Brevet FR2066898A1 — publié le 19710813

La présente invention concerne un dispositif pour la misé en position de démarrage automatique de machines motrices et opé oratrices, qui est prévu notamment pour des installations qui doi- vent être commandées automatiquement, c'est-à-dire dans lesquelles l'engagement du pignon d'entraînement du dispositif de démarrage dans le roue d'entraînement de 1 machine à démarrer exigeait jus qu a ce jour des efforts importants et une mande attention. On pense notamment à ce sujet au dénlacement des parties mobiles de machines durant leur montage et/ou au cours de réparations. De plus, le disositif est prévu pour être utilisé dans des installations de propulsion de bateaux, cur surtout, dans ce cas, une mise en position de démarrage des machines est inévitable du fait des cycles de manoeuvre constamment répétés. Comme on le sait, la mise en position de démarrage de machines s'effectue dans de nombreux cas de manière tra.ditionnelle au moyen d'un levier qui est engagé dans le volant. Cette méthode exige une énergie très grande et est dangereuse sinon impossible surtout pour des machines ayant des masses importantes en mouvement. Par tailleurs, on connaissait des dispositifs de mise en position de démarrage actionnés mécaniquement, par exemple avec de l'air comprimé ou par une commande lectrique, dans lesquels le pignon d'attaque en prise sur un arbre cannelé dans le dispositif de mise en position de démarrage est engagé à la main. Bien que ce genre de dispositifs de mise en position de démarrage supprime presque toute dénense d'énergie, une grande attention de la part du personnel de service est encore nécessaire pour supprimer un endommagement du mécanisme à roues du dispositif de mise en position de démarrage du fait d'un accouplement incorrect ou pour inviter des incidents du fait de la concentration apportée au seul dispositif de mise e position de démarrage et à la non surveillance des autres parties dégagées de la commande de la tchine c'f démarrer. Dans les installations connues jusqu'ici, il suait nécessaire d'employer un personnel de contrôle supplémentaire. Même les moteurs de mise en position de mrrage proposés et connus avec engrenage hélicoïdal actionné par aimant pour la course du pignon ne sont ps appropriés pour les disnositifs de mise en position de démarrage, en particulier pour des installa tions de machines importantes car elles débitent~en même temps le couple de rotation complet lors de l'engagement du pignon et doivent vaincre des forces d'inertie importantes. Une destruction du pignon par rupture des dents est alors inévitable. On ne connaissait jusqu'à ce jour aucune installation de mise en position de démarrage qui soit commandée automatiquement. Le bt de l'invention est de créer un dis-ositif de mise en oosition de démarrage qui permette d'effectuer le positionnement automatique et à partir d'un endroit'quelconque, un facteur de sécurité le plus levé possible devant être atteint pour le personnel de service et la machine elle-m8me. L'invention se propose donc de créer une installation de positionnement dans laquelle, en utilisant les éléments connus tels qu'un moteur de positionnement avec arbre cannelé et pignon d'entraînement sur ressorts, on emploie un couplage qui permette un nositionnement automatique avec un maximum de sécurité, le processus de positionnement s'effectuant seulement quand le pignon d'entraînement a vraiment atteint la ^position de travail. Par ailleurs, le couplage doit être construit de manière qu'il puisse être aussi bien inserré dans une installation à commande automatique qu'etre commandé à partir d'un endroit quelconque. Le problème de l'invention est résolu du fait que le dispositif de positionnement est constitué de manière connue par un arbre de commande axialement mobile et par un pignon d'entraînement en prise sur lçextrémité de l'arbre et mobile axialement contre la force d'un ressort précontraint qui sont commandés par un moteur de positionnement et qui sont mobiles axialement par