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Dispositif de manoeuvre pour pompes réglables et transmissions -------------------------------------------------------------- hydrauliques ------------
La présente invention se rapporte à un dispositif de régla- ge de la course, à double effet, pour pompes à liquides ayant une direction de propulsion alternative, et pour transmissions hydrauliques variables, notamment pour des installations de gou- vernails hydrauliques et elle a pour but d'une part, de réaliser une ample protection des moteurs de commande qui font partie du dispositif de manoeuvre et, d'autre part, de permettre l'emploi, dans la commande des installations de gouvernails, de machines motrices faiblement calculées, dans le but de réduire les frais d'installation et d'exploitation.
Conformément a l'invention, on obtient ce résultat en en- clanchant un moteur électrique de commande, pour rotation a droi- te ou à gauche, par l'intermédiaire d'un interrupteur-commutateur restant enclanché pendant un temps plus ou moins long, suivant l'amplitude du déplacement du gouvernail ; moteur agit, par l'intermédiaire d'une vis sans fin et d'un tringlage, sur la course d'une pompe de réglage disposée pour propulser le liquide dans les deux sens ; agit aussi par l'intermédiaire d'un double piston de réglage qui, de son côté, peut être influencé dans les
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deux sens par la pression de la pompe ;
de ce moteur se manifeste de telle façon que, lorsque la résistance du gouvernail augmente et qu'une certaine pression de service est atteinte, la course de la pompe est ramenée a une valeur a peu près nulle; silencieusement, par un élément de contact lié à l'organe réglant la course de la pompe, un circuit de courant auxiliaire se ferme qui, de son côté attire l'armature d'un interrupteur de sureté et coupe de ce fait le courant passant dans l'interrupteur-com- mutateur à main par lequel on commande les deux sens de propul- sion de la pompe; il en résulte que le moteur électrique de com- mande s'arrête.
Dans cette position, la course de la pompe de commande est ramenée à peu près à zéro pour le sens de propulsion réalisé à ce moment, de sorte que le mouvement engendré par lesmoteurs hy- drauliques est très lent, étant proportionnel à une quantité de liquide propulsée réduite au minimum. Le moteur d'attaque de la pompe de commande fonctionne donc, également dans cette situa- tion, sous une charge encore admissible, de sorte qu'un moteur électrique calculé pour des conditions de charge normale suffit amplement.
Dans les installations de gouvernails hydrauliques actuel- lement connues et utilisées, les pompes de commande disposées pour propulser dans les deux sens, travaillent avec des soupapes de sureté, éventuellement des soupapes de trop plein ; il en ré- sulte que, si la résistance du gouvernail augmente, et que l'on atteint une certaine pression maximum, réglable, à la pompe, l'huile sous pression superflue retourne dans le réservoir à huile sans fournir de travail utile. Cela étant, la pompe pro- pulse toujours de façon continue suivant sa capacité totale et il faut donc que le moteur soit également calculé pour travail continu, de sorte que l'on doit choisir un moteur relativement puissant.
De même les moteurs de réglage éventuellement utilisés sont en service de façon continue et doivent de ce fait être as- sez largement dimensionnés.
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Par la nouvelle exécution, ces inconvénients sont entière- ment supprimés, car, d'une part, si l'on atteint une certaine pression de travail pour les deux sens de propulsion, la pompe est automatiquement réglée à un débit sensiblement nul et le mo- teur d'attaque est protégé contre des surcharges exagérées, de sorte qu'un moteur relativement faible suffit pour l'attaque de l'installation de gouvernail. D'autre part, quand on atteint une pression de travail donnée, le moteur d'attaque manoeuvré par l'interrupteur-commutateur à main, s'arrête automatiquement, ce qui empêche que la course de la pompe augmente encore et ainsi des détériorations et des dérangements ne peuvent pas avoir lieu.
Les dessins ci-annexés représentent à titre d'exemple des formes d'exécution de la nouvelle installation.
La fig. la-lb montre la disposition de principe d'une ins- tallation de gouvernail à commande hydraulique, avec attaque par pompe de réglage et moteurs hydrauliques a va-et-vient, avec ré- glage automatique à double effet de la course de la pompe;
La fig. 2a-2b montre la disposition de principe d'une ins- tallation de gouvernail à commande hydraulique exécutée un peu différemment avec commande par pompe de réglage et moteur hydrau- lique rotatif, avec réglage automatique à double effet de la course de la pompe et, en plus, avec réglage automatique de la course de la partie motrice.
Dans l'exécution suivant figure la-lb, on représente par 1. une pompe, réglable sans gradins, pouvant propulser dans les deux sens, par 2 et deux conduites de départ de la pompe, par 4 et deux moteurs hydrauliques a va-et-vient, par 2 un organe de liaison et par 1 l'axe du gouvernail.
