FR2538575A1 - Vehicule de chantier de type pivotant - Google Patents

Abstract

Le véhicule de chantier de type pivotant comprend un chariot pivotant 2 et un moteur hydraulique 3 destiné à entraîner le pivotement. Il comprend de plus un appareil de commande qui fonctionne de manière à réduire automatiquement la vitesse d'écoulement ou le débit moyen du fluide hydraulique de travail fourni au moteur hydraulique 3, lorsque le chariot pivotant 2 est arrivé dans une plage de proximité prédéterminée correspondant à l'une de deux positions angulaires prédéterminées, à droite et à gauche, afin de réduire la vitesse de pivotement dans une telle plage de proximité. L'appareil de commande actionne une soupape de manîoeuvre en amont du moteur hydraulique 3, en fonction de signaux relatifs au sens de pivotement et à l'amplitude de pivotement. Application à l'équipement des engins de travaux publics. (CF DESSIN DANS BOPI)

Description

La présente invention se rapporte aux véhicules de

chantier, du type-pivotant, dont chacun comporte une struc-

ture de base, un chariot pivotant équipé d'un instrument d'excavation, un moteur hydraulique destiné à entraîner le chariot pivotant en pivotement par rapport à la structure de base, et une soupape de manoeuvre pour un tel entraînement hydraulique. L'instrument d'excavation d'un tel véhicule de chantier

est supposé répéter le travail, selon des courses alternati-

ves et réversibles ou passes, de creusement d'une tranchée

et de transfert de la terre creusée d'une position de creuse-

ment de la tranchée à une position de chargement d'un camion

(ou de tout autre moyen de déchargement de la terre).

Ainsi, il est nécessaire de manoeuvrer le chariot pivo-

tant équipé de l'instrument d'excavation, de manière à exécu-

ter la course alternative réversible exactement entre deux positions angulaires d'arrêt par rapport à la structure de base, en se déplaçant ainsi, alternativement, de l'une à

l'autre de telles positions données.

Il est de pratique courante, au cours de la manoeuvre répétée de manière séquentielle et consistant à mettre en

mouvement le chariot pivotant équipé de l'instrumen t d'exca-

vation et à l'arrêter, de-manoeuvrer manuellement une soupape

de commutation à des intervalles de synchronisation séquen-

tiels estimés convenables.

Ces manoeuvres et arrêts d'un chariot pivotant ont pour inconvénients qu'il se produit des coups de bélier considérables dans le système hydraulique et des impacts importants dans la structure mécanique du véhicule, qui sont causés par le moment d'inertie élevé du chariot pivotant et des éléments accessoires de ce dernier, du fait que la soupape de commutation est fermée en pratique de manière inévitablement très rapide, ce qui met également l'opérateur

dans une position très inconfortable Un inconvénient supplé-

mentaire se rapporte à la mise en oeuvre, car une très grande expérience est nécessaire afin d'arrêter finalement le chariot pivotant exactement dans la position angulaire

donnée et voulue, et du fait que l'opérateur s'épuise nerveu-

sement à estimer convenablement la synchronisation de la

manoeuvre d'arrêt.

Compte tenu de la situation actuelle, telle qu'elle est présentée cidessus, cette invention a pour objet de proposer un véhicule de chantier du type décrit ci-dessus,

et qui est capable de réaliser de manière sûre un arrêt auto-

*matique de l'instrument d'excavation exactement dans la posi-

tion angulaire prédéterminée dans chacune des passes ou courses de travail alternatives et réversibles, et qui ne requiert aucune expérience particulière de l'opérateur en ce qui concerne la manoeuvre manuelle, et qui, simultanément supprime effectivement les vibrations inconfortables aux moments de tels arrêts, le véhicule étant cependant d'une structure qui peut être construite de manière très économique, au moyen d'un usage efficace et avisé des composants qui

sont immanquablement présents dans les structures convention-

nelles. Afin de parvenir à cet objet, le véhicule de chantier de type pivotant conforme à cette invention est tel qu'il présente un châssis de véhicule, un instrument d'excavation monté de manière à être pivotant par rapport au châssis du

véhicule, un moteur hydraulique destiné à pivoter l'instru-

ment d'excavation, une soupape de manoeuvre du type à

manoeuvre électrique, capable de commuter le sens de fonc-

tionnement du moteur hydraulique et de régler la vitesse d'écoulement du fluide de travail hydraulique allant au moteur hydraulique, un dispositif de manoeuvre, destiné à

manoeuvrer la soupape de manoeuvre, un capteur de type élec-

trique, destiné à donner, à sa sortie, une information en réponse au sens de manoeuvre et à l'amplitude de manoeuvre du dispositif de manoeuvre, et un mécanisme de commande destiné à manoeuvrer la soupape de manoeuvre en réponse à l'information provenant du capteur, et le véhicule comprend de plus des appareils de réglage, destinés à régler des positions d'arrêt à droite et à gauche, respectivement, par rapport au châssis du véhicule, positions entre lesquelles l'instrument d'excavation doit se déplacer, alternativement de l'une à l'autre, à la manière d'une navette se déplaçant

dans ces passes de travail successives, un appareil de détec-

tion d'angle destiné à détecter l'angle du mouvement de gauche à droite, par rapport au châssis du véhicule, de l'instrument d'excavation, et un appareil de commande destiné

à manoeuvrer automatiquement la soupape de manoeuvre en posi-

tion de réduction de la vitesse d'écoulement, lorsque l'in-

formation provenant de l'appareil de détection de position montre que l'instrument d'excavation est arrivé dans une plage de proximité prédéterminée respectivement de l'une quelconque des positions d'arrêt, réglées par les appareils

de réglage.

