Brevet FR2512085A1 — publié le 19830304

La présente invention concerne un dispositif de commande pour une pelleteuse,actionnée hydraulique ment,et comportant un bras principal, actionné lui-m8se par au moins un cylindre de relevage, un bras pivotant, articulé sur le bras principal, et actionné par un cy- lindre de pivotement, et un outil, notamment une pelle, qui est articulée sur le bras pivotant et qui peut titre actionnée par un cylindre de commande de la pelle, des valves & plusieurs voies, et â commande manuelle, étant pré'vues dans tous les circuits du fluide hydraulique de tous les cylindres. Lorsqu'il faut procéder A un enlèvement du sol avec une pelleteuse de ce genre, effectuant un mouvement de traction et de rabotage, il faut que l'outil soit guidé, dans sa zone de travail, suivant une droite. Corme le bras pivotant qui porte l'outil effectue un mouvement de pivotement par rapport an bras principal, l'outil n'effectuera pas un mouvement rectiligne, mais un mouvement circulaire. Pour obtenir cependant un mouvement rectiligne, il faut, pendant le mouvement de pivotement du bras pivotant, lever le bras principal, c'est- & dire augmenter sa pente pour déplacer vers le haut le point d'articulation du bras pivotant en fonction de son mouvement circulaire, et il faut en outre régler l'outil & l'aide de son cylindre de commande. Pour que la pelleteuse effectue le mouvement décrit, il est donc nécessaire que son conducteur actionne simultanément trois valves de commande. Le but principal de la présente invention est d'automatiser l'exécution du mouvement rectiligne dans le cas d'une pelleteuse du type indiqué précédemment. Le dispositif de commande pour une pelleteuse commandée hydrauliquement, selon la présente invention, est caractérisé par le fait qu'il comporte, pour permettre & l'outil d'exécuter un mouvement en suivant une droite, pendant le mouvement de pivotement du bras pivotant, un dispositif transmetteur pour le cylindre de commande de la pelle, qui maintient constant l'angle d'attaque de l'outil par rapport & la droite désirée, ainsi qu'un dispositif de contrôle de la pression dans le cylindre de relevage, ce dispositif maintenant constante la pression dans ledit cylindre de relevage. Le principe qui est à la base de la présente invention consiste donc & maintenir automatiquement constant l'angle d'attaque de l'outil par rapport A la droite désistée, de saunière que la pression d'appui exercée par 1 1outil sur le sol, pendant toute la durée de son travail, peut titre considérée comme sensiblement constante. Cette pression réagit, par l'intermédiaire du bras privotant, sur le bras principal, au cylindre de relevage duquel est également prescrite une pression constante.Par suite, des cependant le parcours de travail, la pression exercée sur le bras principal augmente, par suite du mouvement de pivotement du bras pivotant, le dispositif de commande maintiens constante la pression dans le cylindre de relevage, de telle sorte que le bras principal 8 s'écarte, et que, par suite, l'outil est maintenu sur la trajectoire rectiligne désirée.L'exécution du mouvement rectiligne décrit peut donc titre automatisée au moyen d'un dispositif relativement simple, en commutant la pelleteuse de son fonctionnement normal sur son fonctionnement à mouvement automatique0 Cette commuta- tion peut avoir lieu de façon hydraulique, ou bien, de préférence, de façon électrique, car il s'agit généralement de valve commande électromagnétique. Selon une caractéristique avantageuse du dispositif de commande suivant la présente invention, le dispositif transmetteur pour maintenir constant l'angle d'attaque est un transmetteur de position, qui est disposé sur l'outil, et placé sous la dépendance de sa position. Le transmetteur de position est de préférence tm capteur t pendule. Le transmetteur de position délivre un signal électrique, qui constitue la valeur instantanée de la position angulaire de l'outil. Ce signal électrique est comparé avec un signal de valeur de consigne, qui peut titre réglé manuellement. Il en est déduit une grandeur de réglage, qui, par l'intermédiaire d'un étage de puissance et d'une valve électromagnétique, actionne le cylindre de commande de la pelle de manière A maintenir constant son angle d'attaque. Dans une autre forme de réalisation, il est cependant également possible de déterminer, selon les dimensions et l'angle de pivotement, en tenant compte de la vitesse de pivotement du bras pivotant, une fonction qui, suivant le chemin parcouru par l'outil, indique l'angle d'attaque correspondant & cette zone de travail. Le cylindre de commande de la pelle est commandé de façon correspondante, sa position de sortie devant être captée. Comme le bras principal se déplace également pendant le mouvement de pivotement du bras pivotant, pour maintenir le mouvement rectiligne, il est aussi possible de capter le mouvement de pivotement du bras principal pour maintenir constant l'angle d'attaque de l'coutil par l'actionnement du cylindre de commande dudit outil.Les grandeurs pour la fonction précédemment mentionnée, qui ont été calculées à partir des dimensions et de la géométrie du souve- ment, constituent donc les valeurs de consigne pour l'actionnement du cylindre de commande de la pelle, et par suite pour le déplacement de cette dernière, tandis que le dispositif transmetteur délivre les valeurs instantanées correspondantes, par exemple & la tige du piston du cylindre de commande de la pelle. