Brevet FR2598525A1 — publié le 19871113

I "Système d'entraînement de convoyeurs à vitesse variable" La présente invention concerne un système d'entraînement de convoyeurs à vitesse variable pour la marche en multi-moteurs. Le convoyeur peut être formé par un convoyeur à courroie ou un convoyeur à chaîne à raclette. Il est connu qu'avec les convoyeurs à courroie à vitesse variable d'une certaine longueur, par exemple 1,600 km (1 mile), qui sont nécessaires pour le transport sur longue distance de matériaux (tels que ceux qui peuvent être utilisés pour les opérations d'exploitation minière en 10 sous-sol, ou dans des carrières, aciéries, etc) un grand soin doit être pris dans le réglage de la commutation en marche ou arrêt des différents moteurs d'entraînement afin d'éviter d'une part, des endommagements sur la courroie par surtension et, d'autre part, l'avancement d'une courroie lâche avec tous les problèmes de stabilité et de décalage qui 15 en découlent, et des montages à action différée ont été proposés pour la commande du moteur, mais de tels montages sont adaptés à chaque installation particulière et ne fournissent pas de souplesse de contrôle. Selon un premier aspect de la présente invention il est prévu un système d'entraînement de convoyeurs à vitesse variable qui comprend: 20 a) une unité d'entraînement maître comportant un moteur d'entraînement, b) au moins une unité esclave ayant un moteur d'entraînement, c) une unité de commande et de contrôle, d) une boucle de commande de l'unité d'entraînement maître 25 à l'unité de contrôle et de commande, e) un multiplexeur avec une sortie maître et une sortie esclave pour la ou chacune des unités d'entraînement esclaves, f) la sortie du multiplexeur maître étant reliée à l'unité d'entraînement maître pour former une partie de la boucle de commande, tous 30 les moteurs partageant la charge en entraînant le convoyeur associé à un niveau préprogrammé à n'importe quelle vitesse de fonctionnement, et, g) la ou chaque sortie de multiplexeur esclave ayant des moyens à retardement réglables individuellement et programmables, à la fois 35 avant le démarrage du convoyeur et pendant le déplacement de celui-ci. Ainsi le système selon l'invention permet, en fournissant la ou les sorties secondaires avec des actions différées programmables et réglables individuellement, la fabrication d'un système standard qui est apte à être adapté à une gamme de convoyeurs nécessitant différentes caractéristiques de fonctionnement et modes de démarrage, avec un réglage spécifique pour s'adapter aux besoins individuels et qui est effec5 tué on-situ et de plus, avec une autre possibilité de réglage possible immédiatement si l'expérience en fonctionnement montre qu'un tel réglage est nécessaire. Selon une autre caractéristique importante de l'invention, les sorties esclave ont également une facilité de répartition de la charge, 10 réglable individuellement, ce qui présente les mêmes avantages que la facilité d'action différée réglable. Ainsi la répartition de charge des moteurs secondaires contrôlée par la ou les sorties secondaires n'a pas besoin d'être égale, et peut être réglée par exemple entre 75% et 100% de la puissance totale des moteurs. De façon détaillée, le multiplexeur 15 peut être muni de cinq sorties secondaires, de telle sorte que jusqu'à cinq moteurs esclave puissent être contrôlés par le seul système d'entraînement, mais avantageusement le montage est tel que la puissance évaluée de chacun des moteurs peut être réglée de façon à s'adapter à la puissance d'entraînement demandée. Chaque unité d'entraînement comprend de préférence un moteur électrique, une commande universelle (telle que décrite ci-après) et, normalement un réducteur ayant iun arbre de sortie pour entraîner un élément rotatif adapté au type de convoyeur en cause, par exemple un tambour pour un convoyeur à courroie ou un cylindre à pignons pour 25 un convoyeur à chaîne à raclette. Chaque commande universelle comprend de préférence un convertisseur de couple précédé par un embrayage à disques multiples modulé, ce dernier ayant un circuit hydraulique de contrôle d'engagement, ainsi qu'un circuit de lubrification, tandis que le convertisseur de couple est de préférence muni d'un embrayage de 30 verrouillage qui est lui-même de préférence contrôlé de façon hydraulique. Avec de telles unités d'entraînement la boucle de commande serait du type électro-hydraulique. Une unité de commande avec un embrayage modulé nécessite une valve de modulation, de façon pratique commandée de façon électro35 magnétique, pour contrôler le taux de modulation, et ceci fournit, dans chaque unité esclave, un moyen simple de répartition de la charge, puisque le taux de