Brevet FR2265162A1 — publié le 19751017

L'invention est relative à un dispositif électromagnétique de télécommande propre à imposer à un organe commandé un déplacement réversible et progressif d'amplitude pratiquement proportionnelle à celle d'un organe de commande. Elle concerne plus particulièrement, mais non exclusivement, la télécommande de l'organe mobile d'un distributeur de fluide sous pression, plus particuliè- rement encore pour une grue automobile, automotrice ou sur camion, à plate-forme rotative ou non. Dans l'état actuel de la technique, la télécommande élec- tromagnétique est réalisée généralement - soit par un électro-aimant agissant directement sur,l'orga- ne commande' contre une force antagoniste exercée le plus souvent par un ressort ;; - soit par un ou plusieurs électro-aimants agissant indirectement sur l'organe commande', par l'intermédiaire d'unsystème d'amplification d'efforts à fluide avec apport extérieur d'énergie Dans le premier cas, la compatibilité entre la force de ltélectro-aimant et la force antagoniste quiest nécessaire à un bon fonctionnement progressif exclut les variations des efforts pa rasites généralement rencontrés, tels que frottements mécaniques, réactions dynamiques, collage hydraulique, etc. et, de ce fait, une télécommande de ce genre conduit pratiquement à un fonctionnement par tout ou rien. Dans le deuxième cas, le système d'amplification à fluide nécessite une source d'énergie stable, cette stabilité ne devant être compromise ni par les variations de température, ni par la pollution du fluide. Ces impératifs conduisent à des ensembles qui sont obligatoirement onéreux pour être fiables. L'invention a pour but de réaliser un dispositif électromagnétique de télécommande à action directe, donc économique, qui en outre évite les inconvénients dus aux ef-forts parasites. Dans ce but-, le dispositif électromagnétique de télécommande est essentiellement caractérisé, selon l'-invention, par le fait qu'il comprend au moins deux électro-aimants capables chacun de déplacer l'organe commandé en sens inverses mais constants pour chacun-d'eux ; un premier générateur de signal électrique dont une caractéristique (tension, notamment) varie algéKbriquement dans le même sens que l'écart de l'organe de commande par rapport à une position neutre ; un deuxième générateur de signal électrique dont une caractéristique, de même nature que la précédente, varie algé briquement dans le même sens que l'écart de l'organe commandé par rapport à une position neutre; un comparateur propre à comparer les signaux émis par les deux générateurs et à appliquer à un commutateur un signal de sortie dont le signe dépend du signe de l'écart entre'les signaux comparés; une source de courant électrique branchée sur le commutateur, ce dernier étant agencé pour relier cette source de courant à l'un ou à l'autre des électroaimants selon le signe du signal de sortie du comparateur. De cette manière, l'organe commandé, sous l'action alternée et opposée des deux électro-aimants, prend une position moyenne dont l'écart algébriqué par rapport à sa position neutre est une fonction croissante de l'écart algébrique de l'organe de commande par rapport à sa position neutre. De préférence, les deux générateurs de signaux sont agencés de façon que les signaux qu'ils émettent soient respectivement proportionnels aux susdits écarts, en- sorte que les déplacements de l'organe commandé soient proportionnels à ceux de l'organe de commande. De préférence encore, le commutateur possède une position neutre qui correspond à l'état.pris par le comparateur lorsque l'organe de commande est en position neutre et l'organe commandé est muni de moyens de rappel élastiques capables de le rappeler en position neutre lorsque les électro-aimants ne sont pas excités. L'invention est également relative à une installation hydraulique, en particulier pour la manoeuvre des grues automobiles, automotrices ou sur camion, qui comporte des moyens moteurs