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la pression dans le cylindre de relevage du bras principal est maintenue constante par une soupape de limitation de la pression, qui est montée pour servir de soupape de commande pour la position flottante dudit cylindre de relevage, et qui, en cas d'accroissement de la pression dans le cylindre de relevage, au-dessus de la pression naxivale ds tarage, s'ouvre dans le réservoir, et maintien ainsi constant la pression dans le cylindre de relevage, si bien que le bras principal peut s'écarter vers le haut pour produire le mouvement rectiligne désiré. Â titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement au dessin annexé, une forme de réalisation du dispositif de commande selon la présente invention. La figure 1 est une vue en ôlévation d'une pelleteuse actionnée hydrauliquesent. La figure 2 est le schéma du dispositif électro-hydraulique de commande selon la présente invention, qui permet la commande automatique d'un mouvement rectiligne de la pelle. La figure I représente une pelleteuse connue, dans laquelle une pelle 10 est montée pivotante sur un bras pivotant 11, qui est lai-ntse monté pivotant sur un bras principal 12, ce dernier étant également monté pivotant sur la caisse 13 de la pelleteuse. Le déplacement du bras principal 12 autour de l'axe de pivotement 14 est produit par un cylindre de relevage 15; le pivotement du bras pivotant 11 autour de l'articulation 16 est produit par un cylindre de commande correspondant, 17i le pivotement de la pelle 10 autour de l'articulation 18 est produit par un cylindre de commande de la pelle, 19. Le sol doit être enlevé par un mouvement de traction et de rabotage suivant une droite 20. Comme le bras pivotant 11 décrit un arc de cercle en pivotant autour de l'articulation 16, pendant le mousesent rectiligne désiré il faut que la pente du bras principal 12 soit augmentée, et que la pelle 10 soit ajustée, Dans l'exemple de réalisation choisi, la droite 20 est horizontale. Elle pourrait cependant titre également oblique, s'il fallait pelleter un talus. Sur la figure 2, le cylindre de relevage 15 du bras principal 12 est relié, par les conduftes de liquide hydraulique, 15a et 15b, à une valve à plusieurs voies, 15c, d'un type courant, & l'aide de laquelle le conducteur de la pelleteuse peut actionner manuellement le cylindre de relevage 15 ets par suite, faire pivoter le bras principal 12 jusqu à n'importe quelle position désirée.De façon analogue, une valve à plusieurs voies, 19c, est raccordée au cylindre 19 de commande de la pelle, par l'intermédiaire des conduites de liquide hydraulique 19a et 19b Le cylindre 17 de commande du bras pivotant est également actionné par une valve & plusieurs voies, analogue, 17c. Le montage auxiliaire permettant exécution du mouvement rectiligne comporte un capteur à pendule 25, qui est disposé sur la pelle 10. Le bras de ce capteur & pendule agit mécaniquement sur le curseur d'un potentiomètre 26, Si bien qu'il y a production, en fonction de l'angle d'attaque & de la pelle, c'està-dire en fonction de sa position angulaire, d'un signal électrique, sur le potentiomètre 26, ce signal étant envoyé, comme valeur instantanée, à un étage de comparaison 27.La seconde entrée de l'étage de comparaison 27 reçoit un signal qui peut autre réglé manuellement à l'aide dtun potentiomètre 28 Ce poten tiomètre 28 permet donc de prédéterminer l'angle d'attaD que désiré de la pelle 10, constituant la valeur de consigne. La comparaison. entre la valeur de consigne et la valeur instantanée,qui a lieu dans l'étage de comparaison 27,produitS sur la ligne 29, une grandeur de réglage, qui est transmise au circuit de puissance 30. Ce circuit de puissance est connecté à une valve à action proportionnelle, 31, qui est commandée électro magnétiquement, et qui est montéeen parallèle sur la valve à plusieurs voies, 19c. Le cylindre 19 de commande de la pelle est actionné en fonction de la grandeur de réglage, par l'intermédiaire de la valve à action proportionnelle, 31, de manière a maintenir toujours constant l'angle d'attaque a de ladite pelle par rapport & la droite à suivre. Sn parallèle sur la valve A plusieurs voies, 15c, du cylindre de relevage 15, est disposée une soupape tarée, 33, dont la sortie 34 est reliée1 d'une part, au réservoir 35, et, d'autre part, & la conduite de liquide hydraulique, 15b, par l'intermédiaire d'une soupape de retenue, 36. Le piston du cylindre de relevage 15 est donc maintenu en position flottante par l'intermédiaire de la soupape tarée 33. La soupape de retenue 36 sert & raspiraion de liquide hydraulique. D'autre part, la soupape tarée 33 est réglée sur une pression prédéterminée. Lorsque celle-ci est dépassée, la soupape tarée s'ouvre en direction du réservoir 35, jisqu' & ce que la pression réglée soit rétablie. Le réglage de la soupape tarde 33 sur la pression prédéterminée a lieu à l'aide d'un potentiomètre 37,dont la tension est transmise à un étage de puissance 38. Le