Ainsi, l'appareil de commande d'arrêt automatique reçoit l'information et la traite à la fois par rapport aux positions angulaires d'arrêt prédéterminées et voulues de l'instrument d'excavation par rapport au châssis duvéhicule, d'une part, et par rapport à la position instantanée et détectée de l'instrument en fonctionnement, d'autre part, et sur la base de cette information il rend possible de réduire la vitesse d'écoulement du fluide de travail fourni au moteur électrique entraînant l'instrument d'excavation, lorsque l'instrument d'excavation est arrivé à proximité

de la position réglée et voulue, et ainsi d'arrêter automati-

quement l'instrument d'excavation dans la position d'arrêt voulue, telle qu'elle est réglée au moyen de l'appareil de

réglage, tout en réduisant convenablement la vitesse angu-

laire de pivotement de l'instrument d'excavation En consé-

quence, aucune aptitude ou-expérience particulière de l'opé-

rateur n'est nécessaire au cours de la manoeuvre manuelle, afin d'arrêter l'instrument d'excavation dans la position d'arrêt qui est désirée Comme on évite ainsi tout arrêt rapide et violent, il devient possible d'obtenir de manière

sûre un arrêt régulier et en douceur, en supprimant effecti-

vement les vibrations inconfortables.

Cette invention a pour but pàrtic'llier de faire un meilleur usage effectif de la soupape de manoeuvre, qui est immanquablement présente dans la structure conventionnelle,

afin d'exécuter l'arrêt automatique de l'instrument d'exca-

vation, conformément à cette invention, et afin qu'il soit ainsi possible de simplifier la structure par rapport à ce qu'elle serait dans le cas o l'on aurait installé un régula- teur de vitesse d'écoulement spécialement prévu pour l'arrêt automatique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention

seront mieux compris à la lecture de la description qui va

suivre de plusieurs exemples de réalisation, et en se réfé-

rant aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en élévation latérale et générale du véhicule,

la figure 2 est un diagramme d'un circuit hydrau-

lique destiné à l'entraînement en pivotement; -

la figure 3 est une représentation graphique montrant comment l'instant, exprimé par la position angulaire, du début de la commande automatique de la réduction de vitesse, avant l'arrêt du pivotement, est décalé en réponse à la vitesse angulaire finale la plus élevée, et en palier,

la figure 4 est une réprésentation graphique détail-

lée montrant comment la vitesse angulaire de pivotement est commandée au cours d'une course du mouvement de pivotement, la figure 5 est un schéma bloc de la commande de la vitesse angulaire de pivotement,

la figure 6 est un organigramme montrant le fonc-

tionnement d-'un processeur de données utilisé comme compo-

sant de commande, la figure 7 est une vue en élévation latérale, en partie en coupe, d'un mode de réalisation d'un appareil de détection de l'angle de pivotement utilisé également comme un composant de la commande, et la figure 8 est une vue en élévation, similaire à la figure 7, mais montrant un mode de réalisation modifié

de l'appareil de détection d'angle.

Sur la figure 1, on a représenté une pelle hydraulique à godet comme exemple particulier de véhicule de travaux publics, de type pivotant, et ce véhicule comporte un chariot pivotant 2, monté pivotant sur une structure de base munie d'une paire de trains de déplacement 1, de droite et de gauche, du type à chenille, le chariot 2 pivotant autour d'un axe vertical P lorsqu'il est entraîné par un moteur hydraulique 3 Sur le chariot pivotant 2 sont montés fixes ou stationnaires un poste de pilotage et de commande 4 et un moteur 5 De plus, un godet de pelle 6 est monté pivotant et mobile sur une extrémité avant du chariot pivotant 2,

et le godet de pelle 6 est en fait manoeuvrable par pivote-

ment ou par basculement articulé, vers le haut et vers le bas, et il est également pivotant ou articulé en extension et en rétraction De plus encore, une niveleuse 7 est montée mobile et pivotante sur une extrémité avant de la structure de base, et cette niveleuse 7 est en fait manoeuvrable par

pivotement ou articulée en élévation et en abaissement.

Un circuit d'entraînement hydraulique destiné au chariot pivotant 2 est représenté sur la figure 2 Comme

on peut le voir, un moteur 3 est relié à une pompe hydrauli-

que 8 par l'intermédiaire de conduites hydrauliques sur

lesquelles est montée une soupape de manoeuvre ou distribu-

teur de manoeuvre 10, qui peut commuter le mouvement du mode de fonctionnement du chariot pivotant 2, par la sélection de l'une des trois possibilités alternatives qui sont un pivotement vers la droite, un pivotement vers la gauche et l'arrêt Dans cet exemple, le distributeur de manoeuvre 10 est réalisé afin de remplir deux fonctions et de fonctionner aussi bien en distributeur de régulation de la vitesse d'écoulement qu'en distributeur manoeuvrable pour régler ou ajuster la vitesse d'écoulement du fluide de travail

hydraulique, qui est fourni au moteur 3, en réponse propor-

tionnelle à l'amplitude de manoeuvre ou à la position dans

chacun des modes d'entraînement respectifs.

Ainsi, dans les conduites hydrauliques respectives menantaux connecteur d'actionnement du distributeur de manoeuvre 10, est interposée une paire de vannes 11, 12 électromagnétiques et proportionnelles, qui effectuent, en réponse à leur pression de pilotage d'entrée, la commutation

et la commande proportionnelle du tiroir de manoeuvre 10.

Il est ainsi possible d'effectuer la commande convenable pour l'entraînement en pivotement du chariot pivotant 2, et plus précisément la commande de la vitesse angulaire de pivotement et l'arrêt, au moyen d'une commande donnée à un contrôleur

d'entraînement 13 monté afin'de commander les vannes électro-

magnétiques 11, 12.

Incidemment, on a représenté en 14 des mécanismes

à distributeur de freinage montés afin d'empêcher la pour-

suite du pivotement par inertie du wagon pivotant 2 à l'arrêt de l'entraînement, tandis qu'en 15 on a représenté des clapets de détente montés afin d'amortir un arrêt violent

ou excessivement forcé de l'entraînement du chariot pivotant.

Le contrôleur d'entraînement 13 est supposé être capable d'exécuter à la fois un mode de manoeuvre commandé

manuellement et un mode de manoeuvre commandé automatiquement.

