Brevet FR2462738A1 — publié le 19810213

La présente invention concerne un dispositif de sécurité pour la télécommande d'une commande a fluide sous pression du renversement de marche et du demarrage d'une machine, avec un mécanisme de commande, actionne par des impulsions de pression de télécommande et comprenant un vérin à double effet, qui manoeuvre un groupe de deux distributeurs multivoies, dont un actionne l'entrainement d'un disque de renversement de marche de la machine et l'autre transmet une impulsion de demarrage, le disque de renversement de marche servant en outre à actionner le second distributeur multivoie. De tels dispositifs de sécurité interdisent la manoeuvre du démarreur a d'une machine avant la fin d'un renversement de marche. Un dispositif de sécurité connu (catalogue de decembre 1975 de la Société Wabco Westinghouse Steuerungstechnik "Schiffsprogramm") comprend essentiellement deux distributeurs multivoies, reliés par un vérin à double effet et, par une tige de commutation pivotant sur un point d'articulation, à un disque de renversement de marche, actionne par un second vérin à double effet. Le disque porte deux cames qui, à la fin du renversement de marche, font pivoter la tige de commutation de façon qu'elle commute sur passage le distributeur multivoie relié au démarreur. Ce dispositif de sécurité fonctionne de la façon souhaitée tant que l'opération de renversement de marche et de démarrage est effectuée correctement, c'est-à-dire tant que le levier du manipulateur servant à la télécommande de la machine est amené exactement sur la position "avant" ou "arrière". Lorsque le levier du manipulateur est toutefois légerement déplace par inadvertance de sa position neutre 0, sur laquelle le distributeur multivoie relié au démarreur est fermé, vers la position "avant" ou "arrière", puis ramené dans sa position neutre 0, un renversement de marche est certes déclenché, mais non terminé, de sorte que lors du déclenchement suivant d'un renversement de marche sou haité, le distributeur multivoie relié au démarreur revient de sa position de fermeture, atteinte pendant le declenchement précédent d'un renversement de marche intempestif, à cette position de fermeture en passant par sa position d'ouverture, en délivrant l'impulsion de démarrage appliquée au distributeur multivoie, ce qui produit le démarrage de la machine avant la fin du renversement de marche.Il en résulte des dommages importants de la machine et du dispositif de renversement de marche en l'absence de mesure de protection particulière. La cause de la délivrance intempestive d'une impulsion de démarrage après un renversement de marche non terminé se justifie comme suit. Lorsque le levier du manipulateur est dans sa position neutre 0, le distributeur multivoie relié au démarreur se trouve toujours dans la position d'ouverture et le distributeur multivoie relié à l'entrainement du disque de renversement de marche se trouve dans la position de fermeture. Lors d'une courte translation intempestive du levier du manipulateur vers la position "avant" par exemple, le piston du vérin à double effet est déplacé de façon que le distributeur multivoie relie à l'entrainement du disque de renversement de marche commute sur passage et le distributeur multivoie relié au démarreur demeure ferme. Cela est nécessaire pour garantir qu'une impulsion de démarrage ne peut être délivrée qu'après la fin du renversement de marche. L'ouverture du distributeur multivoie relié au disque de renversement de marche délivre du fluide sous pression à l'entraînement du disque de renversement de marche, qui effectue donc une rotation. Du fluide sous pression atteint simultanément le distributeur multivoie relié au démarreur, mais qui se trouve dans sa position de fermeture. Si le levier du manipulateur est ramené immédiatement dans sa position neutre 0, le distributeur multivoie relié à l'entraînement du disque de renversement de marche se ferme et le disque peut se trouver dans une position sur laquelle le renversement de marche n'est pas encore terminé. Si le levier du manipulateur est alors amené par erreur sur la position "arrière" pour