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Commande à distance pour installations de machines qui compor- tent des moteurs et des mécanismes de changement de vitesses. actionnés par ces moteurs.
Les installations de machines de ce genre, comme par exemple les véhicules moteurs avec moteurs à combustion et transmission mécanique ou hydraulique exigent, dans la plupart des cas, pour leur conduite, deux leviers indépendants placés dans la cabine du mécanicien, dont il peut aussi exister plusieurs, à savoir un levier pour la commande du moteur et un second levier pour celle du mécanisme de change- ment de vitesse. Dans le cas de véhicules roulant sur rails, par exemple, ces leviers sont manoeuvrés, dans la plupart
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des cas, de la main gauche et de la main droite. Etant donné que,, dans la majeure partie des opérations du service, telles que le démarrage, le changement de vitesse etc..,. cette manoeuvre s'opère simultanément, il s'ensuit que les deux mains sont occupées à la fois.
Pour ce motif, les deux organes de commande ont déjà été réunis en un seul qu'il est possible d'actionner d'une seule main.
L'invention consiste en ce que cet organe de com- mande unique comporte un réglage sommaire pour les positions ou degrés de commande de l'un des groupes de machines mentionnés et, dans les limites de chaque degré de ce réglage sommaire, au moins un groupe de réglage précis pour diffé- rents degrés ou positions de commande de l'autre groupe de machines; dans ce cas, on a prévu, sur les groupes de machines, des appareils de commande qui ne sont reliés à l'organe de commande unique que par des conducteurs de com- mande électriques.
Un mode de réalisation de l'invention est montré, schématiquement et à titre d'exemple, au dessin annexé dans lequel :
Eig i montre le volant de commande désigné ci-après sous le nom de contrôleur de réglage.
Fig. 2. montre en plan le schéma des positions du contrôleur de réglage.
Fig. 3 montre le schéma des connexions.
Dans l'exemple de réalisation qui est donné ici, on a supposé que le moteur à combustion était un moteur Diesel M et que la transmission mécanique de force consistait en une transmission à roues dentées à étages G, selon le brevet suisse No. 99.571 déposé le IO septembre I92I.
Le moteur est pourvu d'un système de réglage du nombre de tours au moyen duquel on peut l'amener, par exemple, à qua- tre nombres de tours différents. 1, 2, 3, 4, lesquels corres- pondent à quatre positions différentes: du ressort de régula-
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teur. L'appareil correspondant E, de système connu,, prévu sur le moteur , soit un appareil régleur de régime (par exemple celui de Becker, de Berlin, ou de Brown,Boveri & Cie de Baden, qui fonctionnent tous deux par voie électro-pneuma- tique, ou bien celui de Siemens, de Berlin à commande électro-motrice) n'a pas été représenté d'une façon plus détaillée sur le dessin.
On n'a représenté que les quatre soupapes électropneumatiques P1 à P4 qui servent au réglage des quatre nombres de tours, reçoivent de l'air comprimé de la conduite im et, par l'intermédiaire d'une des conduites q1 à q4, fournissent sélectivement de l'air comprimé à l'appareil E sus-mentionné. Les enroulements électriques des soupapes p1 à P 4 sont alimentés depuis la batterie B par le conducteur 1 . Le retour du courant de batterie depuis m les enroulements s'effectue par les conducteurs ,le les contacts du chemin de contacts a, le doigt de contact Fa et le conducteur m.
Le changement de vitesse G, selon le susdit brevet suisse No. 99.571 qui est fabriqué en série par la Demanderes- se, comporte des paires de roues dentées Z constamment en prise, qui sont accouplées au moyen d'embrayages actionnés par de l'huile sous pression. Comme dans ce système de trans- mission de force, les divers degrés de vitesse sont réglés en tournant simplement un robinet de distribution d'huile, le changement de vitesse peut très facilement être commandé à distance. Le brevet suisse No. 183.041 demandé le 15 février 1935 protège la Demanderesse pour un appareil de ce genre destiné à la commande à distance et multiple, basé sur le principe électropmneumtique connu.
Dans le schéma qui est représenté à la fig. 3, un appareil G 1 de ce genre est monté sur le changement de vitesse G comme appareil de commande à distance Les soupapes électropneumatiques correspondantes sont désignées par vI, vII etc.. Ces soupapes reçoivent de l'air comprimé de la conduite d'arrivée commune 1.
et fournis- sent sélectivement de l'air comprimé aux cylindres à air
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comprimé de l'appareil G1 par une des conduites r1 à r5 Les soupapes VA 1 et vA2 en particulier, livrent sélectivement de l'air comprimé, par l'intermédiaire des conduites s1 et s2 à un ou plusieurs dispositifs de réglage J, qui n'ont pas été représentés d'une façon plus détaillée, qui permettent d'abais- ser la pression de l'huile actionnant les embrayages de la transmission et qui peuvent être prévus en une ou plusieurs pièces, et être construits suivant le brevet allemand déposé par la société demanderesse le 5 décembre 1936 et concernant un dispositif de commande pour embrayages actionnés à l'huile.
