Brevet FR2098368A1 — publié le 19720310

- 2098368 La présente invention concerne ion dispositif de synchronisation d'une machine asservie en vitesse et d'une machine pilote» Des dispositifs connus visant à ce "but corn-5 prennent par exemple un engrenage différentiel qui présente cependant certains inconvénients notamment du fait que la position synchrone des deux machines varie considérablement suivant les vitésseso Si la charge de la machine asservie dépasse la capacité de son moteur dcentraînement* il est nécessaire de prévoir 10 des moyens pour shunter l'engrenage différentiel dans lesquels ce dernier serait endommagé s'il n-avait pas été convenablement prévu pour transmettre la puissance de la machine pilote à la machine asservie» Un autre inconvénient réside dans le fait que tout le système est fréquemment soumis à des oscillations au 15 cours de modifications rapides de la vitesse» Des organes produisant des signaux électriques ont également été proposés et placés sur la machine pilote et sur la machine asservie » Ces signaux recherchent la position synchrone de leur machine respective pour commander le moteur 20 d'entraînement de la machine asservie* Les inconvénients de tels dispositifs c, en dehors du prix élevé et des difficultés évidentes pour localiser les défectuosités possibles et effectuer les réparations, sont en premier lieu que le moteur d'entraînement 71 25527 2 2098368 de la machine asservie, qui à ce moment là doit être un moteur électrique, est sensible aux variations de charge spécialement aux faibles allures» Il est en outre difficile d'obtenir un couple élevé de démarrage0 Dans le cas de dispositifs de com-5 mande hydrauliques, il est usuel d'avoir une vanne de commande dans la conduite d'alimentation et/ou d'évacuation» Cela n'est cependant pas satisfaisant lorsque l'on exige de deux machines de fonctionner en synchronisme exact» La présente invention concerne un dispositif 10 de synchronisation dans une installation où la machine asservie en vitesse au moins comprend un organe commandé hydrauliquement» Le but de l'invention est de fournir un dispositif simple et sûr, qui,, sans imposer -une charge aux machines, recherche la vitesse et la position synchrones dê la machine pilote et main-15 tient la vitesse de la machine asservie à une valeur'telle que la position synchrone de-la machine asservie varie de quelques degrés seulement» Conformément à l'invention une vanne de commande est placée dans la tuyauterie entre le moteur d'entraîné-20 ment hydraulique de la machine asservie et les organes de pompage hydraulique correspondants, ladite vanne de commande possédant un organe entraîné par la machine pilote et un organe mécaniquement indépendant de 1'organe précité et entraîné dans le même sens par la machine asservie, lesdits organes commandant le 25 débit de fluide hydraulique en fonction de leur position relative o Une électrovanne à solénolde est placée en outre dans la tuyauterie» Un interrupteur indicateur fournit des signaux à 1'électrovanne et comprend un premier organe de contact commandé par la machine pilote et un second organe de contact commandé 50 par la machine asservie, ledit interrupteur étant de plus construit de façon à émettre un signal plaçant 11 électrovanne dans une position d'ouverture de la tuyauterie dans une seule position relative des organes de contact» Deux modes de réalisation de l'invention seront 55 décrits plus loin èn référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 représente schématiquement le circuit hydraulique reliant deux machines et conforme à un mode de réalisation de l'invention 5 la figure 2 représente une section longitudina-40 le d'une vanne à quatre voies formant une partie de la figure 1; 71 25527 2098368 la figure 3 représente une section suivant III-III de la figure 2 ; la figure 4- représente une section suivant IV-IV de la figure 2 et, à une plus large échelle, une section 5 de la vanne à quatre voies de la figure 1 | et la figure 5 représente un autre mode de réalisation de l'invention.. L'installation représentée sur la figure 1 comprend une première machine pilote 10 et une machine asservie en vitesse 11» La première machine 10 effectue un certain usinage d'une pièce qui plus tard est usinée sur la machine llo La machine 10 peut être équipée de dispositifs d'alimentation et la machine 11 d'un récipient correspondant pour la pièce transmise par la machine 10„ Pour cette raison il est important que le dé-^5 placement angulaire entre la position synchrone des machines soit aussi petit que possibleo La machine asservie 11 est commandée hydrauliquement