un moteur de levage au moyen d'une broche croisée et d'une tringlerie de levage, deux circuits électriques de commande séparés étant prévus pour les processus de levage et de nositionnement, qui sont couplés par des éléments de commutation appropriés, de manière que le processus de positionnement et de levage ne peuvent être exécutées que séparent et dans un certain rapport de temps lvun- avec l'autre me couplage de deux circuits de commande est effectué conformément à linvention.de manière que le circuit de commonde constitue par deux boucles pour le moteur de positionnement est couplé directement avec le circuit de commande constitué par une boucle pour le moteur de levage par chaque fois un élément de couplage qui est commuté par une tringlerie raccordée au pignon d'entraînement du dispositif de positionnement. ma construction du couplage conformément à l'invention prévoit en outre au moins trois éléments de couplage dans le circuit lectrique de commande pour le moteur de levage. lie premier élément de couplage est constitué comme interrupteur de fin de course et est maintenu ouvert au repos par la tringlerie déjà mentionnée plus haut et que parallèlement à cet interrupteur e fin de course est associé un interrupteur de démarrage, à l'aide duquel l'interrupteur de fin de course est shunté lors de la mise en service du dispositif de positionnement, le circuit de commande pour le moteur de nositionnement étant interrompu en même temps. Le deuxième élément de couplage est un inverseur mobile, qui est couplé directement avec la première boucle du circuit de commande pour le moteur de positionnement, le mouvement de levage de l'arbre de commande se déroulant de façon synchrone. li'inverseur est accord de façon que le courant de commande rouir le moteur de positionnement rait et coupe le moteur de levage lorsque le pignon d'entraînement ne peut être amené en prise et est pousse axialement sur l'arbre de commande contre la force d'un ressort. Le troisième interrupteur monté en série est un interrupteur de fin de course qui stoppe le processus de levage pour le pignon d'entraînement après que la osition de travail a été atteinte et qui branche le circuit par l'intermédiaire de la deuxième boucle our le processus de positionnement proprement dit. L'inverseur ainsi que l'interrupteur de fin e course sont couplés, comme déjà décrit, par l'intermédiaire de l. tringlerie de couplage reliée au pignon d'entraînement. Pour l'achève ent du processus de positionnement, il a été prévu dans le circuit de commande pour le moteur de levage et parallèlement - l'interrupteur de fin de course un interrupteur d'arrêt. Cet interrupteur shunte l'interrupteur de fin de course, le circuit de commande pour le moteur de positionnement étant interrompu en même temps. Une autre caractéristique de l'invention réside dans le fait qu'il a été prévu dans le circuit de commande pour le moteur de levage comme pour le moteur de positionnement un interrupteur à l'aide duquel une courte interruption d'un cycle de travail quelconque est rendue possible. Par ailleurs, on a proposé de prévoir our les moteurs de levage et de positionnement un inverseur pour souvoir tourner dans les deux sens de rotation. Il a également été prévu dans les circuits pour les processus de levage des lampes de contrôle qui indiquent chaque phase de travail. Pour soulager le circuit électrique, on utilise avan tageusement des contacteurs. Dans l'exemple de réalisation ci-joint on a renoncé, pour donner plus de clarté au couplage, à représenter ces éléments de couplage généralement connus. La solution de l'invention peut également être modifiée de façon è. créer un dispositif de positionnement dans lequel on utilise seulement un moteur pour les processus de levage et de positionnement. La solution conforme à l'invention réside dans le fait que l'arbre de commande est en partie entouré d'une broche croisée,qui guide l'arbre de commande axialement et une autre partie de l'arbre de commande est constituée comme arbre cannelé et que la broche