une inversion du sens de rota tion de la machine, le distributeur multivoie peut passer de sa position de fermeture, occupée lors du déclenchement du renversement de marche dans le sens "avant", dans une position de passage pour le renversement de marche dans le sens "avant".Cela est possible parce que la tige de commutation mécanique est alors mobile librement, la came qui limite la tige de commutation dans le cas d'un fonctionnement correct occupant une position correspondant à celle du disque de renversement de marche. L'impulsion de démarrage appliquée à ce distributeur est ainsi transmise au démarreur et produit un demarrage imprévu de la machine, qui entraîne les consequences précitées. L'invention vise à améliorer le dispositif de sécurité précité, de façon à interdire la délivrance d'une impulsion de demarrage après un renversement de marche non termine. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, un distributeur supplémentaire est insére dans la conduite de pression pour l'impulsion de démarrage; et ledit distributeur est actionné directement ou indirectement par le piston du verin à double effet. Le dispositif de sécurité selon l'invention garantit qu'aucune impulsion de démarrage ne peut atteindre le démarreur lors d'une manoeuvre intempestive du levier du manipulateur et de la brève ouverture résultante du distributeur multivoie relié au démarreur. Le dispositif de sécurité selon l'invention présente en outre l'avantage de pouvoir etre incorporé à des dispositifs existants et d'être facilement interchangeables. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous de deux exemples de realisation et du dessin annexe sur lequel la figure 1 représente un dispositif de sécurité selon la caracté- ristique essentielle de l'invention; et la figure 2 représente un développement du dispositif de sécurité selon 1 'invention. La figure 1 représente un premier distributeur multivoie 1 et un second distributeur multivoie 2, relies par un vérin à double effet 3 pour constituer un groupe de distributeurs multivoies. Un piston 4 logé dans le verin à double effet 3 porte sur chaque face frontale une tige de piston 5 ou 6. La tige de piston 5 est reliée à l'entrée de commande du distributeur multivoie 1 et la tige de piston 6 à l'entrée de commande du distributeur multivoie 2. Des canalisations 7 et 8 relient les entrées des deux chambres A, B du vérin à double effet 3 à un manipulateur 41, relié à une source de fluide sous pression non représentée. Le levier du manipulateur peut être placé sur les positions "avant", "arrière" et "0", dési- gnees par V, Z et 0 dans cet exemple de réalisation. Les sorties des chambres A et B sont reliées par des canalisations 9, 10 aux entrées du distributeur multivoie 1, dont la sortie est reliée par une canalisation 11 et un distributeur 12 au démarreur 13 d'une machine non représentée. Un arbre 15 accouple un disque de renversement de marche denté 14 à un dispositif de renversement de marche de la machine1 non représenté.Une tige de piston 16 partiellement dentée d'un second verin a double effet 17, contenant le piston 18, et les chambres A', B' formées par ce dernier permettent de commuter le disque de renversement de marche 14. Les entrées du vérin à double effet 17 sont reliées par des canalisations 19, 20 aux sorties du second distributeur multivoie 2, dont l'entrée est reliée à une source de fluide sous pression 21. Une tige de commutation 22, dont le centre est monté sur un point d'articulation 23, établit par ses deux extrémités libres la liaison active entre la tige de piston 5 du vérin à double effet 3 et le disque de renversement de marche 14.Ce dernier porte deux cames 24 et 25, qui actionnent la tige de commutation 22 lors d'une rotation du disque de renversement de marche 14 puis, la fin de cette rotation, fixent la position instantanée d'un coté de la tige de commutation 22. Le disque de renversement de marche 14 porte sur son pourtour deux cames de commutation 26 et 27, qui actionnent un poussoir 28 de commutation du distributeur 12. Le fonctionnement du dispositif de sécurité décrit est le suivant. Dans 11 exemple