Dans cet exemple, le mode de manoeuvre commandé automatique-

ment est de plus supposé comprendre l'arrêt automatique, tout en comportant-un certain procédé de manoeuvre manuelle et la véritable manoeuvre automatique ou manoeuvre entièrement automatique plus élaborée, constituée entièrement de procédés automatiques.

On décrit tout d'abord la fonction de l'arrêt automati-

que comportant un certain procédé de manoeuvre manuelle.

Comme cela est représenté dans le coin supérieur de droite de la figure 2, le circuit comprend un dispositif de manoeuvre 150, manoeuvrable manuellement par basculement de gauche à droite sur la figure, et un potentiomètre 160 destiné à détecter le sens de manoeuvre du dispositif de manoeuvre

, par rapport a sa position neutre N et également l'ampli-

tude de la manoeuvre On a représenté sous la forme d'un bloc désigné par la référence 20 un appareil de commande qui reçoit une telle information de détection donnée par le potentiomètre

160 et manoeuvre, en réponse à une telle information, le dis-

tributeur hydraulique de manoeuvre 10, par l'intermédiaire des vannes électromagnétiques 11, 12, de telle sorte que, par un basculement vers la gauche du dispositif de manoeuvre , le chariot pivotant 2 est en conséquence entraîné en pivotement vers la gauche, que, par un basculement vers la droite du dispositif 150, le chariot pivotant 2 pivote de manière similaire vers la droite, et que, dans l'un ou l'autre sens de pivotement, la vitesse angulaire de pivotement est

ainsi commandée qu'elle soit d'autant plus élevée que le dis-

positif de manoeuvre 150 est éloigné de sa position neutre N par basculement Il est ainsi possible de commander le mouvement du chariot pivotant 2 de manière à réaliser un pivotement vers la gauche ou vers la droite convenable du

godet 6 de pelle hydraulique, en'fonction des besoins.

Toujours à propos de l'appareil de commande 20, celui-

ci dispose de moyens de mémoire de stockage d'information suffisamment développés, et il fonctionne de telle sorte qu'il détermine le sens de fonctionnement du moteur hydraulique 3 et la quantité de fluide de travail qui est fournie au moteur hydraulique 3, sur la base de l'information donnée auparavant dans la mémoire, et également sur la base de l'information de détection de la configuration de manoeuvre du dispositif de manoeuvre 150, telle qu'elle est détectée par le potentiomètre 160 et donnée sous la forme de variations de son signal de tension électrique de sortie, et, en réponse

aux résultats d'une telle détermination,-l'appareil de com-

mande 20 manoeuvre soit les moyens de manoeuvre en pivote-

ment vers la gauche, qui sont supposés être la vanne électro-

magnétique 12, ou les moyens de manoeuvre de pivotement vers la droite, qui sont supposés être la vanne électromagnétique 11, de telle sorte qu'il-excite par intermittence la-vanne électromagnétique correspondante par un signal ayant la forme d'un train d'impulsions, tout en modifiant convenablement la fréquence de répétition des signaux pulsatoires, de manière à régler l'intervalle de temps d'excitation globale par unité de temps en concordance exacte avec la situation estimée,

et qu'il dispose de plus d'une information stockée antérieure-

ment pour un aspect supplémentaire de sa fonct on au 4 con-

siste également à manoeuvrer le distributeur de manoeuvre , comme cela est décrit immédiatement ci-dessous Des moyens primaires montés pour un tel aspect de la fonction sont représentés par les blocs 18 et 19 En 18 on

a représenté un capteur destiné à détecter l'angle de pivote-

ment du chariot pivotant 2 par rapport à la structure de base, au moyen d'un potentiomètre En 19, on a représenté d'une manière générale des moyens de réglage constitués d'un premier appareil de réglage 19 a destiné au réglage d'une première position angulaire d'arrêt ou de pivotement standard, par rapport à la structure de base, dans laquelle le chariot pivotant 2 devrait être arrêté, par exemple pour effectuer, dans cette position, un travail d'excavation, et un second appareil de réglage 19 b destiné à régler une seconde position angulaire d'arrêt ou de pivotement standard, par rapport à la structure de base, dans laquelle le chariot pivotant 2 devrait être arrêté, par exemple pour effectuer, dans cette

position, l'opération de déchargement de la terre enlevée.

A ce propos, on a représenté en 120 un interrupteur manuel destiné à commuter l'appareil de commande 20 entré son état

actif ou de fonctionnement, dans lequel il reçoit l'informa-

tion provenant à la fois de l'appareil de détection d'angle, à savoir le capteur 18, et des deux appareils de réglage 19 a, 19 b, et dans lequel il réalise la commande sur la base d'une

telle information, et son état inactif ou de non-fonctidnne-

ment Dans son état actif ou de fonctionnement, tel qu'il

est sélectionné par la manoeuvre correspondante de l'inter-

rupteur manuel 120, l'appareil de commande 20 fonctionne de manière à manoeuvrer automatiquement le distributeur de manoeuvre 10 en le déplaçant dans une position latérale de réduction de la vitesse d'écoulement ou du débit moyen lorsque le chariot pivotant 2 est arrivé dans une plage de proximité

prédéterminée voisine de la position angulaire d'arrêt pré-

réglée, c'est-à-dire l'une des deux positions angulaires d'arrêt ou standard préréglées aux moyen des appareils de réglage respectifs 19 a, 19 b, par rapport à la structure de base, au cours d'une passe ou d'une course de mouvements

alternatifs et réversibles du chariot pivotant 2, c'est-à-

dire de la course à partir de l'autre des deux positions stan-

dard, qui est ainsi la position angulaire de départ dans cette course spécifique, jusqu'à ladite position considérée parmi

les deux positions standard, qui est ainsi la position angu-

laire d'arrêt voulue dans cette-course, par rapport à la

structure de base.