La nouvelle disposition elle-même se compose essentielle- ment d'un interrupteur-commutateur 8 manoeuvré à la main qui comporte deux contacts 9, 10 ainsi que deux conducteurs 11, 12 qui vont vers un moteur ae manoeuvre, d'un moteur de manoeuvre 13 avec vis sans fin 14 airectement accouplée et écrou balla- deur 15, d'un piston creux 18 déplaable dans une pièce addi-
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tionnelle en forme de boîtier 17 montée sur la pompe et qui est relié à l'écrou balladeur par un tringlage 16; le piston creux 18 renferme dans son corps un piston de réglage 23 contra- rié par deux ressorts à boudin 19, 20 et muni de deux gaines de ressorts 21, 22;
enfin, le piston de réglage 23 est relié par une tringle de liaison 24 à l'organe de régla.ge de la course de la.pompe qui n'est pas figuré sur le dessin, et mis en communi- cation par les conduites de dérivation 25, 26 avec les tuyautere 2 resp. 3 qui conduisent aux moteurs hydrauliques.
A cela s'ajoute une pièce de contact 27 fixée sur la tringle de liaison 24, ainsi que deux contacts 28a, 28b dont la position de l'un par rapport à l'autre peut être réglée, qui sont dispo- sés sur le prolongement du piston creux 18 et qui se trouvent placés, avec la pièce de contact 27 et l'interrupteur de sureté 29, dans le circuit auxiliaire 30, 31, 32 dérivé de la conduite principale de courant A. De plus, l'axe de gouvernail 2 est re- lié au tringlage 16 par l'intermédiaire d'un dispositif de ren- voi comprenant le levier 33, la tringle de liaison 34, le levier double 35, et la tige 36, cette dernière se trouvant engrenée, par des dents 37 qu'elle porte, avec le mécanisme 38 d'un indi- cateur de position du gouvernail.
Le fonctionnement s'opère comme suit :
Pour faire pivoter le gouvernail 7a dans le sens de la flè- che h, c'est à dire vers tribord, on bascule l'interrupteur- commutateur 8 dans le sens des aiguilles d'une montre, de sorte que le contact 10 est fermé et que le moteur de manoeuvre 13 reçoit du courant de la conduite principale A par les conducteurs 39, 40, l'interrupteur de sureté 29 ferme et les conducteurs 12, 41.
Dès lors le moteur de manoeuvre se met en mouvement et fait tourner, d'après le dessin, la vis sans fin 14 dans le sens r des aiguilles d'une montre, de sorte que l'écrou balladeur 15 ainsi que l'extrémité de la tringle 16 qui s'y articule, se meut dans la direction de la flèche a, alors que l'autre extrémité 16a de la tringle pivote, dans le sens de la flèche d, autour du
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pivot 36a qui fonctionne en ce moment comme point fixe de pivote- ment.
Ce mouvement est transmis au piston creux 18 puis au pis- ton de réglage 23 encadré par les deux ressorts 19, gQ et, par l'intermédiaire de la tringle de liaison 24, à l'organe - non figuré - de réglage de la course de la pompe 1. il en ré- sulte que la course s'établit à une excentricité positive dans la zône t e et que la quantité débitée par la. pompe est propor- tionnellement augmentée. L'amplitude de la course dépend en ce- la toujours du temps pendant lequel le contact 10 resté fermé par la manoeuvre du levier commutateur 8 et pendant lequel le moteur de manoeuvre 13 est maintenu en marche.
L'amplitude du pivotement de l'axe de gouvernail, donc aussi la position du gouvernail, peut être à tout moment lue sur un indicateur-non figuré- de position du gouvernail qui est commandé par le méca- nisme 38.
Dans ce cas l'huile sous pression sort de la pompe par la conduite et va vers le moteur hydraulique 4, pendant que l'hui- le se trouvant dans le moteur hydraulique 5 est aspirée par la pompe 1, de sorte que les pistons des deux cylindres de travail 4, 5 se meuvent dans le sens de la flèche g et que l'axe 2 du gouvernail pivote, avec son gouvernail 7a, sous l'action de la pièce de liaison , dans le sens de la flèche h, c'est à dire vers tribord.
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Si, par contre, l'interrupteur-commuta-ceur 8 est manoeuvré en sens inverse des aiguilles d'une montre, on ferme le contact 9 et dès lors le moteur de manoeuvre 13 et la vis sans fin 14 y accouplée tournent en sens inverse des aiguilles d'une montre, de sorte que par l'intermédiaire de la tringle 16, du piston creux 18, du piston 23 et de la tringle de liaison 24 l'organe de réglage de la course de la. pompe se déplace dans le sens de la flèche c; il en résulte que la pompe est réglée pour une course négative, c'est à dire pour une excentricité négative, dans la zone -e, et pour une capacité correspondante dans le sens de propulsion inverse.
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Dans ce cas, c'est à dire lorsque le contact de l'inter- rupteur-commutateur est fermé, la pompe refoule par la conduite 3, de sorte que les mouvements décrits plus haut s'opèrent en sens inverse et dès lors l'axe du gouvernail 1 avec son gouver- nail 7a pivote dans le sens de la flèche i, c'est à dire vers bâbord.