modulation des unités esclaves peut être ajusté immédiatement par des moyens de commande électronique standard, de telle sorte que la ou chaque unité esclave fonctionne par exemple de 75% à 100% de la puissance de sortie de l'unité maître, tandis que si la puissance doit être répartie de façon égale entre l'unité maître et les unités esclave, toutes les vannes de modulation modulent à la même fréquence. Selon un second aspect de l'invention il est également prévu un convoyeur à courroie incorporant un système d'entraînement tel que décrit ci-dessus. Selon un troisième aspect de l'invention il est prévu un convoyeur 10 à chaîne à raclette, incorporant un système d'entraînement tel que défini ci-dessus. Normalement un convoyeur à chaîne à raclette incorporerait une unité esclave située à l'extrémité arrière du convoyeur, l'unité d'entraînement maître étant située à l'extrémité avant du convoyeur. De toute façon l'invention sera bien comprise et d'autres caractéristiques seront mises en évidence à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé dans lequel: Figure 1 est une vue de côté en élévation d'un système d'entraînement et d'un convoyeur selon les premiers et seconds aspects de l'inven20 tion; Figure 2 est une vue en plan à échelle agrandie, de l'une des unités d'entraînement de la figure I; Figure 3 est une vue de détail de l'unité d'entraînement maître et de deux unités d'entraînement esclaves du système d'entraînement 25 des figures I et 2. Dans le dessin est représenté un convoyeur à courroie 1 dont une extrémité est définie par un rouleau de retour 2, et dont l'autre extrémité est définie par un autre rouleau de retour 3, et comportant une courroie 4 ayant un trajet' de courroie de transport supérieur 5 et 30 un trajet de courroie de retour inférieur 6. A côté du rouleau de retour 2, l'entraînement est appliqué au trajet de retour 6 de la courroie 4 par quatre unités d'entraînement formées d'une unité d'entraînement maître 7 et de trois unités d'entraînement esclaves 8,9 et 10. A la figure I est également illustrée l'utilisation possible d'un convoyeur dit accélé35 rateur 11 entre des extrémités du convoyeur 1, qui a une extrémité définie par un rouleau de retour 12 et une autre extrémité définie par un autre rouleau de retour 13, et qui contient deux autres unités esclave 14 et pour ajouter au couple d'entraînement de l'unité maître 7 et des unités esclaves 8 à 10. A la figure 2 est illustrée, à échelle agrandie, une unité d'entraînement 7,8,9,10,14 ou 15, qui peut comprendre un moteur électrique 5 16 pour fournir du couple à une commande universelle 17 (qui est détaillée à la figure 3) de façon à fournir du couple à un réducteur de vitesse 18, dont une sortie est en prise et entraîne un tambour d'entraînement 19 sur une portion duquel est enroulé le trajet de retour 6. Deux dispositifs de tension de courroie conventionnels sont indiqués en 20. -10 Un système de commande 22 selon un premier aspect de l'invention comprend une unité de commande et de contrôle 23 qui est connectée électriquement au moyen d'un câble 24, un multiplexeur 25 qui a une sortie maître 26 connectée à l'unité maître 7, et plus particulièrement à la commande universelle 17 de celui-ci, ainsi que cela sera expliqué 15 en détail en référence à la figure 3, et cinq sorties esclaves 27 reliées aux cinq unités esclaves 8 à 10, 14 et 15, les sorties maître et esclaves 26 et 27 formant une partie d'une boucle de commande électro-hydraulique. L'unité de commande et de contrôle 23 comprend des moyens à mémoire électronique, le démarrage dit "en douceur" ou "en rampe" 20 qui serait nécessaire pour le convoyeur 1, ne pouvant être programme que dans l'unité 23 mais pouvant être changé immédiatement dans des circonstances de variations de fonctionnement. Par exemple l'unité 23 peut être programmée pour que l'unité maître atteigne la pleine vitesse en 0 à 60 secondes, les unités esclaves étant commandées de façon simi25 laire sur la durée "en rampe" sélectionnée. Comme une autre partie de l'unité de contrôle et de commande 23 peut également être programmée pour un couple maximum, la vitesse d'entraînement sera à une valeur plus basse que la pleine vitesse si la limite de couple est atteinte avant que la pleine vitesse soit atteinte. Comme indiqué à la figure 3, chaque unité d'entraînement 7 à 10, 14 et 15 comprend un arbre de sortie 28 provenant de son moteur électrique associé 16 et un arbre de sortie 29 allant vers le réducteur associé 18, tandis que la commande universelle 17 interposée comprend un convertisseur de couple 30 précédé par un embrayage 31 à disques 3S multiples trempant dans l'huile ou embrayage "mouillé". Le convertisseur de couple comprend une turbine 