Brevet FR2518946A1 — publié le 19830701

l J 2518946 La présente invention a pour objet un dispositif pour le contrôle de la vitesse des roues d'un véhicule se déplaçant le long de deux rails. Dans un véhicule du type décrit ci-dessus, par exemple une grue, un défricheur, un gerbeur ou analogue, les vitesses de roulement des roues situées à gauche et à droite deviennent différentes pour certaines raisons, de sorte que les roues ne se déplacent pas parallèlement par rapport-;aux rails En consé- quence, le véhicule prend un mouvement de lacet ou déraille, provoquant une défaillance accidentelle. Pour cette raison, les roues sont pourvues de joues, ou des moyens permettant de synchroniser-les vitesses de roulement des roues droite et gauche sont prévus Les dis- positifs de l'art antérieur peuvent être classés selon les quatre types suivants. 1 Un système de synchronisation mécanique dans lequel deux crémaillères dentées sont disposées parallèlement, tandis que les deux crémaillères et les pignons engageant les cré- maillères sont prévus de sorte que sur le véhicule, les arbres des pignons soient interconnectés. 2 Il est prévu un système de synchronisation de la vitesse de rotation dans lequel les roues droite et gauche sont couplées de façon qu'elles tournent du même nombre de tours. 3 Il est prévu un système de synchronisation dans le- quel le nombre de tours des roues situées à droite et à gauche sont détectés directement ou indirectement de façon à correspon- dre au nombre de tours des roues gauche et droite du véhicule. 4 Il est prévu un système de synchronisation assurant la détection de la position absolue dans lequel les positions de déplacement absolues des roues droite et gauche sont détectées et les vitesses des deux roues sont ajustées de façon qu'elles correspondent aux positions de déplacement absolu détectées. Chacun de ces systèmes présente des avantages et des inconvénients propres Plus précisément, le système mentionné en 1 permet d'obtenir la synchronisation la plus précise, mais ce système est coûteux car il oblige d'installer des crémaillères dentées Quoique le système indiqué en 2 soit le plus simple, les distances de déplacement entre les roues 18946 gauche et droite peuvent devenir différentes à la suite d'une légère différence dans les diamètres des deux roues et des glissements entre les roues et les rails Ceci provoque un mouvement de lacet du véhicule et lorsqu'un tel mouvement apparaît, il est difficile de retrouver un déplacement normal par suite de l'inertie Comme le système indiqué en 2, dans le système indiqué en 3, les distances de déplacement des deux roues deviennent différentes par suite d'une différence dans lesdiamètresdes roues et des glissements entre les roues et les rails, et une telle différence dans les distances de déplace- ment se cumule à un tel point qu'il n'est pas possible d'obtenir un déplacement synchrone. La précision du système indiquée sous 4 varie selon le procédé de détection des positions absolues Ainsi, lorsque les positions sont détectées par un dispositif de type à contact, la caractéristique de synchronisation est affectée par la dif- férence de longueur périphérique des pièces de contact, les frottements et les glissements, tandis que lorsque les positions sont détectées par des dispositifs de type sans contact, bien qu'une synchronisation puisse être obtenue de la même manière qu'avec le système mentionné sous 1, comme il est nécessaire d'installer des bornes de sortie selon la longueur des rails, le prix de l'installation est augmenté. Un objet par suite de l'invention, est de prévoir un nouveau dispositif susceptible de contrôler les vitesses de rouesd'un véhicule se déplaçant le long de deux rails sans faire appel à l'installation de rails à crémaillères et nécessitant seulement l'adjonction de composants élémentaires simples. Conformément à l'invention, on prévoit un dispositif pour le contrôle de la vitesse des roues d'un véhicule compre- nant plusieurs roues qui roulent respectivement le long de- deux rails parallêles espacés, une structure de chassis suppor- tant les roues de façon qu'elles puissent se déplacer relative- ment, le dispositif comprenant un entraîneur de roues contrôlant l'entraînement d'au moins une roue, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins deux détecteurs pour mesurer les distances entre les détecteurs et une surface de référence s'étendant parallêle- ment aux rails, les détecteurs étant disposés de façon à faire face à au moins un rail et monté sur la structure de chassis en des points espacés dans sa direction longitudinale, des moyens pour obtenir une différence entre les distances