Ainsi, il est possible, au cours d'un travail de creu-

sement d'une tranchée ou d'un trou, pendant lequel le godet 6 de pelle hydraulique est transféré ou pivoté en passes ou courses alternatives et réversibles, entre une position latérale par rapport au véhicule, dans laquelle le sol est creusé, et l'autre position latérale par rapport au véhicule,

dans laquelle la terre enlevée est déchargée, et plus précisé-

ment dans chaque course au cours de laquelle le chariot pivotant 2 devrait être manoeuvré de manière à pivoter par

rapport à la structure de base de l'une de ses positions angu-

laires standard, et plus précisément la position de départ pour cette course, à l'autre de ses positions angulaires standard, et plus précisément la position d'arrêt voulue pour

cette course, afin de transférer ainsi, de manière corres-

pondante, le godet 6 de pelle hydraulique, par une telle course de pivotement par rapport au châssis du véhicule, d'arrêter automatiquement le chariot pivotant 2 dans la position angulaire d'arrêt voulue, telle qu'elle est souhaitée, dés que l'opérateur a commencé la manoeuvre simplement par une manoeuvre du dispositif de manoeuvre manuelle 150, et, en fait, l'arrêt automatique est obtenu d'une manière très avantageuse, du fait que la vitesse angulaire de pivotement du chariot pivotant 2 est automatiquement réduite lorsque le chariot pivotant 2 est arrivé dans la plage de proximité préréglée d'une telle position angulaire d'arrêt voulue par rapport à la structure de base, et, en conséquence, l'arrêt du chariot pivotant 2 est effectué très régulièrement et en

douceur sans entraîner de vibrations importantes et incon-

fortables.

Dans cet exemple, on suppose que l'appareil de commande dispose également d'un programme et d'informations, sous la forme de données enregistrées à cet effet, afin de régler

convenablement l'instant, tel qu'il est exprimé par la posi-

tion angulaire de pivotement, du début de la commande d'arrêt automatique exercée sur le distributeur de manoeuvre 10 Par réglage convenable de cet instant, on veut signifier que la commande d'arrêt automatique est initiée lorsque le chariot

pivotant 2 est arrivé dans une position angulaire de pivote-

ment en amont de la position d'arrêt préréglée voulue par rapport à la structure de base, d'un angle qui doit être réglé en fonction de la vitesse angulaire estimée la plus élevée et en palier du chariot pivotant 2, et, en conséquence, le programme enregistré est tel qu'il est destiné à recevoir également une information de sortie d'un appareil 18 ' destiné à calculer la vitesse angulaire de pivotement instantanée en traitant le signal provenant de l'appareil 18 de détection

de l'angle de pivotement, et, sur la base d'une telle infor-

mation, à corriger ensuite automatiquement l'instant du début de la commande d'arrêt exercée sur le distributeur de manoeuvre 10, de façon à être convenablement en avance, lorsque la vitesse angulaire la plus élevée et en palier du chariot pivotant 2 devient plus élevée pour une raison ou

une autre.

La figure 3 est supposée illustrer une telle modifi-

cation de l'instant du début de la commande, par une repré-

sentation graphique sur laquelle l'angle de pivotement O du chariot pivotant 2 par rapport à la structure de base est donné en abscisse, et la vitesse angulaire de pivotement V est donnée en ordonnée, et sur cette figure, la courbe en trait plein est supposée représenter une commande d'arrêt

automatique normale, telle qu'elle est initiée pour la posi-

tion angulaire représentée en S, et la courbe en traits mixtes représente un cas anormal, dans lequel la vitesse angulaire la plus élevée et en palier est sensiblement plus élevée que

dans le cas normal, de sorte que la commande d'arrêt automa-

tique est, de manière correspondante, commencée plus tôt que

dans le cas normal.

En conséquence, il est ainsi possible de s'adapter de manière sûre à un tel cas anormal, dans lequel la vitesse angulaire de pivotement devient sensiblement supérieure à ce qu'elle est dans le cas normal, en raison, par exemple, d'un terrain anormalement ondulé sur le site de travail, et de réaliser, même dans un tel cas anormal, la réduction automatique convenable de la vitesse angulaire du chariot

pivotant 2, afin d'effectuer un arrêt automatique, confor-

table, régulier et en douceur, de la manière convenable souhaitée. Par la mise en oeuvre effective de cette invention, il est également possible, en substitution ou en addition

au pivotement du chariot pivotant 2 par rapport à la struc-

ture de base, tel que décrit ci-dessus, de monter un vérin hydraulique 3 ' (tel que représenté sur la figure 1) afin de pivoter le godet 6 de pelle hydraulique par rapport au chariot pivotant 2, ou encore, dans le cas o le véhicule ne comprend pas un tel chariot 2 pivotant par rapport à la structure de base, pour pivoter n'importe quel composant

par rapport au châssis-du véhicule, de manière générale.

Il est inutile de dire que cette invention peut être mise en oeuvre sur une grande variété de véhiculesde chantier ou de travaux publics, tels que par exemple des véhicules de chantier à pelle tournée vers l'avant du véhicule, sans être limitée à un véhicule à godet rétro-caveur, tel que

représenté en particulier sur la figure 1, et décrit ci-

dessus. Comme distributeur ou soupape de manoeuvre 10, il est également possible d'utiliser une soupape qui est manoeuvrée, par exemple, au-moyend'un servomoteur et comme cela est évident pour l'homme du métier, la structure particulière du mécanisme de commande destiné à manoeuvrer la soupape, et à commander l'arrêt automatique du pivotement, peut être adaptée convenablement, de différentes façons, à de telles

modifications respectives de la soupape de manoeuvre 10.

En bénéficiant du travail obtenu par des courses alternatives et réversibles de basculement du godet 6 de pelle hydraulique, il est également possible d'exécuter,

conformément à cette invention, la fonction de l'arrêt auto-

matique du pivotement seulement pour les courses qui s'effec-

tuent dans une seule direction particulière, en partant ainsi de l'une des positions angulaires de pivotement standard données, sur un côté particulier du véhicule, et en allant vers l'autre position angulaire standard donnée, de l'autre

côté du véhicule.