potentiomètre 37 permet de fixer n'importe quelle pression d'application désirée de la pelle, qui dépend naturellement de la nature du sol. Pour effectuer le mouvement automatique, le conducteur de la pelleteuse actionne le cylindre 17 de commande du bras pivotant par l'intermédiaire de la valve a' plusieurs voies, 17c Si la pression d'appui exercée par la pelle sur le sol, c'est-à-dire la pression réglée par la soupape tarée 33,est dépassée en raison du mouvement clrculaire du bras pivotant, il y a ouverture de la soupape tarés 33, jusqu'8 ce que la pression réglée soit rétablie, si bien que le bras principal peut s'écarter. Comme la pression d'appui de la pelle est sensiblement constante pendant la durée du mouvement, grtce au fait que l'angle d'attaque de ladite pelle est maintenu constant, on obtient un mouvement sensiblement rectiligne de ladite pelle 10. Il faut aussi tenir compte du fait que, lors de la poursuite du mouvement, l'articulation 16 est déplacée,par l'écartement du bras principal 12, vers l'extrémité de la zone de travail 20. Le mouvement rectiligne est ainsi obtenu avec une très bonne approximation. Sur la figure 2, on a en outre indiqué des commutateurs actionnés par relais, 40a, 4ob et 40c, qui permettent la mise en circuit de la régulation automatique, ou bien sa mise hors circuit, lorsque l'actionnement des cylindres doit avoir lieu à nouveau manuellement par l'intermédiaire des valves à plusieurs voies, 15c et 19e, du type courant. REVENDICÂTIONS 1. Dispositif de commande pour une pelleteuse, actionnée hydrauliquesent,et comportant un bras principal, actionné lui-m8me par au moins un cylindre de relevage, un bras pivotant, articulé sur le bras principal, et actionné par un cylindre de pivotement, et un outil, notamment une pelle, qui est articulée sur le bras pivotant et qui peut titre actionnée par un cylindre de commande de la pelle, des valves à plusieurs voies, et à commande manuelle, étant prévues dans tous les circuits du fluide hydraulique de tous les cylindres, dispositif caractérisé par le fait qu'il comporte, pour permettre à l'outil d'exécuter nn mouvement en suivant une droite, pendant le mouvement de pivotement du bras pivotant, un dispositif transmetteur pour le cylindre de commande (19) de la pelle, qui maintient constant l'angle d'attaque de l'outil par rapport i la droite désirée (20),ainsi qu'un dispositif de contr8le de la pression dans le cylindre de relevage (15), ce dispositif maintenant constante la pression dans ledit cylindre de relevage. 2. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif transmetteur pour maintenir constant l'angle d'attaque est un transmetteur de position, qui est disposé sur l'outil, et placé sous la dépendance de sa position. 3. Dispositif de commande selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le transmetteur de position est un capteur à pendule (25). 4. Dispositif de commande selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le capteur & BR 5. Dispositif de commande selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'une grandeur de réglage est formée à partir de la comparaison, dans un étage comparateur (27),de la valeur instantanée avec la valeur de consigne, et que ladite grandeur de réglage est transmise à une valve à plusieurs voies, à commande magnétique, qui commande les circuits du fluide hydraulique aboutissant au cylindre (19) de commande de la pelle. 6. Dispositif de commande selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la valve à plusieurs voies est une valve i action proportionnelle (51). 7. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif transmetteur destiné à maintenir constant l'angle d'attaque, est un transmetteur qui est relié au cylindre (19) de commande de la pelle, et placé sous la dépendance du chemin parcouru, et que le mouvement dudit cylindre de commande de la pelle est réglé en fonction du chemin parcouru par l'outil suivant la droite désirée. 8. Dispositif de commande selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le cylindre de commande de la pelle peut être actionné en fonction du pivotement du bras pivotant ( 9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le cylindre de commande de la pelle peut titre actionné en fonction du pivotement du bras pivotant (11) et du bras principal (12). 10. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que le cylindre de relevage (15) est maintenu en position flottante par l'intermédiaire d'une soupape tarée (33), et que ladite soupape tarée peut être réglée sur une pression maximale prédéterminée. 11. Dispositif de commande selon la revendication 10, caractérise par le fait que la soupape tarée (33) est une soupape tarée à réglage électronique, dont la pression maximale peut titre ajustée à l'aide d'un potentiomètre (37). 12. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications I à 11, caractérisé par le fait que la soupape tarée (33) et la soupape à action proportionnelle (31) sont montées en parallèle sur les valves à plusieurs voies (15c, 19c) de la commande de la pelleteuse, et que le montage électrique pour commander la soupape tarée et la soupape à action proportionnelle peut être activé à l'aide de commutateurs à relais (40a, 40b, 40c).