Dans chaque cas le pivotement de l'axe de gouvernail 7 est retransmis en arrière, de la manière connue, au tringlage 16, en passant par un dispositif de renvoi rétrogradé, comprenant le levier 33, la tringle 34, le levier double 35 et la tige 36, de sorte que l'extrémité 16a de ce tringlage est ramenée autô- matiquement de sa position pivotée I dans sa position primitive II (position de départ) et dès lors, après avoir terminé chaque déplacement de gouvernail, la pompe est forcément ramenée à nouveau à une capacité nulle, pour éviter des déplacements exa- gérés du gouvernail.
Si maintenant, par suite d'un pivotement très rapide et de grande ampleur de l'axe du gouvernail, ou de dérangements tels le calage du gouvernail ou de certains de ses organes de trans- mission, la pression dans les moteurs hydrauliques monte forte- ment, cette surcharge se traduit, suivant le sens de propulsion de la pompe par une forte contre-pression aans la conduite 2 ou 3 en usage à ce moment là, ainsi que dans la conduite de dé- rivation 25 ou 26; il en résulte que le piston de réglage 23 est mis en action par l'orifice 21a de la gaine de ressort 21, respectivement par l'orifice 22a de la gaîne de ressort 22, ' et tend à réduire la course de la pompe.
Par suite du déplace- ment du piston ae réglage 23 qui en rzsulte dans le sens de la flèche d ou c, la pièce de contact 27 de la tringle 24 vient toucher le contact 28b respectivement 28a; le circuit auxiliaire de courant 30, 31, 32 est fermé sur l'interrupteur de sureté 29; celui-ci est mis sous tension et ouvre le circuit du courant passant par le contact resp. 10 de l'interrupteur-commutateur.
On obtient ainsi que, pour toutes les surcharges, le moteur de
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manoeuvre, qu'il soit enclanché pour rotation à gauche ou à droi- te, s'arrête automatiquement et instantanément, et est, de ce fait, protégé contre des sollicitations exagérées, même si on continue à manoeuvrer l'interrupteur-commutateur. On évite en même temps que la pompe ne soit contrainte de continuer à débi- ter, lorsque les pressions sont élevées, et de la sorte le mo- teur d'attaque de l'installation de gouvernail est également protégé contre des surcharges.
Pour l'exécution quelque peu différente d'après la figure 2a-2b, la nouvelle installation se distingue de celle conforme à la fig. la-16, en principe, par le fait que les deux moteurs hydrauliques a va-et-vient 4, 5 sont remplacés par un moteur hydraulique rotatif unique 42 qui, par exemple, attaque l'axe de gouvernail 2 au moyen d'un accouplement 43, d'une vis sans fin 44 et d'une roue à vis sans fin 45. De plus, le moteur hy- draulique est pourvu d'un dispositif de manoeuvre automatique complémentaire, composé d'un piston de déplacement 48 raccordé à l'organe de réglage de la course 46 du moteur hydraulique 42;
ce piston 48 est guidé dans un cylindre 47 et est contrarié d'un côté par un ressort à boudin 49, son autre face étant reliée, par l'intermédiaire de la conduite 50, d'une soupape de renverse- ment de marche 51 et de la conduite d'adduction 52 resp. 53, à la conduite sous pression respective 2. ou .
Le mode opératoire de cette exécution quelque peu différen- te d'après la figure 2a-2b correspond en principe à celui de la figure la-lb, avec cette différence cependant que le mouvement de rotation de l'arbre de sortie du moteur hydraulique 42 est transmis à la roue hélicoïdale 45 reliée à demeure à l'axe de gouvernail 2 par l'intermédiaire d'organes appropriés correspon- dants, par exemple un accouplement 43 et une vis sans fin 44.
Le dispositif complémentaire de déplacement du moteur hydrauli- que fonctionne de telle façon que la pression de liquide qui croit au fur et à mesure que la résistance à l'axe de gouvernail augmente, se transmet de la conduite sous pression g. ou 3 envisa-
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gée, au piston de déplacement 48 en passant par la conduite d'adduction ou 53, par la soupape de renversement de marche et par la conduite 50.
De ce fait ce piston se déplace en comprimant le ressort 49 et augmente la course de la partie motrice ; on réalise ainsi, à l'arbre de sortie du moteur hy- draulique, un plus grand moment de rotation utile correspondant à la plus forte résistance qui se présente à l'axe du gouver- nail, et simultanément la vitesse de rotation de cet arbre diminue dans les mêmes proportions. En même temps l'organe de renversement 51 agit de telle manière que, sous l'influence de la pression de la pompe, il ouvre la conduite d'adduction 52 ou 53 allant vers la conduite sous pression 2 ou 3, alors qu'il ferme l'autre conduite reliée à la conduite d'aspiration 3 ou 2.
Inversement, lorsque la résistance au pivotement diminue à l'axe de gouvernail 7, la pression de liquide dans la condui- te sous pression 2 ou 3 envisagée baisse, de sorte que la pous- sée du ressort 49 devient prépondérante et provoque le déplace- ment du piston 48, entraînant ainsi une réduction de la course du moteur. Il en résulte que le moment de rotation disponible à l'arbre de sortie du moteur hydraulique revient à sa valeur normale alors que la vitesse de cet arbre s'élève à une valeur correspondante.