hydrauliques pouvant travailler en sens opposés (tels .qu'un vérin à double effet, un moteur hydraulique réversible ou analogue)., une source de liquide sous pression, un distributeur intercalé entre cetmoteurs te dernière source et les moyens/hydrauliques et un organe de commande tel qu'un levier, cette installation étant caractérisée par le fait qu'undispositif électromagnétique de télécommande tel que défini ci-dessus est monté entre cet organe de commande et un organe commandé constitué par l'organe mobile (tiroir) du distributeur. L'invention va être maintenant expliquée plus en détail à l'aide du dessin annexé dont la figure unique représente schéma- tiquement un dispositif électromagnétique de télécommande établi selon l'invention. Dans l'une de ses applications préférées, le dispositif électromagnétique de télécommande est destiné à permettre à un opérateur, assis devant un pupitre de commande, d'actionner à distance un distributeur de fluide sous pression. En particulier, le pupitre de commande peut se trouver dans la cabine de pilotage d'une grue automobile, automotrice ou sur camion, et le distributeur sur une autre partie de la grue, notamment sur une plate-forme, tournante ou non, d'une telle grue pour déterminer l'un des mouvements de la grue (rotation de la plate-forme éventuelle à droite ou à gauche, le vage ou abaissement du crochet de charge, déploiement ou rétraction de la flèche télescopique, relevage ou abaissement de cette flèche). Dans ce cas, il est mis à la disposition de l'opérateur dans la cabine un organe de commande 1, tel qu'un levier, pour actionner un distributeur 2 de fluide sous pression, de préférence un distributeur hydraulique, placé à proximité d'un vérin à double effet 3, le- quel détermine l'un des mouvements définis ci-dessus. De façon plus précise, l'installation hydraulique comprend généralement une pompe 4 qui aspire du liquide dans un réservoir 5 et le refoule vers le distributeur 2, par une canalisation 6, à une pression fixée par un régulateur de pression 7. Le distributeur 2 comprend un corps peut coulisser un tiroir 9 dont les extrémités 10 et ll-sortent du corps 8. La canalisation de refoulement 6 aboutit à des gorges 12 entourant le tiroir 9.Une canalisation de décharge 13, sur laquelle est monté un filtre 14, réunit d'autres-org:es 15 au réservoir 5. Enfin, des gorges 16 et 17 sont réunies respectivement à deux chambres 18 et 19 qui sont limitées à l'intérieur d'un cylindre 20 par un piston 21, le cylindre 20 et le piston 21 constituant le vérin 3 Dans la position neutre représentée pour le tiroir 9, -la pompe 4 débite vers le réservoir 5 par l'intermédiaire des canalisations 6 et 13 et de gorges 12 et15, les deux chambres 18 et 19 du-vérin étànt -obturées. Lorsque le tiroir 9 est déplacé vers la droite de la figure, la pompe 4 débite vers la chambre 18 du vérin 3 par une gorge 12- et la gorgé 16, alors que l'autre chambre 19 est reliée à la canalisation de décharge 13 par la gorge 17 et une gorge 15. Lorsque le tiroir 9 est déplacé vers la gauche de, la figure, ,la pompe 4 débite vers la chambre l9 du vérin par une gorge 12 et la gorge 17 alors que l'autre chambre '18 est reliée à la canalisation de décharge 13 par la gorge 16 et une gorge 15. Par action d'étranglement, 1 débit, du liquide entrant dans la chambre 18 ou 19 (ou le débit sortant de la chambre:19 ou 18) et, par conséquent, la vitesse de déplacement du, piston 21 varient dans le même sens que l'écart du tiroir 9 par rapport à la position neutre représentée. Cela étant, conformément à l'invention, le dispositif électromagnétique de télécommande comprend deux électro-aimants 22 et 23 capables de déplacer le tiroir 9 en sens inverses mais constants pour chacun d'éux. Plus précisément, les extrémités 10 et 11 du tiroir 9 portent les noyaux 24 et 25 des électro-aimants 22 et 23 et sont engagées à l'intérieur des bobines 26 et 27 due ces électro-aimants de façon telle que, lorsque la bobine 26 de l'électro-a-imant 