Brevet FR2332421A1 — publié le 19770617

L'invention concerne un distributeur d'une machine hydraulique avec un accouplement débrayable entre chaque aube directrice et un levier directeur monté sur le moyeu de cette aube, au moins un galet étant prévu entre le moyeu d'aube et le levier directeur, galet qui est maintenu par une force élastique en un point de crantage de telle sorte qu'il se décrante en cas de dépassement d'un couple qu'il doit transmettre lors de la fermeture du distributeur, d'oit il résulte que l'accouplement est débrayé. Ainsi, un accouplement débrayage est destiné à éviter les détériorations du distributeur d'une machine hydraulique, par exemple une turbine à eau ou une pompe. Les aubes directrices du distributeur sont déplacées par rotation dune bague directrice dont le mouvement est transmis aux axes des aubes directrices au moyen du levier directeur, levier qui est raccordé sous l'effet de forces, d'une part à un moyeu de l'aube directrice et d'autre part, par l'intermédiaire d'un bras oscillant, à la bague directrice. tors de la fermeture du distributeur, des corps étrangers peuvent se coin- cer entre les aubes directrices. Dans ce cas, l'aube directrice bloquée subit la totalité de la force en excès du-servo-moteur qui entrain la bague directrice, ce qui peut aboutir à une détérioration de l'aube directrice ou du distributeur. On connaît un distributeur (brevet suisse nQ 423 699, brevet allemand nO 15 03 262, brevet américain na 3 455 331) dans lequel un accouplement débrayable est prévu entre un moyeu d'aube et un levier directeur, le levier directeur étant monté sur le moyeu d'aube de manière à pouvoir tourner et se déplacer axialement, supportant trois galets et étant pressé en direction axiale avec les galets, par la force d'un ressort, contre une came solidaire de l'arbre de l'aube, de sorte que les galets soient crantés dans la came. En cas de dépassement du couple de déplacement qui doit être transmis lors de la fermeture, par exemple en cas de blocage de l'aube directrice, les galets se décrantent à l'encontre de la force de ressort antagoniste et l'accouplement entre l'aube directrice et le levier directeur, c'est-à-dire la bague directrice, est ainsi débrayé. L'aube directrice concernée restera en place sansFisque d'endommagement, tandis que les autres aubes directrices peuvent conti nuer à être déplacées. Lors du retour du distributeur en position d'ouverture, l'aube directrice concernée est ramenée automatiquement en position d'accouplement. Ce distributeur connu n'a été jusqu'ici construit que dans des machines hydrauliques verticales. Dans ce cas, le déplacement du distributeur s'effectue dans un plan et il n'y a pratiquement aucun inconvénient à ce que le levier directeur effectue en plus un mouvement axial lors du décrantage des galets. Mais lorsqu'il s'agit de groupes bulbes immergés où les axes s'étendent en direction radiale par rapport à l'axe de la machine, le bras oscillant entre le levier directeur et la bague directrice effectue un mouvement sphérique pendant le déplacement du distributeur. Il en résulte une modification angulaire de la position de montage. Dans le cas du distributeur connu, le mouvement axial supplémentaire du levier directeur se traduit par une modification angulaire encore plus grande.En outre, la plage de la rotation relative possible entre le moyeu d'aube et le levier directeur est limitée et elle ne dépasse pas la plage totale du déplacement de l'aube directrice, qui s'élève à 90Q au maximum. La présente invention a pour but de mettre au point un distributeur dans lequel le levier directeur reste dans le meme plan, en cas d'interruption de l'accouplement, et dans lequel la rotation relative entre le moyeu d'aube et le levier directeur à la suite de l'interruption de l'accouplement soit possible sur toute la plage du déplacement de l'aube directrice. Dans le distributeur du genre défini dans le préambule, ce but est atteint d'après l'invention par le fait que le levier directeur comporte une partie annulaire qui est montée sur le moyeu d'aube de manière à pouvoir pivoter mais sans possibilité de déplacement axial, l'un de ces deux éléments de la machine présentant une piste annulaire de roulement, dirigée vers l'autre élément de la machine, avec un point de crantage pour un galet au moins, galet qui est monté sur l'autre élément de la machine et pressé au moyen d'une force de ressort contre la piste de roulement comportant un point de crantage. A la suite d'un dépassement du couple de déplacement à transmettre, le galet est