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VARIATEUR DE VITESSE.
La présente invention est relative à un variateur dont la varia- tion de vitesse est provoquée par un servo-moteur-électrique à marche réver- sible dont l'alimentation peut être coupée par la rencontre, avec des butées, d'interrupteurs mobiles avec une pièce déplacée pendant la variation de vi- 'tesse.
On connaît des variateurs de ce genre dans lesquels la variation de vitesse est provoquée par un servo-moteur pendant tout le temps où on main- tient fermé un interrupteur à main situé dans le circuit d'excitation d'un relais électromagnétique qui, lorsqu'il est excité, ferme le circuit d'alimen- tation du servo-moteur. Ces variateurs de vitesse sont en outre pourvus de butées de fin de course qui, dans le cas où l'opérateur oublie d'ouvrir l'in- terrupteur dans le circuit d'excitation du relais, ouvrent automatiquement d'autres interrupteurs situés dans les circuits d'alimentation du servo-mo- teur et portés par une pièce mobile pendant la variation de vitesse..
Ces derniers interrupteurs sont au nombre de quatre ou de deux sui- vant que le relais électro-magnétique est simple ou double.
Avec ces variateurs de vitesse, la variation de la vitesse doit être surveillée jusqu'au moment où la nouvelle vitesse désirée est atteinte puisqu'il faut maintenir l'interrupteur du circuit d'excitation du relais électromagnétique fermé jusqu'à ce moment.
La présente invention a comme objet un variateur du genre qui est en outre équipé de façon à permettre une présélection d'une nouvelle vitesse et de façon que la variation de vitesse cesse automatiquement quand la vites- se désirée est atteinte, même si on continue maintenir fermé l'interrup- teur du circuit d'excitation du relais électromagnétique;
A cet effet, dans le variateur de vitesse suivant l'invention, l'a- limentation du dit servo-moteur est contrôlée par deux butées mobiles avec un organe de présélection de la vitesse qui les place sur le trajet des inter- rupteurs susdits, dans des positions telles qu'en ouvrant ces interrupteurs quand ceux-ci les-rencontrent, elles provoquent l'arrêt du servo-moteur au moment où la vitesse présélectée est atteinte.
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En d'autres termes, les butées de fin de course de position fixe dans les var-iateurs connus sont 'remplacées par des butées mobiles dont la po- sition dépend de celle de l'organe de présélection.
Suivant une forme-d'exécution particulière, les butées susdites sont constamment -sollicitées par des ressorts vers une- position pour laquel- le elles ouvrent les-interrupteurs susdits qui sont montés sur une pièce mo- bile pendant-la variation de-vitesse et située entre les deux butées sudites.
En outre, ceelles ci sont déplacables séparément et parallèlement aux trajets de la pièce susdite pendant la variation de=vitessesous la commande de l'or- gane de présélection. Enfin, les ressorts susdits sont réalisés de- façon à maintenir en-conta-et pendant- la- variation de-vitesse-, la pièce portant les interrupteurs et celle des deux butées mobiles qui n'a pas été éloignée de cette pièce par la manoeuvre de l'organe de présélection.
Dans une autre forme d'exécution particulière-, les butées. susdites- sont constituées par les deux profils d'une ame double vers lesquels les in- terrupteurs susdits sont constamment sollicités par des ressorts et cette ca- me est déplaçable parallèlement au trajet suivi par la pièce susdite pendant la variation de vitesse, sous la commande de l'organe de présélection.
D'autres particularités et détails de l'invention apparaîtront au cours de la description des dessins annexés au présent mémoire, qui représen- tent schématiquement, et à titre d'exemple seulement, quelques formes d'exé- cution du variateur de vitesse suivant l'invention.
La figure 1 est une représentation schématique d'une première for- me d'exécution de ce variateur.
Les figures 2 et 3 représentent schématiquement le même variateur dans deux positions différentes de certains de ses éléments.
La figure 4 est une représentation schématique d'une autre forme d'exécution du variateur suivant l'invention.
La figure 5 représente le même variateur qu'à la figure 4 pour une autre position de certains de ses éléments.
Les figures 6 et 8 représentent schématiquement trois autres for- mes d'exécution du variateur suivant l'invention.
Dans ces différentes figures, les mêmes notations de référence dé- signent des éléments identiques.