croisée comme l'arbre cannelé sont reliés par un mécanisme à roues planétaires à deux étages et que la commande de l'arbre de commende s'effectue par une commande à manivelle montée sur le moteur de positionnement par l'-intermédiaire de l'engrenage pla nectaire. Pour assurer une séparation dans le temps des processus de-travail "levage et positionnement", il est prévu dans chaque circuit de commande pour les processus de levage et de positionnement un frein magnétique avec un relais commun pour le circuit du moteur de positionnement, Le relais ne fonctionne que lorsqu'un des freins magnétiques cités est libéré. La disposition du relais - sert à la sécurité de l'engrenage planétaire. Suivant l'état de service requis, les roues solaires disposées sur la broche croisée ou l'arbre cannelé sont fiées. Conformément à l'invention, le frein magnétique n pessaire auXprocessus de levage est disposé de manière qu'il fixe la roue solaire disposée sur l'arbre cannelé, par contre le frein magnétique pour le processus de positionnement bloque, en cas de besoin, la roue solaire logée su-r la broche croisée. rar ailleurs, un accouplement -lastique est prévu pour accroître 19 sécurité du fonctionnement du dispositif de positionnement et pour viter que l'arbre de commande du système de commande ne soit endommagé. Avec le dispositif de positionnement proposé, il est possi ble que l'engagement du pignon d'entraînement dans la roue de com mendie de la machine ainsi aue le positionnement s'effectuent auto matiquement avec un maximum de sécurité. Par ailleurs, il est possible de prévoir le poste de commande à un endroit quelconque par la concentration de tous les éléments du service et par l'emploi de conduits de commande flexibles. Des formes de réalisation de l'objet e l'invention sont représentéeWà titre d'exemples non limitatifs, aux dessins annexés. La fig. 1 montre le couplage pour un dispositif de positionnement automatique avec deux moteurs de commande pour les processus de positionnement et de levage. La fig. 2 représente le dispositif et le couplage du dispositif de positionnement avec utilisation d'un seul moteur de posi tionnement. Avec l'enclenchement de l'interrupteur de mise en circuit 1 selon la fig. 1 et avec l'actionnement de l'interrupteur de démarrage 2, le moteur de levage 3 démarre et déplace au-dessus de la broche croisée 4 logée sur le tourillon de l'arbre 5, la tringlerie de levage 6 et l'arbre de commande 7 avec le pignon ''entraînement 8 contre la roue dentée d'entraînement 11.Lorsque les dents ne s'engagent pas dans les entre-dents, comme cela peut arriver, le pignon d'entraînement 8 sur ressorts monté sur un arbre cannelé est poussé axialement contre le ressort de pression 0 sur l'arbre de commande 7 et l'inverseur 13 est déclenché par la tringlerie 12, c'est-à-dire l'alimentation du moteur 3 est coupée et celle du moteur de positionnement 15 est fermée. lie moteur de positionnement 15 fait tourner le igon d'entraînement 8 jusqu'à ce que la dent du pignon s'engage dans l'entre-dent de la roue de commande 11 et s'engrène dans le pignon d'entraînement 8. L'inverseur 13 arrête ensuite le moteur de positionnement 15 et met en marche le moteur ke levage jusqu' ce que l'interrupteur de fin e course 16 soit actionné par la tringlerie 12. lie moteur de positionnement 15 et les lampes de contrôle du positionnement 26 sont mis en circuit par l'interrupteur de fin de course 16. ar l'actionnement de l'interrupteur d'arrêt 17, l'alimenta- tion du moteur de positionnement 15 est interrompue et celle du moteur de levage 3 est fermée. lie moteur de levage 3 dégage ensuite par l'intermediaire de la broche croisée 4, Ce la tringlerie 6 et de l'arbre de commande 7, le oignon d'entraînement 8, jusqu'à ce que la tringlerie de commutation 12 interrompe le circuit au moyen du commutateur de fin de course 14. lie mouvement de levage est alors indiqué par des lampes de contrôle 28. L'accouplement élastique 18 visible aux fig. 1 et 2 empêche -un coincement lors de l'introduction du pignon