de réalisation représenté à la figure 1, le levier du manipulateur est dans sa position neutre 0 et le dispositif de renversement de marche, le disque de renversement de marche et le dispositif de sécurité se trouvent dans la position "arrière" correspondante. En d'autres termes, le distributeur 12 relié au démarreur 13 est commuté sur passage et le distributeur multivoie 2 relié au vérin à double effet 17 est fermé. Afin de permettre une meilleure description du cycle de commutation des deux distributeurs multivoies 1 et 2 pendant une opération de renversement de marche et de démarrage, leurs positions sont décrites ci-dessous à l'aide des positions de la tige de commutation 22, désignées par des chiffres romains.Lorsque le levier du manipulateur se trouve sur la position 0, la tige de commutation 22 se trouve sur I et III, selon que le levier du manipulateur se trouvait auparavant sur la position V (avant) et Z (arriere). Sur la position I, le distributeur multivoie 1 relié au démarreur 13 est ouvert pour la canalisation 10 et le distributeur multivoie 2 relié au vérin à double effet 17 est fermé, après un renversement de marche dans le sens "arrière".Sur la position III, le distributeur multivoie 1 est également ouvert pour la canalisation 9 et le distributeur multivoie 2 fermé, mais après un renversement de marche dans le sens "avant". La position II signifie que le distributeur multivoie 1 relié au démarreur 13 est ferme pour la canalisation 9 pendant un renversement de marche dans le sens "avant", tandis que le distributeur multivoie 2 relié au vérin à double effet 17 se trouve en position d'ouverture. Sur la position IV, le distributeur multivoie 2 est ouvert et le distributeur multivoie 1 ferme pour la canalisation 10, mais pendant un renversement de marche dans le sens" arrière". Soit à effectuer une commutation du sens de rotation de la machine d' "arrière" sur "avant" dans cet exemple de réalisation. Le levier du manipulateur est amené pour ce faire sur la position "V". Du fluide sous pression circule de la source non représentée du manipulateur 41 dans la canalisation d'entrée 7, pour atteindre la chambre A du vérin à double effet 3, et déplace le piston 4 vers la chambre B. Les tiges de piston 5 et 6 font ainsi passer les deux distributeurs multivoies 1 et 2 dans la position II de la tige de commutation 22. La canalisation 9 applique en outre le fluide sous pression à l'entrée du distributeur multivoie 1, qui est toutefois ferme. Le distributeur multivoie 2 relié au vérin à double effet 17 s'ouvre, de sorte que du fluide sous pression circule de la source 21 dans la canalisation 20, pour atteindre la chambre B' du cylindre à double effet 17, et déplace le piston 18 avec sa tige 16 vers la chambre A'.La tige de piston 16, reliée par une denture au disque de renversement de marche 14, fait tourner ce dernier dans le sens des aiguilles d'une montre. La came de commutation 26 s'éloigne du poussoir 28 du distributeur 22, qui passe ainsi dans sa position de fermeture et isole la canalisation reliant le distributeur multivoie 1 au démarreur 13. Peu avant la fin de la rotation du disque de renversement de marche 14, la came 25 fait pivoter la tige de commutatSon 22 sur le point d'articulation 23, pour l'amener sur la position III. Ainsi se termine le renversement de marche de la machine, produit par la tige de piston 16 du vérin à double effet 17, le disque de renversement de marche 14, l'arbre d'entraînement 15 et le dispositif de renversement de marche, relié a ce dernier et non représenté. Le distributeur multivoie 1 relié au démarreur 13 établit pour la canalisation 9 le passage vers le distributeur 12 et le distributeur multivoie 2 relié au vérin à double effet 17 se ferme.Le poussoir 28 actionne par la came de commutation 26 ouvre simultanément le distributeur 12, L'impulsion de démarrage provenant de la chambre A du vérin à double effet 3 est alors délivrée et produit le démarrage de la machine non représentée, Le levier du manipulateur est amené sur sa position neutre 0 pour arrêter la machine. Le dispositif de renversement de marche non représenté demeure sur "avant" et les deux distributeurs multivoies 1, 2 et le distributeur 12 demeurent dans la position atteinte, de sorte que la machine peut être démarrée en permanence pour la marche avant. Lorsque par inadvertance ou ê la suite d'une instruction erronée le levier du manipulateur est brièvement placé sur la position arrière", puis ramene sur sa position neutre 0, le distributeur multivoie 2 relié au vérin à double effet 17 s'ouvre pendant le meme intervalle de temps. La tige de commutation 22 se trouve sur la position IV pendant le même intervalle de temps. La source 21 transmet une brève impulsion de fluide sous pression au distributeur multivoie 2 et, par la canalisation 19, dans la chambre A' du vérin à double effet 17.Le piston 18 est déplacé avec la tige 16 vers la chambre B' du vérin à double effet 17, la tige de piston 16 fait tourner le disque de renversement de marche 14 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre sur l'axe 15 et le dispositif de renversement de marche non représenté est ainsi déplacé de sa position "avant" vers sa position "arrière". Le renversement de marche ne peut toutefois pas se terminer, car le levier du manipulateur n'a été placé que brièvement sur la position "arrière". Les cames 24 et 25 se trouvent également sur une position intermédiaire quelconque, de sorte que la tige de commutation 22 et par suite le piston 4 sont mobiles librement et amenés indépendamment dans une position quelconque, selon la pression dans les chambres A et B.Lors d'un renversement de marche ultérieur voulu, dans le sens "avant" par exemple, du fluide sous pression est appliqué à la chambre A et à la canalisation 9 du vérin à double effet 3, et le piston 4 est déplace avec les tiges 5 et 6 vers la chambre B. Le distributeur multivoie 1 demeure brièvement ouvert pour la Canalisation 9 et une impulsion est transmise à la canalisation 11. La machine démarrerait dans le cas des dispositifs de renversement de marche et de démarrage connus, ce qui entrainerait des dommages importants du dispositif de renversement de marche et de la machine, car le renversement de marche intempestif préalable n'est pas encore terminé. Un demarrage pendant la phase de renversement de marche de la machine est interdit par le montage selon l'invention du distributeur 12 supplémentaire dans la canalisation reliant le distributeur multivoie 1 au démarreur 13 et le montage sur le pourtour du disque 14 des cames de commutation 26, 27, qui n'agissent sur le poussoir 28 du distributeur 12 et n'ouvrent ce dernier qu'après la fin d'un renversement de marche. La figure 2 représente un dispositif de sécurité simplifié, qui présente l'avantage d'une interchangeabilité facile. Par raison de clarté, les mêmes repères sont affectés aux élé- ments et canalisations du dispositif selon figure 2, identiques aux éléments et canalisations selon figure 1 et assumant les mêmes fonctions. Contrairement au dispositif de sécurité selon figure 1, le dispositif de sécurité décrit dans cet exemple de réalisation comprend un cylindre à double effet 29, dont le piston 30 est relié à deux tiges 31 et 32, presentant chacune un epaulement 33, 34. La partie étagée de chaque tige de piston 31, 32 sert de siège à l'un des deux pistons traînant 37 et 38 disposes de part et d'autre du piston 30. Chacun des deux pistons traînants 37,38 comporte un alésage axial 39, 40. Les pistons traînants 37 et 38 assument avec les sorties 45 et 46 des chambres A et B du vérin à double effet 29 la fonction du distributeur 12, insérée dans l'exemple de réalisation selon figure 1 dans la canalisation il reliant le distributeur multivoie 1 au demarreur 13. Le principe de fonctionnement de cette forme de réalisation d'un dispositif de sécurité est identique à celui décrit pour le premier exemple de réalisation. Pour inverser le sens de fonctionnement d'une machine, par exemple d"'arrière" sur "avant", le levier du manipulateur est placé sur la position "avant". La source délivre une impulsion de fluide sous pression, par l'intermédiaire du manipulateur, dans la chambre A du vérin à double effet 29 et déplace le piston 30 et le piston trainant 38 