mesurées par les détecteurs, et des moyens qui entrent en jeu lorsque la différence excède une valeur prédéterminée pour contrôler les entraîneurs de roues de façon à faite diminuer la différence jusqu'à une valeur inférieure à ladite valeur prédéterminée. L'invention apparaîtra plus clairement à l'aide de la description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1, est une vue en perspective montrant la construction de base d'un véhicule équipé avec le dispositif de contrôle de vitesse de roues conformément à l'invention, La figure 2, est un schéma synoptique montrant un mode de réalisation du dispositif de contrôle de vitesse de-roues utilisé dans le véhicule montré à la figure 1, La figure 3, est une vue en plan montrant la relation de position entre une surface de référence et un détecteur, le châssis étant enlevé, la figure-3 étant utile à l'explication du fonctionnement du dispositif de contrôle de vitesse de roues conforme à l'invention, Les figures 4 A et 4 B montrent le fonctionnement de détecteurs réalisé selon une variante conforme à l'invention, Les figures 5 A et 5 B montrent encore d'autres modifica- tions d'un détecteur conforme à l'invention, Les figures 6 A à 6 C et 7 A à 7 F montrent les variantes de construction modifiées du véhicule; et Les figures 8 et 9 montrent d'autres variantes de cons- truction de roues d'un véhicule. En se reportant tout d'abord aux figures 1, 2 et 3, on voit un dispositif de contrôle de vitesse de roues conforme à l'invention tel qu'appliqué à un véhicule d'un type de construc- tion plan Comme représenté, le véhicule 10 comprend des châssis de roues 18 et 19 comportant respectivement les roues 13, 14 et 15, 16 roulant le long de rails espacés parallèles il et 12, et un châssis principal 22 reliant les châssis de roues 18 et 19 par l'intermédiaire d'une charnière fixe 20 et d'une goupille 21 Les châssis de roues 18, 19 et le châssis principal 22 constituent une structure de type en H plan Chaque rail présente en coupe transversale la forme d'un I et est fixé à une embase de béton ou une surface de sol 25 par des moyens bien connus. Etant donné que la construction du véhicule 10 décrite ci-dessus est bien connue dans la technique, sa description détaillée ne sera pas faite ici. Dans le véhicule 10, la paroi latérale 12 R de la tête du rail 12 est utilisée comme surface de référence fonctionnant d'une manière qui sera décrite ci-après Normalement, la paroi 12 R s'étend parallèlement à la direction d'installation du rail 12 et forme une surface plane lisse Deux détecteurs 31 et 32 sont montés sur le châssis de roues 19 en des positions par rapport à la surface de référence écartées d'une distance pré- déterminée d d'elle mesurée dans la direction horizontale. Lorsque les roues 15 et 16 chevauchent correctement sur les rails, c'està-dire lorsque les axes des roues 15 et 16 coupent perpendiculairement les lignes en traits mixtes T (c'est-à-dire les lignes de référence 19 R, s'étendant dans la direction des rails aux centres des châssis de roues respectifs 18 et 19, les détecteurs sont correctement positionnés Ces détecteurs 31 et 32 sont montés aussi prochesque possible des roues respectives 15 et 16 Dans cet exemple, les détecteurs sont montés aux extrémités des bras enforme de L inverse 33 et 34 qui s'étendent en avant et en arrière à partir d'une surface latérale du châssis 19. Les détecteurs 31 et 32 supportés par les bras 33 et 34 sont constitués par des transmetteurs ultrasoniques L'émis- sion du transmetteur ultrasonique est réfléchie par la surface de référence 12 R et de là, elle est reçue par un récepteur, non représenté La distance entre le détecteur et la surface de référence est déterminée par l'intervalle compris entre la transmission de l'onde ultrasonore émise par le transmetteur et la réception de cette onde par le récepteur Le procédé de détermination de la distance à partir de l'intervalle cidessus décrit est bien connu dans la technique et peut être obtenu par un'traitement numérique ou un traitement analogique Dans la description qui suit, pour le but de simplification, on suppose que chaque détecteur transmet un signal de tension analogique correspondant & l'intervalle Mentionné ci-dessus. Comme montré à la figure 2, les signaux de sortie des détecteurs 31 et 32 sont appliqueés à un détecteur diffé- rentiel, c'est-à-dire un soustracteur 40,din dispositif de 25189 = 46 contrôle 35 de façon à obtenir la différence entre ces signaux Le signal de sortie VS du soustracteur 40 est appliqué à la borne + d'un comparateur 41 et à la borne + d'un autre comparateur 42 par l'intermédiaire d'un inverseur 43 Une borne du comparateur 41 