cam 29 on which rests a lever 30 with a planar cam 31, rotating on an axis 32 carried by the support plates 1. On this axis 32 is fixed another lever 33 which is connected to a rod 34 capable of actuating a third lever 35 integral with an axis 36 which controls the usual clutch arranged between the vehicle engine and the gear change. The rod 34 has a bearing surface 37 on which is mounted a cylindrical slide 38, the two ends of which are inserted into the circular openings of a fork 39 of the lever 33.
Two springs 40 and 41 are interposed, on each side of the slide 38, between two adjustable stops 42 integral with the rod, and two washers 43, free on the rod and pressing against the slide. 44 is a cable attached to the lever 35 and going to a foot control not shown, and which can be used for the mechanical control of the clutch and the gear change, if the electromagnetic control, for some reason, does not work, or if you don't want to use it.
In the lower part of the movable core 8 are screwed two bearing screws 45 on which are articulated two fixed levers 46, on the other hand, on a shaft 47 which transmits the movement imparted to it by the traction of the core 8 to a selector not shown, activating the gear change. A part of the length of this shaft 47 is of a relatively small section, so as to be susceptible to elastic deformation by torsion, sufficient to absorb reactions experienced in the transmission of the movement of the core, if for example a wedge cement occurred in the gear change.
The operation of the device described is; the following: During the excitation of the electromagnets, which, in the case of the application of the device to a motor vehicle, are preferably excited simultaneously, the two mobile cores are attracted towards their fixed cores. The lower electromagnet being stronger, the core 5 is attracted with the most force and it therefore drives the core 8 by means of the rods 17, of the cam lever 19 acting on the cam lever 30, and of the rod 9, the head 10 of which rests on the back of the lever 30.
When the core 5 has reached the end of its attraction stroke, the core 8 has traveled about two thirds of its own stroke, this core, as well as the levers 19 and 30, then occupying the positions indicated in phantom lines in fig. 1. The lever 19 has moved the piston 23 to the right end of the cylinder 24, and the lever 30, through the lever 33, the bucket slider 38, the rod 34 and the lever 35, caused the disengaging the engine.
It can be seen that, as a result of the two cam surfaces 29 and 31, unwinding one over the other, the lever 19 first acts with a small lever arm on a large arm of the lever 30, and that, during As the attraction movement of the core 5 continues, the transmission ratio changes, the lever arm with which the lever 19 acts increases in length, while the length of the driven lever arm 30 decreases.
The torque transmitted by the lever 30 during the attraction movement of the core 5 therefore decreases, but the attraction force acting on the mobile core 5 increases rapidly as this core approaches the frozen core. With the help of a judicious determination of the surfaces of cams 29 and 31 and of the spacing of the axes of the levers 19 and 30, combined with a very high magnetic saturation of the electro, it is possible that the torque trans put by said lever 30 remains substantially constant from the beginning to the end of the movement of attraction of the mobile core,
and that the torque is perfectly suited to the resistances to be overcome during disengagement. The magnetic saturation of the electrons can be such that the effects of attraction at the start and at the end of the attractive movement of the mobile nucleus have a relation in the order of magnitude of During this attraction movement, the piston 23 has been moved to the right, in the position shown in fig. 4. If this udder is provided with holes as in the example shown, this displacement has no effect on the transmission of the movement by the levers 19 and 30.
It is however possible to omit the holes 27, and to adjust the opening 26 in such a way that the air can enter the cylinder 24 only with a certain delay with respect to the displacement of the piston, so that a Partial vacuum is formed on the left side of the piston, this vacuum acting as a brake on the movement of the piston and as a result of the transmission of the movement to the members 35 and 47 controlling the clutch and the speeds.
When the core 5 reaches the end of its stroke, it abuts against its fixed core 4, and the upper core 8 alone continues its attraction movement until the end of its own stroke, by driving the rod of coupling 9. The movement of the core 8 is transmitted by means of the levers 46. to the shaft 47 connected to the control member of the speed change, this member being able to be constituted, for example, by a selector as described in Swiss Patent No. 202040.