22 est sous tension, le tiroir'9 soit sollicité par cet électro-aimant vers la droite de la figure mais que, lorsque la bobine 27 de-l'électro-aimant 23 est sous tension, le tiroir 9 soit .sollicité par cet électro-aimant versa gauche de la figure. Le dispositif comprend en outre un premier générateur de signal électrique 28, signal dont une caractéristique (tension notamment) varie algébriquement dans le même sens que l'écart de organe de commande 1 par rapport à la position neutre représentée en trait plein. Un tel générateur 28 peut être constitué par un rhéostat dont la résistance 29 est branchée par ses deux extre- mités aux deux bornes de tensions opposées (+V, -V) d'une source de courant continu (non montrée) et dont le curseur 30 est lié mécaniquement à l'organe de manoeuvre 1. Le dispositif comprend encore un deuxième générateur de signal électrique 31, signal dont une caractéristique? de même nature que celle du signal émis par le générateur-28, varie algébriquement dans le même sens que l'écart du tiroir 9 par rapport à la position neutre représentée. Un tel générateur 3I peut être constitué par un rhéostat dont la résistance 32 est branchée par ses deux extrémités aux deux bornes de tensions opposées (+V, -V) d'une source de courant continu et dont le curseur 37 est lié mécaniquement au tiroir 9, par son extrémlté 10. Le dispositif comprend de plus un comparateur 34 propre à comparer les signaux émis par les deux générateurs 28 et 31 et à appliquer à un commutateur 35 un signal de sortie, de préférence amplifié, dont le signe dépend du signe de l'écart entre les signaux d'entrée qu'il compare. Le dispositif comprend enfin la susdite source de courant branchée par l'une de ses bornes (+V) sur le-commutate,ur 35, ce dernier étant agencé pour relier cette source de courant à l'une ou l'autre des bobines d'électro-aimant 26, 27 selon le signe'du signal de sortie du comparateur 34. L'autre borne des bobines 26, 27 est reliée en permanence à l'autre borne (-V) de la source de courant. Les deux générateurs de signaux 28 et 31 sont de préférence agencés de façon que les signaux qu'ils émettent soient respectivement proportionnels à l'écart de l'organe de commande 1 par rapport à sa position neutre et à l'écart du tiroir 9 par rapport à sa position neutre. Enfin, le commutateur 35 poss-ède avantageusement une position neutre qui correspond à l'état pris par le comparateur 34 lorsque l'organe de commande 1 est en position neutre et pour laquelle il coupe l'alimentation des deux bobines 26 et 27. Dans ce cas, letiroir 9 est muni de moyens de rappel élastiques 36 capables de le rappeler en position neutre lorsque les bobines 26 èt 27 ne sont pas sous tension. On obtient ainsi un dispositif électromagnétique de télécommande dont le fonctionnement est le suivant. Supposons par exemple que î'-on écarte l'organe de commande 1 de sa position neutre, dans le sens des aiguilles d'une entre. A l'une de ses entrées, le comparateur 34 reçoit du générateur 28 une tension positive proportionnelle à I'écart de l'organe 1. Comme le tiroir 9 était maintenu auparavant en position neutre pax les moyens de rappel 36, le comparateur 34 reçoit du générateur 3 une tensionnulle à l'autre de ses entrées. Par comparaison entre les tensions d'entrée, le comparateur 34 envoie au commutateur 35 une tension -proportionnelle -à la tension délivrée par le générateur 28. Sous l'effet de cette tension, le commutateur 35 relie la bobine 26 à la source de courant ?