repoussé du point de crantage après que la for ce de ressort qui agit sur lui a été vaincue et il roule le long de la piste de roulement lors de la rotation relative entre le moyeu d'aube et le levier directeur. Dans ces conditions, le levier directeur reste dans le même plan. La rotation relative entre le moyeu d'aube et le levier directeur est possible sur toute la plage du déplacement de l'aube directrice. Une forme de réalisation avantageuse, dans laquelle la force de ressort est en particulier mise à profit au maximum, consiste en ce que deux bras de levier, portant chacun un galet, sont montés sur le moyeu d'aube dans des positions mutuellement décalées de 1800 et prennent appui sur le moyeu d'aube, et en ce que la force d'un paquet de ressorts tendu en direction radiale entre les bras de levier agit sur ceux-ci de sorte que les galets soient pressés vers l'extérieur dans une direction pratiquement. radiale contre une piste de roulement qui est réalisée dans la partie annulaire du levier directeur et qui comporte des points de crantage pour les galets. Un recrantage automatique des galets dans les points de crantage est assuré de préférence par le fait que sur toute l'éten- due d'un segment circulaire qui débute au point de crantage et le long duquel le galet doit rouler après son décrantage résultant d'un dépassement du couple à transmettre lors de la fermeture du distributeur, la piste de roulement -s'écarte d'une ligne circulaire en ce sens que son rayon diminue au fur et à mesure qu'augmente la distance angulaire au point de crantage. Après son décrantage, le galet roule le long de ce segment circulaire. Dans ces conditions, le galet est repoussé contre la force antagoniste du ressort dont la tension augmente de ce fait. Lors de la rotation en retour du levier directeur, le galet est forcé par la force accrue du ressort de rouler le long du segment circulaire pour revenir au point de crantage où il est immobilisé et l'accouplement est rétabli. D'ailleurs, l'objet de l'invention va être décrit et expliqué de façon plus détaillée à l'aide des dessins annexés. La figure 1 des dessins illustre schématiquement un exemple de réalisation, un levier directeur étant représenté en coupe partielle dans un plan perpendiculaire à l'axe du moyeu d'aube directrice. La figure 2 represente schématiquement une partie d'un distributeur selon l'invention, une aube directrice étant bloquée par un corps étranger. Dans un distributeur, un levier directeur 2 est monté sur le moyeu 1 de chaque aube directrice 5. te levier directeur 2 comporte une partie annulaire 3 à ;L'une de ses extrémités. Au moyen d'une barre oscillante 22, un couple de déplacement est transmis, à partir d'une bague directrice 4, à l'autre extrémité du levier directeur 2, comme le montre la figure 2. Lors du déplacement dans le sens de la fermeture du distributeur, le levier directeur 2 tourne dans le sens de la flèche désignée par I sur la figure 1. Lors d'un déplacement dans le sens de l'ouverture du distributeur, le levier directeur 2 tourne dans le sens de la flèche désignée par II sur la figure 1. Le levier directeur 2 est monté à rotation, mais sans possibilité de déplacement axial, sur le moyeu d'aube 1. Dans l'un des sens axiaux, il prend appui sur le moyeu d'aube 1 et dans l'autre sens axial, il est retenu au moyen d'un couvercle (non représenté) qui est assujetti au moyeu d'aube 1 par des vis insérées dans des trous filetés 21. L'accouplement nécessaire pour la transmission du couple de déplacement entre le levier directeur 2 et le moyeu d'aube 1 est établi au moyen de galets 6 qui sont montés sur l'un des deux éléments du dispositif à accoupler entre eux, en l'occurrence sur le moyeu d'aube 1, et au moyen de points de crantage 7 prévus pour les galets 6 dans une piste de roulement annulaire 8 qui est formée en regard du moyeu d'aube 1 sur l'autre des deux éléments du dispositif, à savoir dans la partie annulaire 3 du levier directeur. les galets 6 sont pressés contre les points de crantage 7 dans la piste de roulement 8 au moyen d'une force de ressorts précontraints, en l'occurrence au moyen d'un paquet 9 de ressorts précontraints qui est tendu en direction radiale entre les galets 6.De la sorte, les galets 6 sont encliquetés dans les points de crantage 7 et l'accouplement entre le moyeu d'aube 1 et le levier directeur 2 est établi. Chacun des galets 6 est monté au moyen d'un bras de levier sur le moyeu d'aube 1. le galet est monté à rotation à l'une des extrémités du bras de levier 10 au moyen d'un axe 11, tandis que l'autre