est alimentée par une valeur de référence VR 1 En conséquence, le comparateur 41 compare VS à VR 1, et lorsque le premier est plus petit que le second, aucun signal de sortie n'est produit, tandis que lorsque VS devient supérieur à VR 1, le comparateur 41 envoie un signal de contrôle C 51 à un contrôleur 44 Pendant que le signal de sor- tie VS de l'inverseur 43 fourni à travers cet inverseur est plus petit qu'une référence de valeur VR 2, le comparateur 42 ne produit aucun signal de sortie, tandis que lorsque VS devient supérieur à VR 2, le comparateur 42 envoie un signal de commande C 52 au contrôleur 44. Lorsqu'il est alimenté par l'un ou l'autre des signaux de commande C Slet C 52, le contrôleur 44 envoie un signal de modification de vitesse aux entraîneurs de roues 45 et 46 pour entraîner les roues 14 et 16 des chassis respectifs 18 et 19, grâce à quoi, les entraîneurs de roues 44 et 45 actionnent les roues 14 et 16 jusqu'à ce que le signal de sortie VS du détec- teur différentiel 40 devienne égal à zéro Dans ce cas, les entraîneurs de roues peuvent être disposés de telle façon qu'ils actionnent simultanément les autres roues 13 et 15 du m Ome châssis. Le fonctionnement du dispositif conforme à l'invention sera maintenant décrit en faisant référence à la figure 3. Lorsque le châssis 19 du véhicule 10 est parfaitement parallèle au rail 12 et lorsque la ligne de référence 19 R du chassis et le rail sont contenus dans un même plan vertical, les signaux de sortie produits par les détecteurs 31 et 32 ont la même grandeur de sorte que le signal de sortie du soustrac- teur 40 est sensiblement nul, et les comparateurs 41 et 42 ne produisent aucun signal de sortie C 51 et C 52. Cependant, lorsque le véhicule 10 prend une position dans laquelle la ligne de référence 19 R du châssis 19 fait un angle par rapport à la paroi latérale du rail 12, c'est-à-dire par rapport à la surface de référence 12 R, les distances entre les détecteurs 31 et 32 et la paroi latérale du rail 12, c'est-à-dire la surface de référence 12 R, deviennent différen- tes Ainsi, la distance horizontale dl entre le détecteur 31 et la surface de référence 12 R devient plus petite que la distance horizontale d 2 entre le détecteur 32 et la surface de référence 12 R En c Qnséquence, le signal de sortie du sous- tracteur 40 devient une valeur limitée par exemple égale à +V 51 Lorsque ce signal de sortie +V 51 est supérieur à VRI, le comparateur 41 produit un signal de commande C Sl La production de ce signal CSI signifie que les roues 13 et 14 du chassis 18 du véhicule 12 sont en retard par rapport aux roues 15 et 16 du chassis 19 Alors, le contrôleur 44 envoie un signal de modification de vitesse SC 51 à l'entraîneur de roue 45 de façon à appliquer une force de freinage sur la roue 16 (ou sur les roues 16 et 15) Cette opération de freina- ge est poursuivie jusqu'à ce que le signal de sortie V 51 du soustracteur 40 devienne inférieur à V Rl, ce qui stoppe l'émission du signal de commande C 51. Dans ce cas, le contrôleur 44 peut être construit de façon qu'il envoie un signal de changement de vitesse SC 52 à l'entraîneur de roue 45 de façon à accélérer la roue 14 (ou les roues 14 et 13) Le contrôleur 44 peut appliquer une force de freinage à la roue 16 (ou aux roues 16 et 15) par l'intermédiaire de l'entraîneur de roue 46, tandis que simulta- nément, il accélère la roue 14 (ou les roues 14 et 13) par l'entraîneur de roue 45 Ces procédés sont déterminés en fonc- tion de la construction du véhicule 10 ou d'autres conditions de réalisation. Inversement, Iorsque les roues 13 et 14 du chassis 18 du véhicule prennent de l'avance par rapportaix roues 15 et 16 du chassis 19, la distance dl entre le détecteur 31 et la sur- face de référence 12 R devient supérieure à la distance d 2 entre le détecteur 32 et la surface de référence 12 R, avec pour résultat que le soustracteur 40 émet un signal de sortie -VS. En réponse à cette tension de sortie négative, le comparateur 42 entre en jeu de façon à comparer le signal de sortie de l'inverseur 43 avec la tension de référence VR 2 Aussi longtemps que le signal de sortie de l'inverseur-43 est plus important que la tension de référence VR 2, un signal de commande C 52 est envoyé au contrôleur 44 et le contrôleur 44 envoie un signal de commande SC 51 ou SC 52, ou SC 51 et SC 52 aux entraîneurs de roue 45 ou 46, ou 45 et 46, de telle façon que la tension VS devienne sensiblement nulle, c'est-à-dire que la distance d 2 entre le détecteur 32 et la surface de référence 12 R devienne sensiblement égale à la distance dl entre le détecteur 31 et la surface de référence 12 R. Conformément au dispositif de contrôle