A la figure 1, on a représenté un réseau triphasé dont les trois fils de ligne sont désignés par R, S et T. Ce réseau peut alimenter, lors de la fermeture d'un interrupteur tripolaire 2, un moteur 3 dont la mise en marche dans un sens,l'arrêt ou la mise en marche dans le sens opposé, sont contrôlés par un commutateur inverseur 4. L'arbre 5 du moteur 3 peut entrai- ner par des courroies 6 l'arbre d'entrée 7 du mécanisme 8 dans lequel s'opè- re la variation de vitesse proprement dite. La rotation de l'arbre de sortie 9 de ce mécanisme est transmise par des courroies 10 à un arbre 11 qui peut donc tourner à des vitesses variables comprises à l'intérieur d'une certaine gamme dépendant du fonctionnement du variateur proprement dit 8.
Le mécanisme de variation de vitesse 8 représenté à la figure 1 est supposé être du type connu dans lequel la variation de vitesse est pro- voquée par la translation d'une pièce 12 soit dans le sens de la flèche A soit dans le sens de la flèche B. Cette pièce 12 est, à cet effet, fixée sur une tige 13 mobile axialement et pourvue d'une partie filetée 13' enga- gée dans une partie taraudée 14 qui est empêchée de se déplacer axialement mais qui peut être mise en rotation par un réducteur de vitesse à roues héli- coïdaldes 15 actionné par un servo-moteur triphasé à marche réversible 16.
L'alimentation de ce servo-moteur 16 est contrôlée par un relais électromagné- tique 17 dont la bobine d'excitation 18 est connectée à une de ses extrémités à la phase T du réseau lorsque l'interrupteur tripolaire 2 est fermé. L'autre extrémité de cette bobine d'excitation 18 est connectée à un conducteur 19 aboutissant à une des bornes d'un interrupteur 20 qui est fermé en même temps que le commutateur inverseur 4. L'autre-borne de cet interrupteur est connec-
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tée par un conducteur 21 à un interrupteur à main 22 constamment sollicité à occuper sa position d'ouverture. Cet interrupteur à main 22 est relié par un conducteur 23 aboutissant à une-.des bornes d'un pont du relais électroma- gnétique 17 différent des trois ponts par lesquels ce relais peut alimenter le servo-moteur 16.
L'autre borne de ce quatrième pont est reliée électri- quement au-conducteur 19.
Des conductures 24 et 25 reliés aux phases R et S, après fermeture de l'interrupteur tripolaiire 2 du réseau, aboutissent respectivement à une paire d'interrupteurs 26 et 27 et à une autre paire d'interrupteurs 28 et 29.
Ces interrupteurs 26 à 29 sont constamment sollicités à occuper leur position de fermeture mais à la figure 1 ils sont représentés dans la position d'ouver- ture parce que des butées mobiles, dont il sera question plus loin, les main- tiennent dans cette position.
Ces interrupteurs sont entraînés soit dans le sens de la flèche A, soit dans le sens de la flèche B par la pièce 12 pendant la variation de la vitesse. Les interrupteurs 26 et 29 sont reliés électriquement à un con- ducteur 30 aboutissant à un des ponts du relais électromagnétique 17 tandis que les interrupteurs 27 et 28 sont reliés électriquement par un conducteur 31 à un deuxième pont de ce relais électromagnétique.
Suivant que l'interrupteur 26 ou 29 est fermé, le premier pont est relié à la phase R ou à la phase S. Ces deux interrupteurs, qui sont norma- lement ouverts, ne peuvent jamais être fermés simultanément comme cela appa- raitra plus loin.
Suivant que l'interrupteur 27 ou 28 est fermé, le deuxième pont du relais électromagnétique est relié à la phase R ou à la phase S. Ces deux interrupteurs, qui sont normalement ouverts, ne peuvent pas être fermés simul- tanément comme cela apparaîtra plus loin. De plus, lorsque l'interrupteur 26 est fermé, il en est de même de l'interrupteur 28 de sorte que le premier et le deuxième pont sont alors connectés repsectivement aux phases R et S.
De même, les interrupteurs 29 et 27 sont toujours fermés simultanément de sorte que pendant leur fermeture, les premier et deuxième ponts sont connec- tés respectivement aux phases S et R du réseau. Le -:conducteur 31 est relié électriquement par un conducteur 32 au .conducteur 23.
Quant au troisième pont du relais électromagnétique, il est connec- té en permanence par une de ses bornes à la phase T du réseau lorsque l'inter- rupteur général 2 est fermé. Dès lors, on comprend que la fermeture simulta- née des interrupteurs 26 .et 28 ou des interrupteurs 27 et 29 a comme effet d'in- ,verser le sens de rotation du servo-moteur 16 dont l'inducteur est désigné par 16' et, par.conséquent, de déplacer la pièce 12 dans un sens ou dans l'au- tre.