During the first period of the attraction movement of the core 8, when it moves together with the core 5, the shaft 47 simply causes the selector to move without the latter having a function to perform, while waiting for the selector to move. disengagement is done. As soon as this is the case, that is to say from the moment when, the core 5 being at the end of its stroke, the core 8 advances alone and the shaft 4 7 continues its rotation, the subsequent advance says selector causes the desired setting change in the gearbox @ at vehicle speed.
As soon as this change is made, the current to the two electros is cut, in a way which will be described later, and the two mobile cores can return to their rest positions, under the effect of the clutch springs and , possibly under the effect of the springs that the selector may have. The cam transmission device formed by the two levers 19 and 30 now acts in the opposite direction. Under the effect of the clutch springs, the lever 30 is brought to the position indicated in dotted lines in FIG. 1 to the position in solid lines, and thus returns the lever 19 and the piston 23 to their rest positions indicated in solid lines.
The lever 30 first acts with a small lever arm on a large lever arm of the lever 19 and, as a result of the unwinding of the cam surface 31 on the cam surface 29, the length of the lever arm 30 increases. and that of the lever arm 19 decreases. The same angle of movement of the lever 30 therefore causes an ever-increasing angle of movement of the lever 19, and the speed of the piston 23, returning from its position of FIG. 4 to that of. fig. 1, tends to increase. But the exhaust opening 26 is adjusted so that the air can only escape slowly.
The piston, moving forward, compresses the air in the cylinder which acts as a brake on the movement of the piston; the more the piston tends to increase its speed, that is to say towards the end of the return moment of the cores, the more effective this braking becomes. This return movement corresponds to the engagement of the engine, and the braking mode obtained in the cylinder 24 is precisely matched to the clutch movement. At the start of the movement, braking is ineffective, and towards the end of the movement, when the friction discs of the clutch start to make contact, the braking is increased and guarantees a smooth and shock-free clutch.
The attraction stroke of the movable core 5, producing the disengagement of the motor, is effected against the clutch springs which compress during this attraction stroke. The attractive force acting on the core 5 must naturally overcome the resistance of the clutch springs until the clutch is released. Once the disengagement is done, the resistance of these springs could become too strong and prevent the movable core 5 from arriving until the end of its attraction stroke. To avoid this, the spring rod 34 has been interposed between the cam lever 30 and the lever 35 controlling the clutch.
If the resistance of the clutch springs exceeds a certain value, the lever 35 and the rod 34 remain stationary and the slide 38 moves alone against the spring 40 until the movable core 5 comes to a stop. limit switch. The spring 40 therefore constitutes a clutch clutch torque limiter.
If the electric current fails, or if, for some other reason the driver of the vehicle does not wish to use the electromagnetic control, he can disengage and change gear using a pedal exerting traction. on the cable 44. The lever 35 moves and releases the clutch. At the same time, it acts on the rod 34 which moves the slide 38, the lever 33 and the cam lever 30. The latter, by means of the rod 9, advances the mobile core 8, as well as the core. movable 5 as soon as the head 10 of the rod abuts against the bottom of the recess 15 of this core.
It has been seen that, during the electromagnetic control, the cam lever 30 arrived in the position indicated by solid lines in FIG. 4, in which the planar cam surface 31 is approximately perpendicular to the axis of the appliances. Since, when commanded by the cable 44, it is the cam lever 30 which must produce the displacement of the movable core 8 until the end of its travel, so that the latter actuates the gear change selector , this lever 30 must be moved further, to the position indicated in phantom lines in fig. 4.
The lever 35 controlling the clutch must therefore move at a greater angle when it is actuated by the cable 44 than when it is controlled by the movable core 5.
In order not to prevent the lever 35 from continuing to rotate under the effect of the cable 44, even when the lever 30 has reached the end of its travel, the rod 34 carries the second spring 41. When the lever 30 cannot further forward and the slider 38 is blocked, the lever 35 and the rod 34 move alone, compressing the spring 41. This spring limits the force of the cable 44 on the members which produce the passage of the speeds, and if, for some reason, a speed could not pass and the moving core 8 could not advance to the end of its stroke, and if the slide, therefore, was blocked, the action of the cable 44 can continue anyway by simply compressing the spring 41.