Les enroulements électriques des soupapes Va1vA2 v1, etc.. sont reliés, d'une part, par le conducteur 1 à l'un des pôles de la batterie B et, d'autre part, aux bandes de contact KA 1 KA 2 Ki, etc.. Le circuit passant à l'autre pôle de la pile peut être fermé par les touches de contact Fc, Fb et le conducteur Dans cette disposition, la touche de contact Fb est prévue pour les étages du changement de vitesse, et la touche de contact Fc, pour les soupapes de réduction de pression ou pour les soupapes de démarrage.
Les touches de contact Fa, Fb, Fc sont fixées au volant H, désigné ci-après sous le nom de contrôleur de com- mande. Elles coopèrent avec les chemins de contact a, b c, de telle façon que la commande du groupe ou des groupes d'organes de l'installation moteur-transmission puisse être assurée d'une façon simultanée et conforme aux exigences du service depuis ce poste central, et dans cette disposition, toutes les positions de commande sont parcourues dans un seul tour du contrôleur de commande. De cette façon, on peut at- teindre avec le maximum, de rapidité n'importe quelle position de commande.
Le chemin de contact a sert ici pour la commande du nombre de tours du moteur; le chemin de contact b, pour la commande des vitesses de la transmission et le chemin de
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contact c, pour la commande de la pression de l'huile pour le démarrage de la transmission à deux degrés différents de pression réduite. Le tronçon de conducteur x fixé à chacune des touches de contact Fa ,Fb Fc selon la fig. 3,est raccordé dune façon mobile au conducteur y, .
Changemet du nombre de tours du moteur.
Comme on le voit sur le dessin, il existe à portée du contact pour chaque vitesse de la transmission plusieurs con- tacts pour différents nombres de tours du moteur, à savoir quatre contacts qui portent les Nos. 1 2 3, 4, correspondant par exemple à 600, 800, 1000, 1200 tours à la minute du moteur.
Si la touche de contact Fa se trouve sur -un des contacts par exemple le N20 c'est la soupape électropneumatique, P2 qui obéit et le ressort du régulateur est amené penumatiquement à une tension qui met le moteur au régime de 800 tours à la minute et l'y maintient pour toute charge. des vitesses de la transmission.
.Pour chacune des vitesses I à V, il est prévu, sur le chemin de contacts b, un contact K 1 K II, etc.. dont le secteur s'étend au moins aussi loin que le groupe de contacts correspon- dant 1, 2 3, 4 du système de réglage du nombre de tours du moteur. Si la touche de contact Fb est posée, par exemple, sur le contact pour la vitesse II de la transmission la soupape électropneumatique v 11 est excitée et la seconde vitesse du changement de vitesse est mise en fonction au moyen de l'air comprimé introduit dans la conduite r . Cette vitesse demeure en fonction aussi longtemps que la touche de contact Fb repose sur le segment de contact correspondant.
En même temps, la touche de contact Fa peut être amenée sur un des contacts l, 2, 3, 4 pour faire marcher le moteur à 600, 800, 1000 ou 1200 tours. réglage de la pression de l'huile au démarrage.
Lorsque la touche de contact Fe s'applique sur un des segments de contact KA 1 ou KA 2, la pression de l'huile dans
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la transmission est abaissée à une certaine valeur réglable.
Comme il a déjà été dit, ce résultat peut être obtenu par 1'intermédiaire d'une ou plusieurs des soupapes de démarrages J, qui n'ont pas été représentées d'une façon plus détaillée, ainsi que des soupapes électropneumatiques VA 1 VA 2. Dans ces conditions, la mise en circuit des soupapes VA 1 et VA 2 donne pour chacune d'elles une autre pression d'huile réduite, ce qui fait donc que, dans ce cas, on dispose en tout, pour manoeuvrer les accouplements du changement de vitesse, de trois degrés de pression. Lorsqu'il est fait usage d'une transmis- sion avec commande à huile selon le brevet suisse N 99.571, il suffit d'employer, au démarrage en première vitesse, la pression d'huile réduite, pendant la première période de démar- rage.
Par conséquent, les segments de contact KA 1 et KA 2 ne sont disposés qu'à portée du contact K I de la première vitesse.