Une manière rationnelle et particulière de réaliser le système comportant la commande automatique remplissant la fonction d'arrêt automatique du pivotement, telle que décrite ci-dessus, afin d'obtenir que le chariot pivotant exécute chaque course de pivotement avec une telle vitesse angulaire qu'elle soit définie de manière sûre sur toute la course du départ à l'arrêt par une fonction prédéterminée de l'angle de pivotement qui est supposée être optimum pour permettre une vitesse de pivotement aussi élevée que possible tout en garantissant cependant un démarrage et un arrêt très doux et réguliersdu chariot pivotant, avec une excellente précision dans l'obtention et la conservation de la position d'arrêt voulue ou position d'arrêt cible, en configuration d'arrêt automatique, est décrite ci-dessous en référence également aux figures 4 à 6, en-plus des figures 2 et 3

auxquelles on s'est déjà référé ci-dessus.

Comme représenté sur la figure 2, le distributeur de

manoeuvre 10 est équipé, pour la détection de son état ins-

tantané de pivotement, de moyens de détection 17 qui peuvent

être du type comprenant un commutateur de position limite.

Comme cela a déjà été brièvement décrit, on a représenté par le bloc 18 un capteur du type à potentiomètre, et plus précisément un capteur de détection d'angle monté sur l'arbre de rotation du chariot pivotant 2 ou couplé à cet

arbre de rotation, afin de détecter ainsi l'angle de pivote-

ment vers la gauche et vers la droite du chariot 2 par rap-

port à la structure de base Ainsi, au démarrage, tel qu'il

a été lancé au moyen de la manoeuvre manuelle ou de la com-

mande manuelle qui a déjà été décrite, l'appareil de commande fonctionne de manière à manoeuvrer automatiquement le

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contrôleur d'entraînement 13 en réponse a l'information donnée par les deux capteurs 17, 18, de telle sorte que le chariot pivotant 2 pivote avec une telle vitesse angulaire Ou qui est définie de manière sûre par une fonction prédéteminée de l'angle de pivotement a, et qu'il s'arrête ainsi finalement dans la position d'arrêt ou position cible Gf pour cette course, comme cela a été prédéterminé par le moyen de réglage

19 De la sorte, il est devenu possible d'exécuter très faci-

lement et très efficacement la manoeuvre fréquente de pivo-

tement du chariot pivotant 2 de l'une à l'autre des positions de creusement du sol et de déchargement de la terre enlevée,

sans nécessiter une commande de manoeuvre manuelle embarras-

sante de la vitesse angulaire de pivotement et de l'arrêt.

La représentation graphique donnée sur la figure 4 est destinée a illustrer un exemple particulier de la commande automatique de la vitesse angulaire de pivotement O, au cours d'une course qui devrait commencer a partir d'une position angulaire de début de pivotement OS et finir dans une position angulaire d'arrêt de pivotement Of# la commmande automatique étant assurée par l'appareil de commande 20, sous la forme d'une fonction prédéterminée de l'angle de pivotement a partir de la position de départ Os? pour laquelle G est en conséquence nul (et bien que les mouvements de pivotement successifs soient normalement répétés dans des courses alter-

natives et réversibles, la valeur de Q après le départ est

toujours considérée comme étant positive et sa valeur en posi-

tion finale G O est simplement désigiée également par Of)

Comme on peut le constater, la fonction de cet exemple parti-

culier du cas représenté, indiquée par la courbe en trait

plein sur la figure 4, a des sections ou parties qui corres-

pondent respectivement a une étape d'accélération régulière, au démarrage du pivotement, apparaissant comme une section d'une courbe Z représentant une première formule prédéterminée référencée-A ci-dessous, une étape de décélération régulière a l'arrêt du pivotement, apparaissant comme une section d'une

courbe m représentant une seconde formule prédéterminée réfé-

rencée B ci-dessous, et une étape de vitesse constante et.

régulière, à une vitesse angulaire 9 M la plus élevée et en palier, convenablement prédéterminée pour effectuer l'ensemble de la course rapidement et cependant en douceur, apparaissant

comme une section d'une ligne droite horizontale N représen-

tant une troisième formule prédéterminée référencée C ci- dessous

* =' 2 K 1( O) (A)

6 = 2 K 2(f (B) 68 a M (C) dans lesquelles K 1, K 2 sont des constantes données (qui, dans cet exemple particulier, sont supposées être K 1 = K 2 = K), est un paramètre auxiliaire qui est choisi afin de définir la vitesse angulaire dans la position de départ -de pivotement Os et C est une constante donnée qui est choisie pour définir une plage d'insensibilité autour de la position d'arrêt

de pivotement Of.

On suppose que ces formules A, B, C sont préalablement enregistrées dans la mémoire de l'appareil de commande 20, et ce dernier, étant donné l'information de la position d'arrêt de pivotement Gf et du sens de pivotement donnés par les moyens de réglage 19, ainsi que par le capteur 17 de détection de la configuration de manoeuvre, comme cela est représenté sur les figures 5 et 6, effectue l'opération de calcul des trois valeurs respectives de G conformément à ces formules A, B, C en utilisant la valeur de l'angle de pivotement instantané Q détecté, qui est donnée de manière continue, par le capteur de détection d'angle 18 Comme cela apparaît clairement, la figure 6 montre simplement que le bloc 20 a de la figure 5 est un processeur de calcul destiné à sélectionner en toutes circonstances la plus petite valeur des trois valeurs de Go calculées de la manière précitée, et à émettre ensuite cette valeur comme son signal de sortie, destiné à servir de vitesse angulaire cible Ai de la commande

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régulée Sur la figure 5, on a également représenté simplement par un bloc 20 b un différentiateur qui reçoit à son entrée l'information de l'angle de pivotement instantané Q provenant du capteur de détection d'angle 18, et qui donne ainsi de manière continue, à sa sortie, la valeur de vitesse angulaire

de pivotement Q détectée instantanément.