Fig. 5 shows a variant of the coupling mode of the two mobile cores 5 and 8. The coupling rod of the two cores is made in two parts 9a and 9b screwed into one another. Part 9b freely passes through core 8, and a spring 48, arranged between the bottom of core 8 and part 9a of the rod, constantly tends to apply core 8 against a stop 49 at the upper end of part 9b . If for some reason a gear change could not be made and the core 8 could not advance to the end of its cam, the core 5 could advance anyway to effect the disengagement, by compressing the res out 48 .
In the variant of FIG. 6, the lever 30 with a flat cam surface 31 is provided with an arm 50 provided with a slot 51 in which is engaged the ankle 52 of an attached piece 53 which can slide along the arm 50. A heel 54 of the lever 30 is crossed by a screw 55 which can turn in the heel, but which is prevented. to move axially relative to the heel, by means of two collars 56 and 57. This screw 55 can be screwed into a nut 58 integral with the movable part 53. By screwing or unscrewing the screw 55 using an operating key, the part 53 is made to slide relative to the arm 50, which lengthens or shortens this arm.
This device therefore serves to vary the transmission ratio between the cam lever 30 and the clutch and makes it possible to adapt the torque transmitted to the resistances to be overcome during disengagement, or to vary the stroke of the disengagement member relative to the core path 5.
Fig. 7 shows a diagram of the electrical connections of an installation for controlling the clutch and gears of a motor vehicle, of which the device described forms part. We see the electromagnetic device 60 with its two mobile cores 5 and 8, the latter being coupled to the selector 61 which controls the various speeds and which comprises four electromagnets 62, 63, 64 and 65, each of which controls a capable member. to perform a speed adjustment when it has been put into an active position by the excitation of its electromagnet and when the positive device 60, after being energized, moves the selector 61. The control of the electric circuits is obtained using a hand switch 66.
This switch comprises a group of four contact pads 67, and a group of four double contact pads 68 and 68 ', which correspond to the three forward speeds I, II and III, and to the neutral position of the gear change. These contact pads can be switched on by a movable contact 70, carried by the control member of the switch. The switch 66, shown schematically, can be constituted by a rotary type switch, the control member of which, for example a rotary and tilting handle, carries the contact 70, while the contact pads 67, 68, 68 ' and 69 are arranged in a circle around the axis of rotation of the lever.
The control unit which is actuated by the driver of the vehicle can occupy five different positions 17, <I> 0, I, </I> II and III in which the movable contact 70 is located above the two pads contact 68, 68 'corresponding to one of positions B, I, II and III, or contact 69 corresponding to position 0. The two aforementioned groups of contacts are arranged so that the movable contact 70, when the lever of the switch is moved from any of these five positions to the neighboring position, in either direction of rotation, passes over a contact 67. The path made by the contact 70 when turning the key is schematically indicated by the zigzag line 71.
Suppose the gear change is at neutral and you want to control first gear. The control lever of the switch is then in position 0 and the contact 70 is located above the contact pad 69 without however pressing this pad. The driver then turns the lever to the left, pressing this lever to bring it to position I, corresponding to first gear. Before reaching this position, the moving contact 70 passes over the contact pad 67, and the following circuit is established for a moment: positive pole, conductor 72, moving contact 70, contact 67, conductor 73, relay 74 , Earth. The energization of relay 74 causes the two contacts 75 to close.
As the rotation of the handle continues, it arrives in position I and the contact 7 0 presses on the two contact pads 68 and 68 '. Then the following circuits are established: ca) Positive pole, conductor <B> 72, </B> moving contact <B> 70, </B> contact 68, conductor <B> 76, </B> electromagnet 64, conductor 77, contacts 75, earth; b) Positive pole, moving contact 70, contact 68 ', conductor 78, relay 79, conductor 77, contacts 75, earth; c) Contact 68 ', conductor 78, conductor 80, coil 6 of secondary core 8, conductor 81, auxiliary switch 82, conductor 83, coil 6' of core 8, earth.