On peut également ne prévoir qu'un seul segment de contact KA 1 mais aussi plusieurs de ceux-ci et disposer, à portée de chacun d'eux, sur le chemin de contacts a, des contacts pour un ou plusieurs nombres de tours du moteur 1, 2 etc...
Le mode de fonctionnement du système de commande à distance et multiple combiné est en bref le suivant :
1- Démarrage.
Après que le moteur a été mis en marche, le doigt de contact Fa du contr8leur de commande H est amené, de la position 0, dans laquelle aucune des vitesses de la transmission n'est mise en action, sur un des groupes de contacts de démarrage A 1, A2 du chemin de contacts a, par exemple, Al et dans les limites de ce groupe, par exemple sur la position 1, de sorte qu'en même temps la touche de contact Fb vient se placer sur le contact K 1 de la première vitesse de la transmission et la touche de contact Fc sur le contact KA 1 du chemin de contacts c de la soupape de démarrage.
Il se produit alors ce qui suit :
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a) Le moteur N se règle, par suite de l'excitation de la soupape P 1, sur n = 600 tours à la minute. b) Dans le changement de vitesse à commande par l'huile, la première vitesse est mise en action par suite de l'excitation de la soupape vI. c) du fait que la touche de contact Fc repose sur le segcnent de contact KA ! la pression de l'huile de la pompe à huile du mécanisme de transmission est abaissée à une certaine valeur correspondant à la pression de démarrage J laquelle pression agit alors sur l'accouplement de lapremière vitesse.
Cette position du contrôleur de commande est maintenue pendant quelques secondes par le mécanicien jusqu'à ce que le véhicule se soit mis doucement en marche.
2- Accélération.
Le contrôleur de commande H est ensuite amené à la position Il ( fig 2) dans laquelle la première vitesse est fermement accouplée et le moteur continue à tourner au même nombre de tours ( 600 tours à la minute). On peut alors continuer à tourner le contrôleur dans la zone de la première vitesse, en sorte que, d'après les contacts 2, 3, 4, le nombre de tours est successivement porté à 800, 1000 I200 tours à la minute et que la vitesse"du véhicule s'accélère d'une manière correspondante.
Lorsqu'on a atteint l'allure finale de la première vitesse avec nmot = I200 tours à la minute (contact 4 du groupe 1 du chemin de contacts a) on continue à tourner le contrôleur pour l'amener sur II 1, position dans laquelle la seconde vitesse du mécanisme de.transmission est mise en action, alors que le nombre de tours du moteur est ramené à 600 tours à la minute, par suite du contact établi entre Fa et 1. Le contact 1 du groupe II, du chemin de contacts a est établi de telle façon que la touche de contact Fa se pose sur lui dès que la touche de contact Fb de la commande du changement de vitesse a quitté le segment K.I du chemin de
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contacts b.
On est sûr par ce moyen, d'obtenir, dès avant la mise en action de la seconde vitesse, la réduction du nombre de tours du moteur qui est nécessaire, dans le passage de la première à la seconde vitesse, pour éviter un glissement inutile de l'accouplement de la seconde vitesse.
Dès que la seconde vitesse est accouplée, on peut continuer à faire tourner davantage le contrôleur de commande, dans les limites de la seconde vitesse, suivant les positions 2, 3, 4 et les nombres de tours 800, 1000, 1200, en permettant ainsi d'obtenir l'allure finale de la seconde vitesse.
Réglage de 1'allure de marche.
Quand on veut, par exemple, la quatrième vitesse étant embrayée, ne plus marcher à une allure correspondant à 1200 tours du moteur, mais à une allure moindre, il suffit d'ame- ner la touche de contact Fa du contrôleur H sur un nombre inférieur de tours, c'est-à-dire sur un des contacts 1, 2, 3 du groupe V du chemin de contacts a Freinage
La soupape de frein BV du mécanicien appartenant à un dispositif de freinage pneumatique moderne peut également être manoeuvrée facilement par le contrôleur de commande décrit, comme cela est indiqué à la fig. I. Dans cette figure, on a employé domme dispositif pour manoeuvrer la soupape BV une came p avec ressort q, bien qu'un plateau à rainure puisse également être employé à cet effet.
Le serrage du frein s'effec- tue dans le sens contraire à celui du mouvement des aiguilles d'une montre, de 0 à V, et le desserrage, dans le sens du mouve- ment des aiguilles d'une montre, de V à 0. La combinaison du frein pneumatique avec le contrôleur de commande présente cet avantage que, avant chaque freinage, le moteur est débrayé auto- matiquenent de la transmission, car, en passant au-delà de la position 0, le changement de vitesses est mis sur marche à vide.