Comme cela ressort clairement à présent de la figure , une partie délimitée par un bloc eh traits interrompus

désigné 20 c est un bloc de composition d'un-signal de correc-

tion qui fonctionne de manière à recevoir l'information de sortie provenant à la fois'du processus de calcul 20 a et du différentiateur 20 b, c'est-à-dire les valeurs de vitesses

angulaires de la cible commandée Qi et la détection instan-

tanée 9, à soustraire les premières de la dernière afin d'ob-

1 S tenir la différence O e = à multiplier cette différence par un facteur de correction prédéterminé k afin d'obtenir le produit O' = kgei et à soustraire ce produit de la valeur cible commandée O, afin d'obtenir finalement, comme sortie, une valeur d'un signal de correction 9 = 9 k

(O 09) = (l+k) Qi kg, qui est donné comme entrée de com-

mande au contrôleur d'entraînement 13.

Ainsi, le contrôleur d'entraînement 13 est automatique-

ment manoeuvré selon un tel principe de bouclage en réaction -de sorte que la vitesse angulaire de pivotement instantanée et détectée Q peut être commandée pour-toutes valeurs de l'angle de pivotement détecté 9, de manière à être amenée suffisamment proche de la valeur cible de 99, qui est toujours -définie par une telle formule particulière des trois formules

A, B, C qui donne ensuite la plus faible valeur i Q, c'est-

à-dire de manière à corriger la vitesse de pivotement instan-

tanée Q par une bonne réponse et en correspondance avec une

telle vitesse cible commandée O, telle que mentionnée ci-

dessus De la sorte, il est ainsi possible, sur toute la course de pivotement, c'est-à-dire pendant toute l'étape d'accélération au démarrage du pivotement, pendant toute

l'étape à vitesse constante au milieu du pivotement, et pen-

dant toute l'étape de décélération, à l'arrêt du pivotement, de réaliser automatiquement et de manière sûre la commande de la vitesse angulaire de pivotement qui est optimale pour

les étapes respectives, afin d'obtenir que le chariot pivo-

tant 2 pivote de manière efficace et en douceur sur toute sa course, et qu'il s'arrête finalement, avec une excellente

précision, dans la position d'arrêt cible prédéterminée.

On suppose qu'en plus des -trois formules A, B, C, deux formules supplémentaires ont été enregistrées préalablement

dans la mémoire de l'appareil de commande 20, et plus préci-

sèment que ces deux formules supplémentaires correspondent à ce qui est représenté sur la figure 4: une courbe t dont la section représentée en trait plein correspond à une

étape de décélération régulière au retour réversible du pivo-

tement, et représente une quatrième formule prédéterminée référencée D cidessous, et une ligne droite horizontale n, dont la section représentée en trait plein correspond à une étape de vitesse constante régulière, à une vitesse angulaire la plus élevée en valeur absolue et en palier, mais de valeur négative OM, (la valeur supposée dans cet exemple particulier étant GM = O M'> au retour réversible

de pivotement, et représentant une cinquième formule réfé-

rencée E ci-dessous se = e2 K(G + e È) (D) go 9 M K (E) dans lesquelles K 3 est une constante donnée qui est choisie pour définir la pente de la variation de vitesse angulaire dans l'étape finale du mouvement de retour réversible (et qui, dans cet exemple précis, est supposée être K 3 K 1 = K 2 = K) et ses effets, dans le cas o le chariot pivotant 2 effectue, par inadvertance, une sur-course au-delà de la position d'arrêt cible Off en-raison d'une quelconque perturbation

externe ou pour tout autre cause, le fonctionnement interve-

nant exactement comme dans le cours normal du pivotement

vers l'avant, tel que décrit ci-dessus, sont ainsi de calcu-

ler à présent les deux valeurs respectives de se conformé-

ment à ces formules D, E, afin de toujours sélectionner ensuite la Dius faible valeur absolue des deux valeurs de

Getde manoeuvrer automatiquement le contrôleur d'entraî-

nement 13 selon un tel principe à boucle de réaction que la vitesse angulaire de pivotement détectée instantanément O peut, pour toute valeur de l'angle de pivotement détecté

G, être amenée suffisamment proche de la valeur ainsi parti-

culièrement sélectionnée parmi les valeurs de il définies par de telles formules D ou E De la sorte,il est possible de ramener automatiquement le chariot pivotant 2, sans nécessiter une quelconque manoeuvre manuelle pour corriger la sur-course, le retour s'effectuant rapidement et cependant en douceur à la position d'arrêt cible présélectionnée G Of d'une manière qui est exactement la même que celle qui a été décrite à propos de la course normale en pivotement vers

l'avant.

* En ce qui concerne les capteurs destinés à détecter l'angle de pivotement G du chariot pivotant 2 par rapport

à la structure de base et destinés à détecter l'état de com-

mutation du distributeur de manoeuvre 10, l'invention n'est absolument pas limitée à l'utilisation de capteurs du type potentiométrique ou du type comprenant un commutateur de

position limite, mais il est tout aussi bien possible d'uti-

liser tous typesconvenablesconnusde capteuxs à contact ou sans contact, et ces capteurs peuvent ainsi, d'une manière

générale, être désignés par les termes d'appareil de détec-

tion d'angle 18, destiné à détecter l'angle de pivotement

par rapport au châssis du véhicule, et d'appareil de détec-

tion 17 de l'état du distributeur de manoeuvre, respective-

ment. De plus, en ce qui concerne l'appareil de détection 17 de l'état du distributeur de manoeuvre, l'invention n'est absolument pas limitée à l'utilisation d'un appareil de ce

type qui détecte directement l'état de commutation du distri-

buteur de manoeuvre 10, mais il est également possible d'uti-

liser tout autre appareil convenable destiné à détecter indirectement l'état de commutation du distributeur de manoeuvre 10, par exemple par des moyens de détection du

sens de pivotement du chariot pivotant 2 sur la base de l'in-

formation donnée par l'appareil 18 de détection d'angle destiné à donner l'angle de pivotement par rapport au châssis

du véhicule.

