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Dispositifs de réglage automatique et de sécurité pour transmissions hydrauliques.
La présente invention concerne les transmissions hydrauliques constituées par une pompe à débit variable et un moteur hydraulique alimenté par cette pompe, en circuit fermé, et dont la vitesse varie en proportion du débit de la pompe. Dans les transmissions de ce genre habituellement uti- lisées, on règle la vitesse du moteur à la main en agissant sur un organe de la pompe qui fait varier'le débit de celle-ci, soit en modifiant la course des pistons, soit de' toute autre façon appropriée.
La pression du fluide moteur varie en fonc- tion de la résistance que le moteur hydraulique doit vaincre, et comme ce fluide emprisonné dans le circuit fermé pompe- moteur est incompressible, il peut arriver en cas de brusque
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augmentation de la charge du moteur hydraulique que le moteur primaire entraînant la pompe se cale comme s'il était relié à la charge par une transmission rigide. En même temps la pression du fluide dans la transmission atteint une valeur telle qu'elle peut gravement endommager les appareils et si l'augmentation de charge tend à faire tourner le moteur hy- draulique en arrière, il se produit de plus dans les condui- tes des coups de bélier très dangereux.
L'élévation de la pression et la violence des coups de bélier sont d'autant plus fortes que la vitesse du moteur hydraulique avant l'applica- tion de la surcharge était plus grande, c'est-à-dire que l'application de la surcharge a eu lieu plus brusquement.
Ces inconvénients se rencontrent notamment dans la commande par transmission hydraulique des treuils de pêche et engins analogues qui sont soumis à des variations de char- ge continuelles et extrêmement brusques quand le bateau por- tant le treuil est soulevé par les lames, la traction du câ- ble du chalut obligeant même fréquemment le treuil à dévirer.
Pour les éviter, il faudrait réduire le débit de la pompe et par conséquent la vitesse du moteur hydraulique dès que la surcharge commence à se faire sentir, ce qui, avec un simple réglage à main est d'autant moins possible que la surcharge survient plus brusquement. Il faudrait aussi que dans le cas où le moteur hydraulique est entraîné en arrière par la char- ge, il puisse le faire librement sans réagir sur le fluide mo- teur ni, par conséquent provoquer des coups de bélier.
La présente invention a pour objet des dispositifs qui permettent de remplir automatiquement ces conditions. Elle est caractérisée en premier lieu par l'emploi d'un piston hydraulique ou organe analogue qui, sous l'influence de la pression du fluide moteur et à partir d'une certaine valeur normale de cette pression, diminue graduellement le débit de
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la pompe en fonction de la pression, l'amené à zéro pour une valeur maximum déterminée de cette pression et, dès que celle- ci tombe, augmente automatiquement le débit jusqu'à le ramener de nouveau à sa valeur primitive, quand la pression redevient normale.
Une autre caractéristique de l'invention réside dans l'emploi d'une soupape de sécurité à grand passage qui, en cas de surcharge excessive du moteur hydraulique, met celui-ci en court-circuit et lui permet de tourner en arrière sans pro- voquer de coups de bélier.
Une transmission hydraulique comportant ces caracté- ristiques de l'invention est représentée à titre d'exemple sur le dessin annexé.
Sur la figure unique de ce dessin, 1 désigne la pompe, 2 le moteur hydraulique, 3 et 4 les conduites de circulation du fluide moteur, par exemple de l'huile. La pompe 1 et le moteur 2 peuvent être de type quelconque, par exemple du type Hele-Shaw Sat connu, et l'arbre 6 du moteur 2 est supposé en prise avec l'organe de commande d'un engin tel qu'un treuil de pêche, non représenté. La pompe elle-même est actionnée par un moteur primaire non représenté, par exemple un moteur Diesel.
Le débit de la pompe 1 varie suivant la position de la tige 7 ou, ce qui revient au même, du levier 8 qui comman- de cette tige. Si le levier 8 se trouve dans la position I-I, le débit de la pompe est nul, s'il occupe la position II-II, la pompe aspire par la conduite 4 et refoule par la conduite 3 pour la marche avant du moteur 2 ; la position III-III du levier, la circulation du fluide moteur est renversée ainsi que le sens de rotation du moteur 2.
Pour régler à la main le débit de la pompe, et par conséquent, la vitesse du moteur 2, on tourne le volant à main 9 qui, par l'intermédiaire des roues dentées 10, 11 fait tourner l'arbre 12. L'extrémité gauche de cet arbre est file- @
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tée et engagée dans l'écrou 13 qui est fixé à l'extrémité su- périeure du levier 8 et ne peut pas tourner.