extrémité du bras de levier 10 prend un appui pivotant sur le moyeu d'aube 1 au moyen dtun axe 12 ou 121. les bras de levier 10 sont'décalés de 1800 l'un par rapport à l'autre sur le moyeu d-'aube 1 et chacun d'entre eux est dirigé tangentiellement par rap .port au moyeu d'aube, de sorte que quand les bras de levier 10 pivotent, le galet 6 oscille dans un plan perpendiculaire à l'axe du moyeu d'aube, dans une direction pratiquement radiale par rapport à cet axe et à la piste de roulement 8.Le paquet de ressorts précontraints 9, qui comporte des ressorts à disque 13 montés sur une pièce de guidage télescopique 14, agit sur les bras de levier 10 entre lesquels il est tendu en direction radiale. De ce fait, les galets 6 sont pressés contre la piste de roulement 8 qui comporte les points decrantage 7 prévus pour eux. L'accouplement ainsi décrit entre le moyeu d'aube 1 et le levier directeur 2 est dimensionné de sorte qu'il résiste aux forces hydrauliques qui agissent sur les aubes directrices, c'est-à -dire que les galets 6 restent encliquetés aux points de crantage 7 pendant le déplacement et dans toute position angulaire des aubes. Mais si l'aube directrice est sollicitée au-delà de cette mesure lors de la rotation dans le sens de la fermeture, par exemple lorsque sa course est bloquée par un corps étranger coincé et que 1'au- be directrice est immobilisée, les galets 6 sont décrantés de leurs points de crantage 7 tandis que le levier directeur 2 continue à tourner dans le sens de la fermeture, c'est-à-dire qu'à partir des points de crantage 7 ils sont repoussés vers l'intérieur en direction radiale contre la force de ressort qui agit sur eux et ils roulent désormais le long de segments circulaires 15 de la piste de roulement 8 lorsque le levier directeur 2 continue à tourner.Chacun de ces segments circulaires 15 s'étend, dans le sens correspondant, sur toute la plage angulaire du déplacement de l'aube directrice c'est-à-dire jusqu'à 900 des points de crantage 7. A partir du point de crantage 7, sur toute l'étendue du segment circulaire 15 le long duquel le galet 6 doit rouler à la suite de son décrantage, c'est-à-dire dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre sur la figure 1, la piste de roulement 8 s'écarte d'une ligne 'circulaire, en ce sens que son rayon diminue au fur et à mesure qu'augmente la distance angulaire au point de crantage 7. De ce fait, en cas d'aube directrice ou de moyeu d'aube 1 immobilisé et, en même temps, de rotation du levier directeur 2 dans le sens de la fermeture I, chaque galet 6 est repoussé e plus en plus en direction radiale, en roulant le long du segment circulaire 15, vers le paquet de ressorts 9 tendu entre les bras de levier 10, d'où il résulte que ce paquet de ressorts 9 est tendu davantage.Cela se traduit par un couple de rotation suppmentaire qui agit dans le sens du retour vers le point de crantage 7 le long du segment circulaire 15 et qui provoque un réencliquetage automatique des galets 6 aux points de crantage. le segment circulaire 15 de la piste de roulement 8, qui pré-sente un rayon décroissant, est réalisé sous forme d'un élément interchangeable 16 de la partie annulaire 3 du levier directeur 2, élément qui peut être facilement remplacé, par exemple en cas de détérioration complète ou d'usure. Le cas échéant, on peut mettre facilement en oeuvre un semblable élément 16 qui présente un autre profil de came, si bien que le distributeur peut être facilement adapté à d'autres conditions de forces. il est encore prévu dans la piste de roulement 8, pour chaque galet 6, un second segment circulaire qui est désigné par 17. Celui-ci débute également au point de crantage 7, mais il s'étend dans le sens opposé par rapport au segment circulaire 15, c'est-àdire dans le sens des aiguilles d'une montre sur la figure 1. Sur toute l'étendue de ce segment circulaire 17, la piste de roulement 8 s'écarte d'une ligne circulaire, mais dans ce sens que le rayon de la piste croit au fur et à mesure qu'augmente la distance angulaire au point de crantage 7. Ainsi, en cas de blocage de l'aube directrice, c'est-à-dire d'immobilisation du moyeu d'aube 1, lorsque le levier directeur 2 tourne dans le sens de l'ouverture II sur la figure 1 (sens anti-horaire) et que les galets 6 roulent le long de ces segments circulaire 17, leur distance radiale au centre du moyeu d'aube augmente et la tension du paquet de ressorts 9 diminue. Le segment circulaire 17 est dimensionné de telle manière que le paquet de ressorts 9 soit détendu au moment où les galets 6 ont atteint les points