vers la chambre B. La canalisation 35 transmet simulta nément l'impulsion de fluide sous pression à la soupape 42 fermée. Le piston traînant 38 recouvre ainsi le raccord 8 de fluide sous pression et l'orifice de sortie 46, qu'il ferme avec étanchéité par un ajustement approprié Par suite de la translation du piston 30 vers la chambre A, la tige 31 commute le distributeur multivoie 2 sur passage. La chambre B' du vérin à double effet 17 est alors alimentée et le piston 18 se déplace avec sa tige 16 vers la chambre A, ce qui produit une rotation du disque de renversement de marche 14. La came 24 est ainsi déplacée de sa position limitée d'un côté et le piston 30 ainsi que la tige de commutation 22 sont mobiles librement quand une pression appropriée est appliquée. Le piston 30 risque de se deplacer vers la chambre A si l'introduction de l'impulsion de fluide sous pression dans la chambre A est terminée avant la fin du renversement de marche déclenché et une impulsion de fluide sous pression est appliquée à la chambre B, simultanement ou immédiatement après. Le piston traînant 38 conserve d'abord sa position d'étanchéité par rapport au raccord 8 et à l'orifice de sortie 46, et l'impulsion de fluide sous pression ne peut tout d'abord pas être transmise par la canalisation 36 et la soupape 43 à la canalisation 11 et par suite au démarreur 13. Le piston trainant 38 est entrainé uniquement quand l'épaulement 33 de la tige de piston 31 vient s'appliquer sur lui et ouvre ainsi le passage à l'impulsion de fluide sous pression et à la canalisation 36, mais seulement après la fermeture de la soupape 43. Il n'y a donc pas de demarrage. Les alésages 40 et 39 des pistons traînants 38 et 37 sont prévus pour l'égalisation de pression. Les joints toriques 44 prévus sur le piston trainant 38 et 37 maintiennent ces derniers dans leur position déterminee même en présence de vibrations. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportees par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Dispositif de sécurité pour la télécommande d'une commande à fluide sous pression du renversement de marche et du démarrage d'une machine, avec un mécanisme de commande, actionné par des impulsions de pression de télécommande et comprenant un vérin à double effet, qui manoeuvre un groupe de deux distributeurs multivoies, dont un actionne l'entraînement d'un disque de renversement de marche de la machine et l'autre transmet une impulsion de démarrage, le disque de renversement de marche servant en outre à actionner le second distributeur multivoie, ledit dispositif etant caractérisé en ce que a) un distributeur supplémentaire (12 ou 45, 37, 46, 38) est inseré dans la canalisation de pression pour l'impulsion de démarrage;; et b) le distributeur (12 ou 45, 37, 46, 38) est actionne directement ou indirectement par le piston (4 ou 30) du vérin à double effet (3 ou 29). 2. Dispositif de sécurité selon revendication 1, caractérisé en ce que : a) le distributeur (12) est inséré entre le distributeur multivoie (1) et le démarreur (13); et b) le disque de renversement de marche (14)est muni de cames de commutation (26, 27) pour actionner le distributeur (12). 3. Dispositif de sécurité selon revendication 1, caractérisé en ce que a) le distributeur est constitué par un orifice de sortie (45) pour une canalisation (35) reliant le verin à double effet (29) au distributeur multivoie (1) et par un piston traînant (37) logé dans le vérin à double effet (29); et b) la tige (32) du piston (30) du vérin à double effet (29) présente un épaulement (34) pour la manoeuvre du piston traînant (37). 4. Dispositif de sécurité selon revendication 3, caractérisé par deux canalisations (35, 36) reliant les pistons traînants (37, 38) ét les orifices de sortie (45, 46) du vérin & double effet (29) au distributeur multivoie (1), et affectées chacune à un sens de manoeuvre du piston, correspondant à un des sens de fonctionnement de la machine. 5. Dispositif de sécurité selon revendication 1, caractérisé en ce le vérin à double effet (3), le distributeur multivoie (1 et 2) et le distributeur (12) forment une unité constructive compacte.