d'entraî- nement 8. Après enclenchement de l'interrupteur de mise en marche 1 selon la fig. 2 et par l'actionnement du commutateur de démarrage 2, la roue solaire 22 est immobilisée par le frein magnétique 24, dans le même temps le relais 23 fonctionne et le moteur de positionnement 95 est mis sous tension et attaque par l'inter mediairé de la manivelle 19 les roues satellites 20, la roue solaire 21, qui déplace axialement par l'intermédiaire d'une broche croisée 4 l'arbre de commande 7 en direction de la roue d'entraînement il et qui presse le rognon d'entraînement 8 monté axialement sur le ressort de pression 10, la roue d'entraînement 11, c est-à-dire lorsque la dent du pignon d'entraînement 8 n'est pas engage dans lventre-dent de la roue dentée d'entraî- nement 11. l'interrupteur de fin de course 14 est fermé par l'accouplement de la tringlerie 12 avec le ignon d'entraînement 8, de manière que l'interrupteur de démarrage 2 puise être li béré lie circuit électrique est alors fermé par l'inverseur 13 et par l'interrwoteur de fin de course 16. lie système est donc stable, c'est-a-dire que le dispositif de positionnement accomplit toutes les autre fonctions automatiquement, jusqu'à ce que le -.?rocessus de positionnement soit arrêté par l'actionnement de l'interrupteur d'arrêt 17 et cue le pignon d'entraînement 8 ainsi que 1 'arbre de commande 7 reviennent à leur position initiare. Lsarbre de commande 7 qui continue à se délacer axiale ment,, provoque le érjîpeement du pignon d'entraînement 8 monté sur ressorts, en prise sur un arbre cannelé.L'inverseur 17 couplé avec l'arbre de commande 7 libère par l'intermédiaire de la tringlerie 12 le frein magnétique 24 et actionne-en même temps l'aimant magnétique 25 ainsi que le relais 23. ar ce couplage, le moteur de positionnement 15 est mi, en service. Par la mani- velle 19 et les roues satellites 20, la roue solaire 22 tourne le -ignon d'entraînement 8 jusqu'à l'engagement des dents par l'intermédiaire de l'arbre de commande 7 et de l'arbre cannelé 9.Au moyen du ressort de n-ession 10, le oignon d'entraînement 8 est poussé dans ltentre-dent. En même temps, l'inverseur 13 est commuté par la tringlerie 12. lie mouvement de positionnement est alors interrompu et le mouvement de levage est poursuivi jusqu'à ce que la position de travail soit atteinte. lia position de travail du oignon d'entraînement 8 est atteinte lorsqu'il y a complet engagement dans la roue d'entraînement 11. lie commutateur de fin de course 16 est actionné par la tringlerie 12 dans cette position et le circuit de comnande du frein magnétique 24 est interrompu; dans le même temps le frein magnétique 25 fonctionne.Le levage est terminé et 1. mise en position de démarrage proprement dite commence. La mise en position de la machine ainsi que l'engagement préaable du pignon d'entraînement 8, peuvent être arrêtés temporairement par le conirnutateur-oussoir 29 représenté aux fig. 1 et 2 et qui interrompt le circuit du processus de positionnement. De la même façon, le sens de rotation de l'ensemble du dispositif de positionnement peut être adapté aux exigences du moment (tourner à droite ou à gauche) au moyen d'un inverseur de direction prévu sur le moteur de levage et e ositionnement , 15 et non représenté. lie processus de positionnement même s'arrête seulement par l'actionnement de l'interrupteur d'arrêt 17, tandis que l'interrupteur de fin e course 16 est s1unt au moyen de l'interrun- teur 17 et que le frein magnétique 25 est libéré, le frein magnétique 24 étant mis en service. lie moteur iS positionnement 15 reste étalement en service lors le ce couplage. lia broche croisée 4 est enduite entraînée nar les roues satellites 20 et la roue solaire 21, tandis que l'arbre de commande 7 avec le piston d'entraînement 8 quitte la- position d'enclenchement. Au moyen e la tringlerie 12, le commutateur de fin de course 14 est alors actionné, et il arrête l'ensemble du dispositif de positionnement, du fait que la tension tombe au relais 23 et le moteur de positionnement 15 est