des segments circulaires 17 qui présentent le plus grand rayon. Cette disposition facilite le montage et le démontage du le vier directeur 2 par rapport au moyeu d'aube 1, car on peut ainsi procéder facilement à la tension ou à la détente du paquet de ressorts 9 en faisant tourner le levier directeur 2 tout en bloquant l'aube directrice ou en immobilisant le moyeu d'aube 1. Toutefois, lorsqu'on tend le paquet de ressorts 9 en utilisant le segment circulaire 17 décrit, le levier directeur 2 a tendance à prendre, par rotation par rapport au moyeu d'aube 1, la position qui correspond à celle de chacun des galets 6 au point qui .présente le plus grand rayon sur le segment circulaire 17 de la piste de roulement, en détendant le paquet de ressorts. Pour contrecarrer cette tendance et empêcher une rotation indésirable du levier directeur 2 par rapport au moyeu d'aube 1, il est prévu, entre le moyeu d'aube 1 et le levier directeur 2, une butée qui arrente la course du galet 6 dans le sens de ltéloi- gnement du point de crantage 7 le long du segment circulaire 17. Selon ce qui est représenté sur ie dessin, la butée comporte une vis de réglage 18 qui est guidée dans un support fixé à la partie annulaire 3 du levier directeur 2. La vis de réglage 10 agit dans la direction tangentielle à la piste de roulement 8 sur l'axe qui est fixé au moyeu d'aube 1 et est désigné par 12fi. . De la sorte, la rotation entre le moyeu d'aube 1 et le levier directeur 2 est limitée ou bloquée dans le sens qui correspond à la course du galet 6 le long du segment circulaire 17 en s'éloignant du point de crantage 7, si bien qu'en réglant la vis 18, on peut arrêter les galets 6 dans la position qui correspond aux points de crantage 7 de la piste de roulement 8. Comme on l'a indiqué, la plage de réglage de la butée, c'està-dire de la vis de réglage 18 s'étend sur toute la plage angulaire du segment circulaire 17. Le mode de fonctionnement du distributeur selon l'invention est illustré de manière particulièrement claire sur la figure 2. Pour déplacer les aubes directrices 5 dans le sens de la fermeture, une bague directrice 4 du distributeur subit une rotation dans le sens indiqué par une flèche tracée sur la figure 2. le mouvement de la bague directrice 4 est transmis au moyeu 1 des aubes directrices 5 au moyen de barres oscillantes 22 et de leviers directeurs 2. La course d'une aube directrice, désignée par 51, est bloquée par un corps étranger 23 coincé et l'aube directrice 5 est immobilisée, ainsi que les bras de levier 10 munis de galets 6 et montés sur son moyeu. La bague directrice 4 continuant à tourner dans le sens de la fermeture, l'aube directrice bloquée 51 est sollicitée par la totalité de la force en excès du servo-moteur qui entraîne la bague directrice 4.Dans ces conditions, lorsqu' couple limite de l'accouplement entre le moyeu d'aube et le lever directeur 2 au niveau de l'aube directrice 1 est dépassé, les galets 6 sont désenclenchés des points de crantage 7 et roulent le long de segments circulaires 15 avec rotation relative du levier directeur 2 dans le sens de la fermeture et du moyeu de l'aube directrice, d'où il résulte qu'un paquet de ressorts 9 tendu en direction radiale entre les bras de levier 10 subit une tension supplémentaire. Entre-temps, les autres aubes directrices 5 atteignent leur position de fermeture, les galets montés sur leurs moyeux restant crantés aux points de crantage sur les leviers directeurs respectifs. Lorsque la bague directrice 4 est tournée dans le sens de l'ouverture, c'est-à-dire dans le sens opposé à celui de la flèche tracée sur la figure 2, l'aube directrice bloquée 51 reste immobile jusqu'à ce que les autres aubes directrices, qui sont ramenées par pivotement, aient atteint la même position angulaire que celle de l'aube directrice 51. . Entre-temps, le levier directeur 2 de l'aube directrice 51 tourne par rapport au moyeu de celle-ci et, dans ces conditions, chacun des galets 6 roule en retour le long du segment circulaire 15, sous l'action du paquet de ressorts 9 qui a précédemment subi une tension supplémentaire, vers le point de crantage 7 où il s'encliquète finalement et l'accouplement entre le moyeu de l'aube directrice 51 et le levier directeur 2 est rétabli.A ce moment, toutes les aubes directrices du distributeur tournent ensemble jusqu'à la position d'ouverture du distributeur et le corps étranger 23 est libéré. L'objet de l'invention n'est pas limité à l'exemple de réalisation qui vient d'hêtre décrit. il serait concevable de prévoir par exemple, à la place du paquet de ressorts 9, un dispositif hydro-pneumatique exerçant une force élastique qui agit.en direction radiale entre les bras de levier. Dans ce cas, le segment circulaire 17, qui sert à simplifier le montage ou le démontage du paquet de ressorts, serait supprimé. il serait également concevable de prévoir par exemple sur le moyeu de l'aube directrice une piste de roulement comportant les points de crantage et dirigée vers la partie annulaire du levier directeur. Dans ce cas, les galets seraient mottés sur la partie annulaire et seraient pressés vers l'intérieur en direction radiale contre-la piste de roulement par une fore élastique. - REVENDIC.tTIO > S 1.