Suivant que l'on tourne le volant 9 dans l'un ou l'autre sens, l'écrou 13 avan- ce ou recule et l'on peut ainsi déterminer d'une part le sens de refoulement de la pompe et d'autre part son débit qui se- ra d'autant plus grand que le levier 8 est amené plus loin de la position I-I
A son extrémité droite, l'arbre 12 prend appui sur un piston 14 auquel il est relié par une butée à billes 15 qui lui permet de tourner indépendamment du piston, mais le rend solidaire de celui-ci dans ses déplacements longitudi- naux. Ce piston est engagé dans un petit cylindre hydraulique 16 contre le fond duquel une colonne de ressorts Belleville 17, enfilés sur l'arbre 12, le maintiennent normalement ap- pliqué.
Les ressorts 17 prennent appui sur une traverse 18 reliée au cylindre 16 par deux tiges filetées 19 munies d'é- crous de réglage 20 permettant de régler la pression des res- sorts sur le piston 14. Le fond du cylindre 16 communique par un branchement 21 avec la conduite de refoulement 3 de la pompe, de sorte que le piston 14 est constamment soumis à la pression du fluide moteur.
En supposant que le moteur 2 subisse brusquement une surcharge alors qu'il tourne en marche avant à une vites- se déterminée par la position II-II du levier 8 réglée à la main à l'aide du volant 9, la pression augmente dans la con- duite 3 et, par conséquent, dans le cylindre 16. Si elle dé- passe une valeur déterminée d'avance par le réglage des res- sorts 17, le piston 14 se déplace vers la gauche en compri- mant ces ressorts et entraîne l'arbre 12, l'écrou 13 et le levier 8 qu'il rapproche de la position neutre I-I, de sorte que le débit de la pompe diminue ou cesse même complètement si la pression est suffisante pour repousser le levier jus- @
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qu'à la position I-I S'il se produit un à-coup particulière- ment brusque,
le levier 8 peut même être repoussé légèrement au-delà de la position neutre et le sens du débit de la pompe change pour un instant, permettant ainsi au moteur 2 de dévi- rer momentanément. Aussitôt que la pression du fluide moteur tombe, les ressorts 17 ramènent progressivement le piston 14, l'arbre 12 et le levier 8 dans leur position initiale et le fonctionnement de la transmission redevient normal, d'autant plus vite que la surcharge cesse plus brusquement.
Toutefois, si le moteur continuait à dévirer au lieu de reprendre sa marche normale, il pourrait se produire des coups de bélier dans la transmission. Ce danger est évité par le dispositif de sécurité dont est muni le moteur 2 et qui comprend une soupape 22 et une dérivation 23 reliant en court- circuit la conduite de refoulement 3 à la conduite de retour 4. Le pointeau de la soupape 22 bouche normalement la dériva- tion 23 sous l'action d'un ressort, logé dans une douille 24, dont la tension est réglée de façon que la soupape ne cède que sous une pression du fluide moteur supérieure à celle pour la- quelle le piston 14 ramène automatiquement à zéro le débit de la pompe 1.
Quand la pression atteint ou dépasse cette valeur supérieure, la transmission est mise en court-circuit et le moteur 2 peut dévirer sans que la pression puisse monter da- vantage et endommager les appareils par des coups de bélier.
Les dispositifs de réglage automatique et de sécurité décrits ci-dessus ne sont prévus que pour un seul sens de marche de la transmission, ce qui est suffisant pour la plu- part des applications, mais il est évident que l'on pourrait établir ces dispositifs de manière à ce qu'ils agissent aussi bien en marche arrière qu'en marche avant.
1 Lorsque la transmission sert à commander un treuil
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de pêche, les dispositifs automatiques sont prévus pour le sens de la rotation du treuil correspondant à la remontée du chalut, le sens de la descente restant réglable par la seule manoeuvre du volant à main 9. Un treuil commandé par une pa- reille transmission possède toute les qualités de souplesse des treuils à vapeur. Sa vitesse varie automatiquement en fonc tion de la charge et devient nulle pour une charge maximum dé- terminée d'avance, elle reprend immédiatement sa valeurprimi- tive quand la surcharge disparait.
Si la surcharge atteint une valeur exagérée, le treuil dévire tout comme un treuil à vapeur sans qu'il y ait lieu de craindre des coupa de bélier dans les appareils hydrauliques, ni l'arrêt du moteur Diesel ou autre moteur primaire commandant la pompe.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à la com- mande des treuils, mais peut être utilisée pour toute autre application, en particulier pour les forages rotatifs, appelés à rencontrer des résistances très diverses dans le sol. Il est dans ce cas inutile d'employer le dispositif de court-circuit permettant le dévirage du moteur hydraulique. D'autres modi- fications pourraient d'ailleurs être apportées suivant les besoins aux dispositifs décrits, sans que l'on s'écarte de la présente invention.
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