arrêté. L'ensemble de-l'installation est ensuite arrêté par le commutateur de mise en service 1, ce qui est indiqué par l'extinc- tion de la lampe de mise en service 27. REVEt+DICATIONS 1 - Dispositif pour la mise en position de démarrage automatique de machines motrices et opératrices, dans lequel l'enga- oement du pignon d'entraînement et le processus de mise en position sont effectués séparément dans le temps, caractérisé en ce que le dispositif est constitué par un moteur de positionnement 15 et un moteur de levage 3 qui sont actionnés par des circuits de commande couplés de fcon qu'il est prévu dans le circuit de commande pour le moteur de levage 3, un interrupteur de fin de course 14, un inverseur 17 et un interrupteur de la position terminale 16 qui sont commutés ensemble en fonction du temps par une tringlerie de commande 12 reliée au pignon d'entraînement 8, l'inverseur 13 étant en plus accouplé à l'arbre d'entratne- ment 7 et que dans cette disposition, l'inverseur 13 n'arrête le moteur de levage 3 et ne met en route le moteur de positionnement 15 que si l'engagement des dents des pignons est empêché, par contre l'interrupteur de fin de course 14 est ouvert au repos et l'interrupteur de la position finale 16 interrompt le circuit de commande du moteur de levage 3 lorsque la position de travail du pignon d'entraînement 8 est atteinte, et branche en supplément le circuit de commande pour le moteur de positionnement 15 et qui'il est prévu pour le sluntage de l'interrupteur de fin de course 14 en position de repos un interrupteur de démarrage 2 et pour le shuntage de l'interrupteur de la position finale 16 un interrupteur d'arrêt dans le circuit de commande du moteur de levage 7, ces interrupteurs interrompant en même temps lors de leur actionnement le circuit de commande du moteur de positionnement 15. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu sur le tourillon 5 du moteur de levage 3 une broche croisée 4 pour le mouvement de levage, broche qui est reliée de faon connue à un arbre d'entraînement 2 mobile axialement. i - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le oignon d'entraînement 8 sulorté par l'arbre d'entraînement 7 peut être coulissé axialement de fanon connue contre un ressort de pression 10. 4 - in positif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre d'entraînement 7 comporte de manière connue un accouplement flexible 18 et un troncon d'arbre réalisé sous forme d'arbre cannelé 9. 5 - Dispositif suivant 1 revendication 1, caractérisé en ce qu'pu remplace le moteur de levage 3 par un engrenage planétaire associé au moteur de positionnement 15, une roue solaire 22 étant disposée sur l'arbre cannelé 9 et une roue solaire 21 sur une broche croisée 5 comportant dans un alésage l'arbre d'entraînement 7 et que l'axe des roues satellites 20 est relié au moteur de positionnement par une-manivelle 19 et qu'il est associé à chaque roue solaire 212 22 un frein magnétique 24, 25 qui est commandé par le mouvement de levage et le processus de positionnement par les circuits de commande correspondants, le frein magnétique 24 pour le mouvement de levage étant associe à la roue solaire 22 sur l'arbre cannelé 9 et le frein magnétique 25 associé à la roue solaire 21 se trouvant sur la broche croisée 4 et que les circuits pour les processus de levage et de positionnement comportent un relais 23 commun qui commande ou arrête l'alimentation d'énergie pour le moteur de positionnement 15. 6 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 5, ca-. ractérisé en ce qu' i-L est prévu dans le circuit de commande du moteur de positionnement 15 un interrupteur à touche 29. 7 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 5, ca ractérisé en ce que des lampes de contrôle 26, 27, 28 sont prévues de manière commue pour l'indication des différentes phases de l'opération. 8 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 5, ca ractérisé en ce que le moteur de positionnement 15 et le moteur de levage 3 sont équipés d'un inverseur de sens de rotation.