Le sens de rotation du servo-moteur 16 et le mécanisme d'entraîne- ment de la pièce 12 sont combinés de telle sorte que cette pièce se déplace dans le sens de la flèche B lorsque les interrupteurs 27 et 29 sont fermés.
Il résulte de ce qui,précède que lorsque les interrupteurs 26 et 28 sont fer- més, la pièce 12 se déplace dans le sens de la flèche A.
Une tige 33 peut être déplacée suivant son axe dans une direction parallèle à la direction du.mouvement de translation de la pièce 12, par l'in- termédiaire d'une'crémaillère-34 qui engrène avec un pignon 35. Celui-ci est solidaire d'une poulie 36 sur laquelle passe-un câble 37 guidé dans des gaines 38 et passant e outre sur une poulie 39 qu'on peut faire tourner en manoeu-,. vrant un levier 40 solidaire d'une aiguille 41 mobile devant une graduation 42.
Deux manchons 43 et 44 peuvent coulisser sur la tige 33. Il sont constamment sollicités par des ressorts 45 et 46 vers la pièce 12 portant les interrupteurs 26 à 29. Quand ils sont au contact de ces interrupteurs, ceux- ci sont ouverts comme représenté à la figure 1. Les manchons 43 et 44 cons- tituent les butées mobiles dont il a été question précédemment.
La tige 33 porte une bague 47 située entre les deux manchons 43 et 44 de façon à éloigner, soit le manchon 43, soit le manchon 44, respecti-
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vement des interrupteurs 26 et 28 ou des interrupteurs 27-et 29 suivant que la tige 33 est déplacée dans le sens de la flèche A ou de la flèche B. Des fusibles 67 et 68 sont prévus dans les circuits d'alimentation du moteur 3 et du servo-moteur 16.
Si, en partant de la position des éléments représentésà la figure 1, on ferme le commutateur, inverseur 4 ainsi que 1'interrupteur 20, l'induc- teur 3' du moteur 3 est alimenté et entraîne l'arbre 11 par l'intermédiaire du variateur de vitesse. Si on ferme alors l'interrupteur à main 22, le re- lais électromagnétique 17 n'est pas actionné parce que, bien qu'une des ex- trémités de la bobine d'excitation 18 soit reliée à la phase T, l'autre extré- mité de cette bobine n'est reliée à aucune des deux autres phases parce que le conducteur 31 aboutit aux deux interrupteurs 27 et 28 qui sont ouverts.
Si, avant de fermer l'interrupteur à main 22, on déplace le levier 40 de façon à l'amener dans une position telle que celle représentée à la fi- gure 2, le manchon 44, déplace par la tige 33 de la façon décrite ci-dessus, occupe alors une position telle que celle représentée à cette figure et, de ce fait, les interrupteurs 29 et 27 sont fermés.
La fermeture de l'interrupteur à main 22 peut être réalisée en dé- plaçant l'organe de présélection constitué par le levier 40 dans la direction de la flèche C de la figure 1. Ce mouvement supplémentaire du levier 40 ne modifie en rien la position' de présélection qu'il occupe et qu'on peut lire sur la graduation 42 en face de l'aiguille 41.
Lorsque l'interrupteur à main 22 est fermé, la bobine d'excitation 18 est parcourue par un courant parce que le conducteur 31 aboutit à l'inter- rupteur 27 qui est maintenant fermé et qui est relié par un conducteur 24 à la phase R. Le relais électromagnétique occupe donc, de ce fait, la position représentée à la figure 2. Pour cette position, le servo-moteur 16 est alimen= té et sa rotationprovoque le déplacement de la pièce 12 et des interrupteurs 26 à 29 dans le sens de la flèche B. Pendant Ce déplacement des interrupteurs 26 à 29, le manchon 43 continue à s'appliquer contre eux sous l'action du res- sort 45.
Il importe de noter que le quatrième pont du relais électromagné- tique 17 est monté en dérivation sur l'interrupteur à main 22 de sorte que si on cesse de maintenir le levier 40 dans la position pour laquelle il fer- me l'interrupteur à main 22, après que le relais électromagnétique a été ame- né dans la position où il est représenté à la figure 2, la bobinéd'excitation 18 continue à être alimentée comme pendant la fermeture de l'interrupteur à main 22.