+V). Ceci provoque le déplacement progressif du tiroir 9 vers la droite, donc l'émission par le générateur 31 d'une tension croissante vers le comparateur 34. Lorsque cette tension dépasse celle qui est émise par le générateur 28, le comparateur 34 inverse le commutateur 35 qui coupe l'c limentation de la bobine" 26 et relie la bobine 27 à la source de tension. Ceci tend à déplacer maintenant le tiroir 9 vers la gauchue, donc à diminuer la tension émise par le générateur 31, et ainsi de suite. En définitive, le tiroir 9 prend une position moyenne dont l'écart algébrique par rapport à sua position neutre est une fonction crqissante de l'écart algébrique de organe de commande l par rapport à sa position neutre. Il est facile aux spécialistes de l'électronique de réalise un comparateur 34 et un commutateur 35 à réponses rapides. En ce cas, en raison de l'inertie mécanique et des frottements des pièces mobiles, l'oscillation du tiroir 9 de part et d'autre de sa ,position moyenne est imperceptible et nia 'donc aucune répercussion fâcheuse sur le fonctionnement du distributeur 2 et du vérin 3. Dans la plupart des cas, une proportionnalité approximative entre les mouvements des organes 1 et 9 est suffisante car l'opé- rateur peut vérifier directement ou indirectement la position du piston 21 dans le cylindre 20 et rectifier en conséquence la position de son organe de manoeuvre 1. Lorsque cet organe est à sa position neutre, le commutateur 35 coupe l'alimentation des deux bobinès 26 et 27 et protège donc celles-ci contre tout échauffement. Dans l'application particulière envisagée ci-dessus, où l'organe de manoeuvre 1 est dans la cabine de pilotage alors, que le distributeur 2 est sur la plate-forme ou autre partie de la grue, il est facile d'établir les connexions électriques nécessaires à l'aide d'un collecteur électrique tournant. REVENDICATIONS 1 - Dispositif électromagnétique de télécommande propre à imposer à un organe commandé un déplacement réversible et progres- sif d'amplitude proportionnellé à celle d'un organe de commande, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins deux électroaimants capables chacun de déplacer l'organe commandé en sens inverses mais constants pour chacun d'eux ;, un premier -gé,nérateur de signal électrique dont une caractéristique (tension, notamment) varie algébriquement dans le même sens que l'écart de l'organe de commande par rapport à une position neutre ; un deuxième générateur de signal électrique dont une caractéristique, de même nature que la précédente, varie algébriquement dans le même sens que l'écart de l'organe commandé par rapport à une position neutre ; un comparateur propre à comparer les signaux émis par les deux générateurs et à appliquer à un commutateur un signal de sortie dont le signe dépenddu signe de l'écart entre les signaux comparés une source de courant électrique branchée sur le commutateur, ce dernier étant agencé pour relier cette source de courant à i'un ou à l'autre des électro-aimants selon le signe du signal de sortie du comparateur. 2 - Dispositif électromagnétique de télécommande selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les deux générateurs, de signaux sont agencés de façon que les signaux qu'ils émettent soient respectivement proportionnels àux susdits écarts, en sorte que les déplacements de l'organe commandé soient proportionnels à ceux de l'organe de commande. 3n- Dispositif électromagnétique de télécommande selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le commutateur possède une position neutre qui correspond à l'état pris par le comparateur lorsque l'organe de commande est en position neutre et l'organe commandé est muni de moyens de rappel élastiques capables de le rappeler en position neutre lorsque les électro-aimants ne sont pas 'excités. 4 - Installation hydraulique, en particulier pour la manoeuvre des grues automobiles, automotrices ou sur camion, qui comporte des moyens moteurs hydrauliques pouvant travailler en sens opposes (tels qu'un vérin à double effet, un moteur hydraulique réversible ou-analogue), une source de liquide, sous pression, un distributeur intercalé entre cette dernière source et les moyens moteurs hydrauliques et un organe de commande tel qu'un levier, caractérisée par le fait qu'un dispositif électromagnétique de télécommande conforme à l'une des revendications 1 à 3 est monté entre cet organe de commande et un organe commandé constitué par l'organe mobile (tiroir) du distributeur.