de l'invention, les distances entre les détecteurs respectifs et la surface de référence sont mesurées constamment, et chaque fois, lorsque la différence entre les distances mesurées dépasse une valeur prédéterminée, une opération de correction de la différence est effectuée immédiatement Ceci signifie qu'il n'existe pas de délai appréciable entre l'opération de détection et l'opé - ration de contrôle ou de correction En conséquence, le véhicule peut se déplacer sans acoup sur toute sa longueur de déplacement sans prendre aucun mouvement de lacet ou risquer de dérailler. Bien que dans le mode de réalisation précédent, la diffé- rence de distances entre les détecteurs respectifs 31 et 32 et la surface de référence soit déterminée directement, l'inven- tion n'est pas limitée à la mesure de distances horizontales. En d'autres termes, il est seulement nécessaire de mesurer les distances entre les détecteurs et la surface-de référence. Etant donné que la distance entre les deux détecteurs est connue, lorsque les distances entre les détecteurs 31 et 32 et la surface de référence 12 R sont déterminées, les angles de déflexion e et -O ' entre le châssis et la surface de référence peuvent être déterminés comme montré aux figures 4 A et 4 B Pour cette raison, les angles de déflexion @ et f ' peuvent être utilisés comme signaux de sortie des détecteurs. Les figures SA et 5 B montrent des variantes de l'invention, c'est-à-dire des détecteurs modifiés qui peuvent être utilisés à la place des détecteurs à ultrasons décrits ci-dessus Dans la variante illustrée à la figure SA, le mouvement horizontal d'une tige de détection 54 s'étendant à partir d'un châssis support 52 pour des roues 51 qui viennent contacter normalement la surface de référence 12 R est détecté, et la variation de déplacement est détectée par un détecteur d'angle 56 prévu à une extrémité de la tige de détection 54 éloignée de la surface de référence 12 R La variante montrée à la figure SA comprend en outre un cylindre creux 60 supporté par le ch&ssis 19 du véhicule 10 par l'intermédiaire d'un support 58, un manchon 61 pour le guidage de la tige de détection 54, des rondelles-63 et 64 et un ressort 65 disposé entre ces rondelles. Selon la variante illustrée à la figure 5 B, le dispositif comprend un transformateur différentiel 74 constitué par une surface de référence horizontale 12 R s'étendant parallèlement au rail 12 et faite d'un métal, de préférence en matériau magné- tique et une paire d'électrodes ou de bobinages 71,-72 disposés sur les faces opposées de la surface de référence 12 R et fixés à une partie appropriée du véhicule 10 Avec une telle construc- tion, la sortie du transformateur différentiel 74 varie selon la longueur de la surface de référence 12 R pénétrant entre les deux bobinages ou électrodes 71 et 72 Les signaux émis à partir des détecteurs modifiés illustrés aux figures 5 A et SB sont is traités en pratique comme dans le mode de réalisation précédem- ment décrit utilisant un transmetteur à ultrasons. Quoique ceci n'ait pas été représenté, d'autres disposi- tifs de mesure connus de distance, par exemple des dispositifs utilisant la lumière et une variation de capacité peuvent également être utilisés. Les rails le long desquels les roues roulent ne sont pas limitées-à des rails ayant une section transversale en forme de I, et des rails présentant des sections transversales rec- tangulaires ou circulaires, des câbles, des barres d'acier en forme de T, des barres d'acier rainurées, des barres d'acier planes ou des organes ayant toute forme désirée peuvent être utilisés pour autant que les roues puissent rouler le long de tels rails. En outre, le véhicule 10 ou le corps mobile n'est pas limité à ceux qui ont été illustrés ci-avant Par exemple, des structures planes montrées aux figures 6 A, 6 B et 6 C, ou des structures ayant d'autres formes telles que montré aux figures 7 A à 7 F peuvent également être utilisées Le véhicule montré à la figure 6 A présente ses deux châssis couplés au chêssis principal avec des articulations fixes Le véhicule montré à la figure 6 B a ses deux chassis couplés au ch&ssis principal par des goupilles, tandis que celui illustré à la figure 6 C a ses deux chêssis latéraux fixés au châssis principal (intermédiaire de jonction) mais l'un des ch&ssis latéraux ne comporte qu'une seule roue, formant ainsi une structure supportreen trois points. La figure 7 A montre une grue qui suit un chemin suspendu, la igure 7 B montre une structure en forme de portique, la figure 7 C montre une structure en forme d'arc ou de cintre, la figure 7 D montre une structure en forme de potence, la figure 7 E montre une