En outre, au lieu de monter un unique distributeur

de manoeuvre 10, du type actionné par une pression de pilota-

ge, comme cela est décrit ci-dessus, pour servir à la fois de distributeur de manoeuvre du chariot pivotant 2 pour la commutation dans ses rotations vers l'avant et en sens inverse et pour son arrêt, et également comme distributeur de manoeuvre calibrant de manière réglable, afin de commander la vitesse angulaire de pivotement, la vitesse ou le débit

du fluide hydraulique de travail fourni au moteur hydrauli-

que 3, il est également possible de monter des soupapes

distinctes destinées spécifiquement aux fonctions respectives.

il peut être évident, pour l'homme du métier, que les constantes K 1, K V K 3 6 t MP QMI adoptées dans les formules A, B, C, D, E soient mémorisées préalablement dans l'appareil de commande 20, et puissent être convenablement sélectionnées conformément aux conditions particulières qui

se présentent instantanément.

A présent, comme exemple particulier-du capteur 18 destiné à détecter l'angle de pivotement du chariot 2, on a décrit ci-dessous un appareil de détection d'angle du type comportant un codeur rotatif, et cet appareil est tout

d'abord décrit en se référant à son premier mode de réalisa-

tion particulier représenté sur la figure 7.

Sur cette figure 7, on a représenté en 18 un codeur rotatif adopté comme mode de réalisation particulier du capteur d'angle de pivotement, qui est fonctionnellement relié à l'appareil de commande 20, afin de donner le sens et la vitesse angulaire du pivotement du chariot pivotant

2 par rapport à la structure de base,"et afin d'arrêter auto-

matiquement le chariot pivotant 2 dans la position d'arrêt cible prédéterminée On a désigné d'une manière générale par la référence 110 un réducteur de vitesse destiné à entraîner le chariot pivotant 2, et ce réducteur comprend son arbre de sortie 11 Oa, son capot de recouvrement ll Ob, et son arbre de rotation intermédiaire ll Oc, ainsi disposé

en amont de l'arbre de sortie lîQa par rapport à la transmis-

sion de puissance, et tel que l'une de ses extrémités traverse le capot ll Ob et soit en saillie à l'extérieur de ce dernier Comme cela est représenté, le codeur rotatif 18 est fixé, par l'intermédiaire d'un accouplement 117,

sur l'extrémité en saillie de l'arbre de rotation intermé-

diaire ll Oc Il est ainsi possible de faire tourner le codeur rotatif 18 d'un angle proportionnel à l'angle de rotation de pivotement du chariot pivotant 2, avec un rapport de proportion tellement élevé que le premier angle est bien plus grand que le dernier,, afin de détecter ainsi l'angle

de pivotement du chariot 2 avec une résolution très élevée.

On a désigné en 107 un joint rotatif destiné à assurer la lubrification. La structure particulière du réducteur de vitesse 110 peut être convenablement sélectionnée parmi différentes

structures connues, et il n'y a aucune restriction ou limi-

tation particulière pour ce qui concerne le choix de l'arbre qui, dans le réducteur de vitesse 110, en amont de l'arbre de sortie 1 l Qa de ce dernier par rapport à la transmission de puissance, doit être adopté pour quele codeur rotatif 18

lui soit fixé.

La figure 8 représente une forme particulière choisie parmi différentes possibilités, en ce qui concerne plus précisément la structure particulière de la fixation du

codeur rotatif 18 sur un arbre 3 a de sortie du moteur.

La structure particulière du codeur rotatif 18 peut être convenablement sélectionnée parmi différentes structures connues, telles que par exemple une structure de type magné-* tique ou optique,-et des moyens particuliers peuvent être choisis pour fixer une base ou un bottier externe du codeur rotatif 18 sur le capot de recouvrement ll Ob du réducteur de vitesse 110, et, de même, une structure particulière

d'accouplement 117 peut également être convenablement sélec-

tionnée parmi différentes structures connues.

Dans tous les cas, il est possible de faire un usage direct de tout codeur rotatif compact ou d'une petite taille convenable, économique et facile à trouver dans le commerce,

simplement en modifiant tout réducteur de vitesse conven-

tionnel de telle manière que, comme cela est décrit ci- dessus,un arbre rotatif convenablement choisi parmi ses composants soit prolongé afin de venir en-saillie par rapport à son capot de recouvrement et afin de pouvoir fixer, par l'intermédiaire d'un accouplement, le codeur rotatif sur l'extrémité en saillie de l'arbre ainsi sélectionné, tout en fixant une base ou un boîtier externe du codeur rotatif, sur le capot de recouvrement du réducteur de vitesse De cette manière simple, il est possible, comme cela a déjà été mentionné ci-dessus, de faire un usage efficace et avisé de la fonction du réducteur afin d'obtenir que la partie mobile du codeur rotatif tourne d'un angle bien supérieur à l'angle de pivotement du chariot pivotant, et ainsi de détecter l'angle de pivotement du chariot avec une résolution très élevée, même si la résolution intrinsèque du codeur

rotatif peut, en elle-même, ne pas être très élevée.

Comme cela résulte clairement de ce qui précède, il est ainsi possible de donner à un véhicule de chantier une excellente manoeuvrabilité en pivotement, qui est réalisée, de manière très exacte et très précise, par la commande de l'arrêt automatique du chariot pivotant et par la détection

du sens et de l'amplitude du pivotement, tout en étant obte-

nue de manière très favorable du point de vue du coût de

fabrication ainsi que du coût des composants.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées 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.