Le déplacement de la pièce 12 dans le sens de la flèche B, qui a pour effet de faire varier la vitesse transmise à l'arbre 11 dans le sens dé- siré, continue jusqu'au moment où les interrupteurs 27 et¯29 viennent appuyer contre le collet formant butée du manchon 44. La rencontre de ces interrup- teurs¯avec cette butée, dont la position dépend de celle de l'aiguille 41, a pour-conséquence de couper les circuits électriques qui passent par ces deux interrupteurs. Cela entraîne la coupure du courant dans la bobine d'excita- tion 18 et, de ce fait, le relais électromagnétique 17 revient dans une posi- tion telle que celle représentée à la figure 1 pour laquelle le servo-moteur 16 n'est pas alimenté.
En combinant convenablement les positions respectives de la tige 13 du variateur 8 et les graduations du cadran 42, on obtient facilement que la vitesse réalisée par l'action du variateur 8 au moment de cet arrêt du servo-moteur 16 soit bien celle indiquée sur le cadran 42.
Supposons maintenant qu'au lieu de déplacer le levier de présélec- tion 40 vers la..gauche, comme à la figure 2, on le déplace vers la droite, comme représenté à la figure 3. Ce nouveau déplacement a pour effet de pré- sélectionner une autre vitesse de rotation de l'arbre 11.
Ce nouveau déplacement du levier 40 a comme effet de provoquer le déplacement de la tige 33 dans le sens de la flèche A jusqu'à ce que le man- @
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chon 43 soit amené dans la position représentée, pour laquelle les interrup- teurs 26 et 28 sont fermés tandis que les interrupteurs 27 et 29 sont restés ouverts par suite de la détente du ressort 46 qui a maintenu le collet du man- chon 44 contre ces derniers interrupteurs.
Si maintenant on abaisse le levier 40 de façon à fermer l'interrup- teur à main 22 (position représentée en traits mixtes) le courant passe à nou- veau dans la bobine d'excitation 18 et le relais électromagnétique 17 est a- mené dans la position pour laquelle le servo-moteur 16 est alimenté.
Mais comme on petit s'en rendre compte en suivant les circuits élec- triques des figures 2 et 3, le conducteur 31, au lieu d'être connecté à la phase R par l'intermédiaire de l'interrupteur 27,est maintenant connecté à la phase S par l'intermédiaire de l'interrupteur 28 tandis que le conducteur 30, au lieu d'être connecté à la phase S par l'intermédiaire de l'interrup- teur 29, est connecté à la phase R par l'intermédiaire de l'interrupteur 26.
Le servo-moteur 16 tourne donc dans le sens opposé à celui dans lequel il tournait dans le cas de la figure 2.
La tige 13 se déplace donc cette fois dans le sens de la flèche A et la variation de vitesse du variateur 8 se fait dans le sens contraire à celui réalisé dans le cas de la figure 2.
Cette variation se pousuit jusqu'au-moment où les interrupteurs 26 et 28 rencontrent le collet du manchon 43 ce qui a pour conséquence d'ou- vrir ces interrupteurs et de couper l'alimentation de la bobine d'excitation 18 ainsi que du'servo-moteur 16. Lorsque celui-ci s'arrête, la vitesse attein- te par l'arbre 11 correspond à celle indiquée par la graduation du cadran 42 devant laquelle l'aiguille 41 est arrêtée à la figure 3.
Au lieu de comprendre quatre interrupteurs tels que 26, 27, 28 et 29 associés à un relais électromagnétique simple 17, on peut évidemment n'utiliser que deux interrupteurs associés à un relais électromagnétique dou- ble. Dans ce cas, chaque interrupteur commande un relais qui assure la rota- tion du servo-moteur 16 dans un sens opposé à celui obtenu par la fermeture de l'autre relais sous le contrôle de l'autre interrupteur.
Les figures 4 et 5 représentent, à titre d'exemple, un variateur de vitesse réalisé de cette façon. A la figure 4, on voit un relais élec- tromagnétique double 48 qui comprend deux relais électromagnétiques simples 49 et 50. Les bobines d'excitation de ceux-ci sont désignées respectivement par 51 et 52. Ces deux bobines sont reliées par un conducteur 53 à l'inter- rupteur à main 22 qui est lui-même relié par un conducteur 54 à une des bor- nes du quatrième pont des deux relais simples 49 et 50. Les deux autres bornes de ces quatrièmes ponts sont également reliées au conducteur 53.
Après fermeture de l'interrupteur tripolaire 2, les phases R, S, T sont reliées respectivement à une des bornes des premier, deuxième et troi- sième ponts de chacun des relais simples 49 et 50. Les deux autres bornes du premier pont des deux relais simples 49 et 50 sont reliées entre elles.