ou comporte un organe principal qui est entraîné hydrauliquemento La puissance d'entraînement est obtenue dans ce cas par un moteur hydraulique 12 à vitesse constante et alimenté 20 par un fluide hydraulique au moyen d'organes de pompage désignés globalement par 13 et comprenant une pompe 14 fournissant du fluide sous une pression constante mais à un taux variant automatiquement o Les conduites sous pression provenant de la pompe sont désignées par 15a et 15b et les conduites de retour prove-25 nant du moteur sont désignées par 16b et 16a respectivement0 Entre les portions a et b respectivement dans la conduite se trouve une vanne à quatre voies 17 qui a pour but de commander l'alimentation du fluide de commande.» Cette vanne consiste essentiellement en un 30 manchon rotatif extérieur 18 équipé de quatre orifices 19, 20,21 et 22 respectivement espacés de 90° les uns par rapport aux autres, et un corps de vanne rotatif 23 placé à l'intérieur du manchon possédant deux ailettes 24 et 25 respectivement* Le corps 23 est mécaniquement indépendant du manchon dans la mesure où il 35 peut tourner librement à l'intérieur de ce dernier <> Dans le mode de réalisation décrit, le manchon. 18 est mû dans le sens des aiguilles d'une montre par la machine asservie 11 et le corps 23 est également mû dans le sens des aiguilles d'une montre par la machine d'entraînement 10«, L'orifice 40 19 est-relié à la conduite 15a» l'orifice 20 à la conduite 15b, 71 25527 2093368 l'orifice 21 à la condxiite 16a et l'orifice 22 à la conduite 16b» Dans la position relative entre le manchon et le corps de vanne représentée à la figure 1 (et à la figure 4) 5 une certaine quantité de fluide hydraulique est fournie au moteur d'entraînement» Si la machine pilote est retardée, la machine asservie ne peut fonctionner que lorsque le manchon a tourné suffispmment pour fermer les orifices 20 et 22 par les ailettes 24 et 25 » l'alimentation en fluide du moteur d'entrai-10 nement 12 est alors interrompue (ce qui équivaut à la position représentée par les lignes en trait interrompu sur la figure 4)0 Lorsque la machine pilote 10 est accélérée le corps de vanne 23 pivote dans le sens des aiguilles d'une montre et le passage vers le moteur hydraulique 12 est à nouveau ouvert» Le manchon 15 18 tourne ensuite dans le sens des aiguilles d'une montre et les ailettes 24 et 25 sont placées dans une position d'équilibre par rapport aux orifices 19 et 21 de telle sorte que les deux machines puissent fonctionner en synchronisme» Si la vitesse de la machine 10 augmente, les ailettes 24 et 25 recouvrent une plus 20 petite portion des orifices 19 et 21, ce qui entraîne une augmentation de l'alimentation en fluide de commande du moteur d'entraînement 12» Les ailettes 24 et 25 sont conçues de préférence de telle sorte que seul un faible changement angulaire soit 25 nécessaire pour fermer complètement ou ouvrir complètement le passage ce qui entraîne un déplacement angulaire dû aux variations de vitesse très faible» Afin d'obtenir un fonctionnement régulier du moteur d'entraînement 12 ainsi que de la machine asservie, l'ailette 25 doit être un peu plus large que l'orifice 21 30 comparée avec la taille relative de l'ailette 24 et de l'orifice 19 (voir figure 4)» * Le flux de retour provenant du moteur d'entraînement sera donc réduit un peu plus tôt que celui de la conduite d'alimentation d'où une certaine contre-pression qui est maintenue dans la conduite de retour» Ceci aide à stabiliser le 35 moteur d'entraînement et à équilibrer le corps de vanne» La forme de la vanne à quatre voies est représentée sur les figures 2 à 4» Le manchon 18 est monté sur un arbre 26 qui tourillonne dans un logement 27 auquel sont fixées respectivement les conduites 15a, 15b et 16a* 16bo Ces condui-40 tes sont , reliées d'une manière connue en soi, à des rainures 71' 25527 2090368 périphériques pratiquées dans le logements rainures qui sont séparées axialement et qui coopèrent avec des alésages radiaux pratiqués dans l'arbre et dans le manchon 18o Chaque alésage est prolongé par un passage axial qui aboutit à un 5 orifice 19 à 22 pratiqué dans 1:enveloppe externe du manchon» Un pignon 28 est relié au manchon et commandé de façon appropriée par la machine suiveuseo Le corps de vanne 23 touril-lonne dans le manchon et un second pignon 30 est monté sur un arbre 29 prolongeant le corps de vanne» Ce pignon est com-10 mandé de façon appropriée par la machine pilote» Les parties rotatives sont équipées de paliers et joints d'étanchéité appropriés» Le fonctionnement de la vanne est d'un type connu et n'est pas expliqué