Quand la manoeuvre des soupapes de commande du frein est électropneumatique, on peut prévoir, sur la partie de segment 0 @ à V, les contacts appropriés.
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Il est évident qu'on peut prévoir également pour le moteur un nombre supérieur ou inférieur à quatre paliers de nombres de tours. On peut également adopter un autre réglage du moteur Diesel que le système de réglage de nombre de tours qui est mentionné ci-dessus, par exemple, le réglage de l'ad- mission connu. Enfin, il est également possible de combiner les deux systèmes de réglage dans une commande selon l'invention, à savoir, par exemple, en prévoyant encore aussi, pour tout réglage du nombre de tours, une limitation de l'admission. Ces variantes ne changent rien au principe du présent système de commande à distance et multiple combiné.
Naturellement, il est également possible de prévoir dans les limites de certaines vitesses de la transmission, par exemple, les vitesses supérieures, plus de paliers de nombres de tours du moteur que dans l'autre. On peut obtenir de cette manière une graduation plus fine de l'allure du véhicule dans les vitesses les plus souvent utilisées.
La variation par paliers ou degrés du nombre de tours du moteur Diesel est à la base du mode de réalisation qui est donné à titre d'exemple, en raison de ce que d'après les expériences générales qui ont été faites, c'est la seule qui assure la coopération correcte de deux ou de plus de deux moteurs. Toutefois, l'attention est attirée tout spécialement sur ce fait que le système selon l'invention peut également fonctionner en combinaison avec des systèmes de commande à dis- tance pour moteurs qui permettent .un réglage continu du nombre de tours des moteurs Diesel.
Un tel système consiste, par exemple, en une soupape de réduction de pression alimentée par de l'air comprimé ( selon le brevet suisse No. 192.201 déposé le 3 octobre 1936)qui livre de l'air comprimé sous une pression variant continuellement dans un cylindre dont le piston permet de déplacer continuellement le ressort de régulateur et de faire varier ainsi le nombre de tours..
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Atitre d'appareils de commande G1, E, on peut également employer n'importe quels autres appareils que les appareils élec- tropneumatiques qui ont été décrits ci-dessus, comme par exemple des appareils électromagnétiques, électrohydrauliques ou électromoteurs.
A la place du changement de vitesse mécanique par étages, on peut également employer un mécanisme hydraulique, qu'il s'agisse d'un turbo-mécanisme fonctionnant par plusieurs étages ou d'un turbo-mécanisme ou d'une transmission à pistons sans étages. L'organe de commande peut être pourvu, sur sa partie rotative, de doigts ou touches de contact; toutefois ces touches peuvent aussi être fixes et, dans ce cas, le chemin'de contacts est prévu sur un contrôleur rotatif.
Pour la mise en.marche du moteur, des organes de commande spéciaux ont été prévus dans le mode de réalisation donné à titre d'exemple ; cependant, on peut prévoir aussi pour la mise en marche des positions de commande sur l'organe de commande unique.
L'établissement du dispositif de commande avec conduc- teurs électriques de commande autorise également d'une façon simple la commande de l'installation de machines depuis plus d'une cabine de mécanicien depuis plusd'un contrôleur de commande.
A la fig. 3, on a représenté les connexions avec les conducteurs de contact n, n, nm,m1 pour un autre contrôleur de commande de ce genre ,il- , connexions qui sont réunies dans un canal à cable t d'où bifurquent les conducteurs menant au contrô- leur de commande H1dans les groupes nm1 pour le moteur; n1 pour la transmission; nA1 pour les soupapes de démarrage; m1 et 11 comme connexions de batterie.
Avec le système de commande selon l'invention, on peut commander avec une facilité particulière plusieurs installations de machines montées dans plusieurs voitures attelées les unes aux autres, et cela depuis un seul et même contrôleur H.
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Les connexions avec les conducteurs de contact qui, selon la fig. 3 , sont groupés d&ns une canalisation de câble t, sont pourvues à cet effet de branchements w et sont reliées à une boite de jonction u que l'on peut accoupler avec la boite de jonction correspondante du véhicule adjacent. Les conduc- teurs du faisceau de ce véhicule attenant sont raccordés d'une manière analogue aux appareils de commande de véhicule.
Lorsque les soupapes de démarrage J sont pourvues de relais à temps qui assurent que la réduction de pression, après que celle-ci a commencé, ne dure qu'un temps déterminé, par exemple 10 secondes, le mécanicien n'a pas besoin de s'attarder sur les positions Alet A 2 et peut, sans apporter d'attention particulière au démarrage, passer directement à la position 1 1.