La deuxième borne du deuxième pont du relais 49 est reliée à la deuxième bor- ne du troisième pont du relais 50 tandis que la deuxième borne du troisième pont du relais 49 est reliée à la deuxième borne du deuxième pont du relais 50.
Les extrémités des bobines d'excitation 51 et 52, opposées à cel- les reliées au conducteur 53 sont elles-mêmes reliées par des conducteurs 55 et 56 à deux interrupteurs 57 et 58 déplacés d'un mouvement de translation avec la pièce 12. Les interrupteurs 57 et 58 sont reliés par un conducteur 59 à la phase R lorsque l'interrupteur 20 est fermé en même temps que le commutateur inverseur 4.
A la figure 4, tous les éléments sont immobiles parce qu'aucun circuit électromagnétique n'est fermé. A la figure 5, il se produit une variation de vitesse provoqué par un déplacement de la tige 13 dans le sens de la flèche B parce que le relais 50 est fermé au moment de la fermeture de l'interrupteur à main 22. La variation de Vitesse se produit jusqu'au mo- ment où l'interrupteur 58 est,ouvert¯par sa rencontre avec le collet du man-
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chon 44 dont la position a été déterminée par le déplacement du levier 40 jusque dans la position représentée.
On peut remplacer les manchons 43 et 44 des figures 4 et 5 coulis- sant sur la tige 33 et appliqués par les ressorts 45 et 46 contre les inter- rupteurs 57 et 58 par un seul manchon 60 (figure 6) fixé sur la tige 33. Ce manchon 60 a une forme générale cylindrique mais ses extrémités sont tronco- niques comme représenté en 61 et 62. Les interrupteurs 57 et 58 prennent ap- pui contre ce manchon par l'intermédiaire de. poussoirs 63 et 64 constamment sollicités vers l'axe de la tige 33 par des ressorts 65 et 660 Les poussoirs 63 et 64 prennent appui sur le manchon 60 à une distance égale à la longueur de la partie cylindrique de ce manchon.
Celui-ci constitue avec ses extrémi- tés tronconiques '61 et 62 une came double déplaçable parallèlement au trajet suivi par la pièce 12 pendant la variation de vitesseo
Comme on peut s'en rendre compte facilement, le déplacement du le- vier de présélection 40 dans un sens ou dans l'autre à partir de la position représentée à la figure 6 à comme effet de maintenir dans la position d'ouver- ture l'un des interrupteurs 57 et 58 et de permettre de l'autre de ces inter- rupteurs de se fermer sous l'action du ressort correspondant 65 ou 66.
Par conséquent, au moment de la fermeture de l'interrupteur à main 22, c'est l'un ou l'autre des relais électromagnétiques simples 49 ou 50 qui est ferma et qui détermine la rotation du servo-moteur 16 dans un sens ou dans l'autre jusqu qui queles interrupteurs 57 et 58 soient à nouveau tous les. deux sur la par- tie cylindrique du manchon 60.
Cette forme d'exécution de l'invention:est également applicable au cas d'emploi de quatre interrupteurs (tels que les interrupteurs 26 à 29 des figures 1 à 3), associés à un relais électromagnétique simple tel que le relais 17 des figures 1 à 3.
A la figure 7, on a représenté un variateur de vitesse suivant l'invention dont le moteur à courant'continu 3" et le servo-moteur à'cou rant continu 16" peuvent lors de la fermeture de l'interrupteur bipolaire 2', être alimentés en courant continu à partir d'un réseau représenté par des conducteurs 69 et 70. Le relais électromagnétique simple 17 ne comprend,plus que trois ponts puisqu'il suffit d'inverser le sens du courant dans l'induc- teur 16' à l'aide de deux de ces ponts pour faire changer le sens de rotation du servo-moteur 16.
Comme dans la forme d'exécution des figures 1 à 3, ce relais élec- tromagnétique simple est associé à quatre interrupteurs tels que 26, 27, 28 et 29.
A la figure 8, on a représenté une autre variante du vàriateur de vitesse suivant l'invention, à moteur de-commande 3" alimenté en courant con- tinu,et à servo-moteur'16" alimenté en courant continu sous le contrôle d'un relais électromagnétique double 48 associé à deux interrupteurs 57 et 58 com- mandés comme à la figure 6.
Il est évident que l'invention n'est pas exclusivement limitée aux formes d'exécution représentées et que bien des modifications peuvent être apportées dans la forme, la disposition et la constitution de certains des é- léments intervenant dans sa réalisation,à condition que ces modifications ne soient pas en contradiction avec l'objet de chacune des revendications sui- vantes.
REVENDICATIONS.
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