structure se déplaçant sur des rails situés à des niveaux différents et la figure 7 F montre une structure en forme de chariot Les structures illustrées aux figures 7 B, 7 C, 7 E et 7 F peuvent être utilisées pour des ger- beurs, les structures illustrées aux figures 7 B, 7 C, 7 D et 7 E peuvent être utilisées comme défricheurs, et la structure illustrée à la figure 7 F peut être utilisée comme chariot de transport Dans chaque structure, en utilisant simplement quelques composants élémentaires additionnels, le mouvement de lacet du véhicule peut être empêché. Dans tous les modes de réalisation décrits ci-avant, une seule roue est montée en un point de chaque châssis, mais une pluralité de roues peuvent être prévues en chaque point comme montré à la figure 8. De façon à augmenter la stabilité de roulement du véhi- cule, comme montré à la figure 9, des rouleaux de guidage 80 et 81 peuvent être disposés au voisinage des deux côtés laté- raux du rail 12 Cette construction est particulièrement efficace lorsqu'on utilise des roues n'ayant pas de joue Il doit également être entendu qu'on peut n'utiliser qu'un seul rouleau de guidage Outre les roues roulant sur deux rails, au moins deux roues sur des rails différents et qui se font face l'une à l'autre par dessus le trajet du rail peuvent être prévues avec un rouleau de guidage intérieur (par rapport aux rails), un rouleau de guidage extérieur ou des rouleaux de guidage intérieur et extérieur combinés - Il est en outre entendu que l'Homme de l'Art pourra apporter aux divers modes de réalisation précédemment décrits diverses modifications et variantes sans sortir du cadre de l'invention - REVENDICATIONS 1 Dispositif de contrôle de la vitesse des roues d'un véhicule ayant plusieurs roues roulant respectivement le long de deux rails parallèles espacés, une structure de chassis supportant lesdites roues de telle façon qu'elle puisse se déplacer en relation, ledit dispositif comprenant au moins un entraîneur de roue contrôlant-l'entrainement d'au moins une roue, ledit dispositif étant caractérisé en:ce qu'il comprend au moins deux détecteurs ( 31, 32) mesurant les distances com- prises entre lesdits détecteurs et une surface de référence ( 12 R) s'étendant parallèlement auxdits rails, lesdits détecteurs étant disposés de façon à faire face à au moins l'un des rails ( 12) et montés sur ladite structure de châssis ( 18, 19, 22) en des points espacés dans une direction longitudinale dudit chassis, des moyens ( 40) étant prévus pour obtenir une diffé- rence entre les distances mesurées par lesdits détecteurs ( 31, 32), et des moyens étant prévus ( 41, 42, 44) qui entrent en action lorsque ladite différence excède une valeur prédéterminée de façon à contrôler lesdits entraîneurs de roues ( 45, 46) de façon à réduire ladite différence à une valeur inférieure à ladite valeur prédéterminée. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite surface de référence ( 12 R) comprend une surface la- térale d'un des rails ( 12). 3 Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que ladite différence est exprimée par des angles de déviation #, ' que forme ledit véhicule par rapport à ladite surface de référence ( 2 RI 4 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens pour obtenir la différence précitée comprennent un soustracteur ( 40) engendrant une diffé- rence entre les signaux de sortie desdits deux détecteurs ( 31, 32), au moins un comparateur ( 41, 42) comparant le signal de sortie US) dudit soustracteur avec ladite valeur prédéterminée (VR 1,VR 2) et un contrôleur ( 44) contrôlant lesdits entraîneurs de roue ( 45, 46) selon le signal de sortie provenant dudit com- parateur. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits détecteurs ( 31, 32) comprennent un transmetteur à ultrasons. 18946 la 6 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque détecteur comprend un rouleau ( 51) en contact avec ladite surface de référence ( 12 R), une tige ( 54) montée pivotante supportant ledit rouleau, un support ( 58, 60) supportant à coulissement ladite tige ( 54), ledit support étant monté sur ledit véhicule, et un convertis- seur convertissant le déplacement de ladite tige ( 54) en un signal électrique. 7 Dispositif selon l'une des revendications l-à 4, caractérisé en ce-que chaque détecteur comprend un transfor- mateur différentiel ( 74) disposé de façon à loger ladite sur- face de référence ( 12 R), ledit transformateur étant supporté par ladite structure de châssis ( 10). 8 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu en outre au moins un rouleau de guidage ( 80, 81) faisant face à une surface latérale de l'un des rails ( 12).