- Distributeur d'une machine hydraulique avec un accouplement débrayable entre chaque aòe directrice et un levier directeur monté sur le moyeu de cette aube, au moins un galet séant prévu entre le moyeu d'aube et le levier directeur, galet qui est maintenu par une force élastique en un point de crantage de telle manière qu'il se décrante en cas de dépassement d'un couple au'il doit transmettre lors de la fermeture du distributeur, d'où il résulte que l'accouplement est débrayé, caractérisé en ce que le levier directeur 2 comporte une partie annulaire 3 qui est montée sur le moyeu d'aube 1 de manière à pouvoir tourner mais sans possibilité de déplacement axial, l'un de ces deux éléments 1 ou 3 du dispositif présentant une piste annulaire de roulement 8, dirigée vers l'autre- élément du dispositif, avec un point de crantage 7 pour un galet 6 au moins, galet 6 qui est monté sur l'autre élément du dispositif et pressé au moyen d'une force élastique contre la piste de roulement 8 comportant le point de crantage 7. 2.- Distributeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la piste de roulement 8 comportant le point de crantage 7 pour le galet 6 est réalisée dans la. partie annulaire 3 du levier directeur 2, et en ce que le galet est monté à rotation sur un bras de levier 10 qui prend un appui pivotant sur le moyeu d'aube 1,de sorte que le galet 6 puisse pivoter dans une direction pratiquement radiale par rapport à la voie de roulement 8, la force élastique agissant sur le bras de levier 10. 3.- Distributeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que sur toute l'étendue d'un segment circulaire 15 qui débute au point de crantage 7 et le long duquel le galet 6 doit rouler après son décrantage résultant d'un dépassement du couple à transmettre lors de la fermeture du distributeur, la piste de roulement 8 s'écarte d'une ligne circulaire en ce sens que son rayon diminue au fur et à mesure qu'augmente la distance angulaire au point de crantage 7. 4.- Distributeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que sur toute l'étendue d'un segment circulaire 17 qui débute au point de crantage 7 et qui s'étend dans le sens inverse de celui ci, le long duquel le galet 6 doit rouler après son décrantage résultant d'un dépassement du couple à transmettre lors de la fermeture du distributeur, la piste de roulement 8 s'écarte d'une ligne circulaire en ce sens que son rayon augmente au fur et à mesure que croit la distance angulaire au point de crantage 7. 5.- Distributeur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est prévu, entre le levier directeur 2 et le moyeu d'au- be 1,-une butée réglable 18, 19 et 121 qui bloque la course du galet 6 dans le sens de son éloignement du point de crantage 7 le long du segment circulaire 17 qui présente le rayon croissant. 6.- Distributeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la force élastique qui agit sur le bras de levier 10 ou sur le galet 6 est fournie par un paquet de ressorts précontraints 9. 7.- Distributeur selon la revendication 3, caractérisé -en ce qu'au moins le segment circulaire 15 qui présente le rayon décroissant sur la piste de roulement 8 est réalisé sous forme d'élément interchangeable 16 de la partie annulaire 3 du levier directeur 2. 8.- Distributeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que deux bras de levier 10, portant chacun un galet 6, sont montés sur le moyeu d'aube 1 dans des positions mutuellement décalées de 1800 et prennent appui sur le moyeu d'aube 1 de manière à pouvoir pivoter, et en ce que la force d'un paquet de ressorts 9 tendu en direction radiale entre les bras de levier 10 agit sur ceux-ci de sorte que les galets 6 soient pressés vers l'extérieur dans une direction pratiquement radiale contre une piste de roulement 8 qui est réalisée dans la partie annulaire 3 du levier directeur 2 et qui comporte des points de crantage 7 pour les galets 6.