en détail» Un interrupteur indicateur 31 empêche les deux 15 machines de fonctionner dans une position décalée de 180° par rapport à la position synchrone désirée, c est-à-dire dans une position où l'ailette 24 coopérerait avec l'orifice 21 e L'interrupteur 31 comprend un premier organe de contact 32 qui tourne en synchronisme avec la machine pilote 10 et un second 20 organe de contact 33 tournant en synchronisme avec la machine asservie 11» Le courant électrique ne peut passer vers l'é-lectrovanne 34 placée dans la conduite 15a, 16a lorsque ces organes de contact sont dans une position relative appropriée dans laquelle il est possible de mettre en marche la machine 25 11» Au moyen de relais conçus de façon appropriée il est possible d'interrompre de façon permanente l'alimentation en courant de 1'électrovanne 34 si la machine asservie 11, et donc également l'organe correspondant de l'interrupteur sort de sa position de synchronisme, par exemple lors d'une surchar-30 ge de la machine 11» La machine asservie est alors stoppée sans influencer la machine pilote ou être influencée par cette dernière. Le circuit hydraulique peut nsturellement comporter des vannes permettant le fonctionnement de la machine 35 asservie complètement indépendamment de la machine 10 et si le moteur hydraulique est conçu de façon appropriée, le système tout entier peut être réversible» La figure 5 représente un dispositif utilisé dans le cas de machines non réversibles, qui constitue une 40 version simplifiée du dispositif selon la figure 1» La machine 1 25527 6 2098368 pilote est désignée par 10 et la machine asservie en vitesse par 11o Le moteur de commande hydraulique 12 de cette dernière est alimenté en fluide d'entraînement au moyen d'une pompe 14 à partir d'un réservoir 13 et alimentant le moteur en fluide au moyen de la conduite 15 le fluide étant renvoyé par la conduite 16 au réservoir 13» L11 électrovanne à solénoïde 34 est placée dans les deux conduites mais la vanne de commande 40 est ici reliée seulement avec la conduite de retour 16» La vanne de commande comprend un corps de vanne intérieur 41 commandé par la machine pilote 10 et un manchon extérieur 42 commandé par la machine asservie <> Le manchon est muni de deux orifices 43 et 44 et le corps de vanne 41, qui est ici un cylindre solide, est traversé de part en part et diamétralement par le passage 45 o Ce derniejfTSBt; un peu plus large à l'extrémité devant coopérer avec l'orifice 43» Il est évident que la position relative des orifices du manchon extérieur et des orifices du passage détermine le débit de fluide s'écoulant à travers la vanne de commandée L'interrupteur indicateur 31 est du même type que celui décrit en relation avec la figure 1 | il est muni d'organes de contact 32 et 33 commandés respectivement par la machine pilote et la machine asservie« 1 25527 y 2098368 REVENDICATIONS 1. Dispositif de synchronisation d'une machine asservie en vitesse reliée à une machine pilote, la machine asservie au moins comprenant un organe commandé hydrau-liquement, caractérisé par le fait qu'il comprend une vanne de commande placée dans le circuit hydraulique entre tin moteur de commande hydraulique de la machine asservie et des organes de pompage hydrauliques ; ladite vanne de commande possédant un organe commandé par la machine pilote et un organe mécaniquement indépendant du premier organe et commandé dans la même direction que le précédent par la machine asservie, la position relative desdits organes déterminant le débit de fluide hydraulique ; line électrovanne également placée dans le circuit hydraulique ; et un interrupteur indicateur fournissant des signaux à ladite électrovanne et comprenant un premier organe de contact commandé par la machine pilote et un second organe de contact commandé par la machine asservie et tel qu'il émette un signal plaçant 1® électrovanne dans line position correspondant à l'ouverture de la tuyauterie dans une seule position relative des organes de contact précitéso 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la vanne de commande est une vanne à quatre voieso 3- Dispositif selon la revendication 2 caractérisé par le fait que la vanne à quatre voies comprend un manchon rotatif commandé de préférence par la machine asservie monté dans un logement fixe ayant quatre alésages radiaux ainsi qu'un corps de vanne muni de deux ailettes commandé de préférence par la machine pilote,, 4-o Dispositif selon la revendication 3 caractérisé par le fait que l'ailette coopérant avec -un alésage d'échappement est plus large que 1!ailette coopérant avec un alésage d'admission»