The energization of the relay 79 caused the closing of the two contacts 84, which established the following circuit: Positive pole, conductor 85, contacts 84, coil 3 of the main core 5, conductor 77, contacts 75, earth. The three coils 3, 6 and 6 'of the electromagnetic device 60 and one of the electros of the selector 61 were energized simultaneously when the movable contact 70 is placed on the contacts 68, 68' of position I.
The mobile cores 5 and 8 of the electromagnetic device move and, as described above, the core 5 disengages the motor and begins the movement of the selector 61, possibly until the wheels of the desired speed start. their mutual meshing, then the core 5 has reached the end of its travel and the core 8 alone continues its movement and finishes the meshing of the wheels.
When the selector 61 has reached the end of its travel, it presses, by its stop 86, against that of the contacts 75 which has been moved by the relay 74 and produces the rupture of the two contacts 75, which opens the circuits of the re lais 79 and so of the coil 3, and the electro 64 of the selector. If the driver of the vehicle now lets go of the control handle of the switch carrying the contact 70, this contact leaves the pads 68 and 68 'and the connection of the pads 68 and 68' with the positive pole of the current source is cut.
The current of the coils 6 and 6 'is also cut and the two mobile cores 5 and 8 return to their rest positions, the selector 61 re also rotates in its rest position and the motor is engaged. If, however, the driver of the vehicle, instead of releasing the ma net carrying the moving contact 70 of the switch continues to press the lever so as to maintain the contact 70 on the pads 68 and 68 ', the circuit coil 3 of the main core 5 is well cut, but the circuits of the coils 6 and 6 'of the secondary core 8 are maintained, since their grounding has not been cut. In this case, the core 8 remains in its position of attraction and hand also holds the core 5 in its position of attraction.
The engine is therefore not engaged until the driver releases the lever carrying the movable contact 70 of the switch.
If the moving contact 70 arrived from an intermediate position directly on two contact pads 68 and 68 ', without first going through one of the contacts 67, the relay 7.1 would not be energized and the circuits of coil 3 and the electro of the selector 61 corresponding to the position of the movable contact would not be closed. However, the coils 6 and 6 'of the core 8 are energized because they are connected directly to earth.
But this excitation has no effect on cores 5 and 8, the current flowing through these coils being too weak to cause attraction of the cores. The two coils 6 and 6 ′ can only maintain or prolong the state of attraction of the two cores when they have been previously brought into their positions of attraction by the simultaneous excitation of coils 3 and 6, 6 ', but by themselves they cannot move the nuclei from their resting position.
The two coils 6 and 6 'can be re-linked in series or in parallel with the aim of being able to vary the effect of attraction acting on the core 8 as required. The connection change of the two coils is effected using the auxiliary switch 82 which comprises two pairs of contacts 87 and 88 which can be connected alternately to the conductors 81 and 83. The contacts 88 connect the conductors 81 and 83 to each other, while that the contacts 87 connect, one (83) to the contacts 68 'and the other (81) to the earth.
In the position shown, the current flows from a contact 68 'through the conductor 80 in the coil 6, and through the conductor 81, the contacts 88, the conductor 83, in the coil 6' which, on the other end , is connected to the earth. The coils are therefore connected in series. In the second position of the switch 82, the contacts 88 are open, while the contacts 87 are closed. Current now passes from contact 68 ', on the one hand, through conductor 80 in coil 6, and through conductor 81, contact 87 and conductor 89. To earth and, on the other hand, through conductor 90, contact 87, conductor 83 in coil 6 'and thence to earth. In this case, the two coils are connected in parallel.
An indicator lamp 91 is lit each time the movable contact 70 passes over two contact pads 68 and 68 'and indicates to the driver that the circuits which cause a gear change have indeed been established.