Claims (6)

REVENDICATIONS

1 Véhicule de chantier de type pivotant, comprenant un châssis de véhicule ( 1) un instrument d'excavation ( 6) monté pivotant par rapport au châssis du véhicule, des moyens hydrauliques du type moteur et/ou vérin ( 3,3 ') destinés à pivoter l'instrument d'excavation ( 6), une soupape de manoeuvre ( 10) du type à manoeuvre électrique, capable de commuter le sens de fonctionnement des moyens hydrauliques ( 3,3 ') et de régler la vitesse

d'écoulement ou le débit moyen d'un fluide de travail hydrau-

lique mené aux moyens hydrauliques ( 3,3 '), un dispositif de manoeuvre ( 150) au moyen duquel la soupape de manoeuvre (< 0) est manoeuvrée, un capteur ( 160) de type électrique destiné-à donner, à sa sortie, une information en réponse au sens de manoeuvre et à l'amplitude de manoeuvre du dispositif de manoeuvre ( 150), et

un mécanisme de commande destiné à manoeuvrer la souna-

pe de manoeuvre ( 10) en réponse à l'information provenant du capteur ( 160), caractérisé en ce qu'il comprend de plus des appareils de réglage ( 19 a,19 b) destinés au réglage de positions d'arrêt à droite et à gauche, respectivement, par rapport au châssis du véhicule, et entre lesquelles l'instrument d'excavation ( 6) est destiné à se déplacer alternativement de l'une à l'autre, comme une navette, au cours de ses passes de travail successives,

un appareil ( 18) de détection d'angle, destiné à détec-

ter l'angle du mouvement vers la gauche et vers la droite,

par rapport au châssis du véhicule, de l'instrument d'exca-

vation ( 6), et

un appareil de commande ( 20) destiné à manoeuvrer auto-

matiquement la soupape de manoeuvre ( 10) afin de la déplacer latéralement dans une position de réduction de la vitesse

d'écoulement ou du débit moyen, lorsque l'information prove-

nant de l'appareil ( 18) de détection de position montre que l'instrument d'excavation ( 6) est arrivé dans une plage de prcx:mité prédéterninée correspondant à l'une quelconque des positions d'arrêt déterminées par les appareils de réglage

( 19 a, 19 b).

2 Véhicule de chantier selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'appareil de commande ( 20) est muni d'un interrupteur ( 120) capable de commuter l'appareil de commande ( 20) entre son état actif ou de fonctionnement et

son état inactif ou de non-fonctionnement.

3 Véhicule de chantier selon l'une des revendications

1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend de plus: un appareil ( 17) de détection de l'état de la soupape, destiné à détecter l'état de la soupape de manoeuvre ( 10) et à délivrer une information, à sa sortie, à l'appareil de commande ( 20), et dans lequel: l'appareil de commande ( 20) est destiné à manoeuvrer automatiquement la soupape de manoeuvre ( 10) de telle sorte que l'instrument d'excavation ( 6) pivote avec une vitesse

angulaire telle qu'elle est définie par une fonction prédé-

terminée de l'information provenant de l'appareil ( 17) de détection de l'état de la soupape et de l'appareil ( 18) de

détection d'angle.

4 Véhicule de chantier selon la revendication 3, caractérisé en ce que: le châssis du véhicule comprend une structure de base ( 1), et

un chariot pivotant ( 2) monté pivotant sur la struc-

ture de base,

l'instrument d'excavation ( 6) étant monté sur le chariot pivo-

tant ( 2), et

l'appareil de commande ( 20) étant destiné à manoeuvrer automa-

tiquement la soupape de manoeuvre ( 10) de sorte que le chariot pivotant ( 2) pivote, par rapport à la structure de base ( 1), selon une course qui commence à partir d'une position de départ de pivotement (Ga et se termine dans une position d'arrêt de pivotement (gf), avec une vitesse angulaire telle qu'elle est définie par la fonction qui est sélectionnée parmi

* 2538575

les trois formules suivantes (A, B, C)

O = *' 2 K 1 (O + 6) (A)

Do = ' 2 K 2 (O) - (B)

= O M (C)

dans lesquelles O est l'angle de pivotement à partir de la position de départ (O) dans laquelle O est en conséquence nul, et bien que les mouvements de pivotement successifs soient normalement répétés dans des courses-alternatives et réversibles, la valeur de 0 après le départ de chaque course est toujours considérée comme étant positive, et sa valeur dans la position d'arrêt du pivotement (Of) est également désignée simplement par Of$ 0 est la vitesse angulaire de pivotement dans la position définie par l'angle 9, 0 est une constante donnée qui est réglée comme la vitesse M angulaire choisie la plus élevée du chariot rotatif ( 2), 6 est un paramètre auxiliaire qui est réglé afin de définir la vitesse angulaire du chariot pivotant ( 2) en position de départ de pivotement (OS)' e est une constante donnée qui est réglée afin de définir une plage d'insensibilité autour de la position d'arrêt de pivotement (Of) et K 1, K 2 sont des constantes données qui sont réglées afin

de définir la pente de la variation de la vitesse angu-

laire des étapes initiales et finales de la course de pivotement,

de telle sorte que soit toujours adoptée la formule particu-

lière parmi les trois formules (A, B, C) qui donne la plus petite valeur de 9 pour la valeur particulière de 0 à cet instant < Véhicule-de chantier selon la revendication 4, comportant un réducteur de vitesse ( 110) destiné à entraîner le chariot pivotant ( 2), et qui est monté sur le chariot pivotant ( 2), et qui comporte un arbre de sortie (ll Oa), un capot de couverture ( 110 b), et un arbre de rotation intermédiaire ( 110 Oc), disposé

en amont de l'arbre de sortie ( 110 la) par rapport a la trans-

mission de puissance, et dont une extrémité est en saillie & l'extérieur du capot ( 110 b), caractérisé en ce qu'un codeur rotatif, servant d'appareil ( 18) de détection d'angle, est fixé, par l'intermédiaire d'un accouplement ( 117),sur l'extrémité en saillie de l'arbre

de rotation intermédiaire ( 110 c).

6 Véhicule de chantier selon la revendication 4, comportant un réducteur de vitesse ( 110) destiné à entraîner le chariot pivotant ( 2), et qui est monté sur le chariot iivotant ( 2) et qui comporte: un capot de couverture ( 110 b), et un arbre d'entrée ( 3 a) qui est un arbre de sortie du moteur hydraulique ( 3), disposé de telle sorte que l'une de ses extrémités soit en saillie a l'extérieur du capot ( 110 b), caractérisé en ce qu'un codeur rotatif, servant d'appareil de détection d'angle ( 18) est fixe, par l'intermédiaire d'un accouplement ( 17), sur l'extrémité en saillie de l'arbre

de sortie ( 3 a) du moteur.