32 relié à l'arbre de sortie 29, un stator 33 porté par un carter 34 de la commande universelle 17, et un rotor 2bS98525 apte à être entraîné par l'embrayage "mouillé" 31. La turbine 32 comporte également un embrayage de verrouillage 36 apte à être actionné de façon sélective et hydraulique. Un circuit hydraulique 37 qui fait également partie de la boucle 5 de commande électro-hydraulique, sert à contrôler le fonctionnement de chaque unité d'entraînement 7 à 10, 14 et 15, et est représenté sur la figure 3. Le circuit 37 comprend une pompe 38 reliée à une source d'alimentation en fluide par l'intermédiaire d'une ligne 39 et qui fournit du fluide sous pression par l'intermédiaire d'une ligne 40, qui se divise 10 en deux lignes 41, qui ont chacune un dispositif de limitation 42 de l'écoulement et qui précédent respectivement une vanne de modulation 43 actionnée de façon électromagnétique pour contrôler l'entrée en prise de l'embrayage modulé 31 et une vanne 44 actionnée de façon électromagnétique pour commander l'entrée en prise de l'embrayage de verrouil15 lage 36. Le chemin d'écoulement du fluide de lubrification pour l'embrayage "mouillé" 31 n'est pas représenté. La vanne 43 comporte une première ligne de distribution 45 en direction de l'embrayage modulé 31 et une seconde ligne de distribution 46 en direction d'une vanne 47 pouvant être actionnee manuellement 20 pour utiliser le système d'entraînement selon le premier aspect de l'invention dans un mode de puissance faible. Ce mode est destiné à mettre la courroie 5 sous tension, en calant la courroie et en entraînant ensuite l'unité d'entraînement maître 7 jusqu'à un point de blocage prédéterminé, après quoi la courroie peut être à nouveau calée lorsqu'une réparation 25 quelconque est nécessaire sur la courroie sous tension et calée. Une ligne 48 allant à une jauge de pression 49, est reliée à la ligne de distribution secondaire 46 et une ligne d'évacuation 50 avec un système de limitation de l'écoulement 51, et qui mène à un réservoir de retour 52, est également connectée à la ligne 46. La vanne 45 comprend une ligne de distribution 53 allant à l'embrayage de verrouillage 36 et une ligne d'évacuation 54 vers un réservoir 52. Une ligne d'évacuation 55 pour le fluide de commande de l'embrayage s'étend de l'embrayage "mouillé" 31 au réservoir 52. Ainsi que le montre la figure 3 la sortie maître 26 et les diffé35 rentes sorties esclaves 27 comprennent chacune des câbles de sortie électriques respectivement 56 et 57 pour le fonctionnement des vannes électromagnétiques 43 et 44, ces câbles 56,57 faisant également partie de la boucle de commande. Un câble 58 fait également partie de la boucle de commande, ce câble s'étendant d'un capteur de vitesse 59 associé à l'arbre de sortie 29 au multiplexeur 25. Ce dernier, ainsi que le montre la figure 3, comporte sur un tableau 60, un réseau 61 d'alarme lumineuses 5 à diodes électro-luminescentes (LED), une alarme sonore audible 62, un affichage de données 63, un bloc de touches programmées de commande 64, et quatre boutons 65 de commande du mode de fonctionnement, pour respectivement la vitesse pleine/moyenne, le mode haute/basse puissance, auto/manuel, et remise à zéro. Un câble 66 s'étend de l'unité de contrôle 10 et de commande 23 jusque vers un point de réglage éloigné, tel que le système de pesage de la courroie 21, une unité de comparaison de système de fonctionnement de mine, etc. En fonctionnement, on fait démarrer le convoyeur I à partir de la position de repos comme expliqué dans ce qui suit: Tous les moteurs 15 d'entraînement électriques 16 tournant, le convoyeur 1 est tout d'abord dans un mode non entraîné parce que les embrayages "mouillés" modulés 31 des unités d'entraînement 8 à 10, 14 et 15 ne sont pas activés, de sorte que bien que l'arbre d'entrée 28 de chaque unité d'entraînement soit en train de tourner, aucun entraînement n'est transmis aux arbres 20 de sortie respectifs 29. L'entraînement est commencé par un signal électrique qui est transmis le long du câble de sortie 55 du multiplexeur 25, en direction de la vanne électro-magnétique 43 de l'unité d'entraînement maître 7. Ceci provoque le déplacement d'une bobine de la vanne 43 de façon à provoquer l'écoulement du fluide de pression dans la premiè25 re ligne de distribution 45 et par là commencer l'entraînement de l'embrayage 31, jusqu'à une limite commandée par le degré d'ouverture de la vanne 43, et par conséquent par la quantité de fluide fournie au circuit de commande d'entrée en prise de l'embrayage 31. Lors de l'entrée en prise partielle de l'embrayage 31, le couple est transmis à l'arbre de 30 sortie 29 par le biais du convertisseur de couple 30, et de ce fait le tambour d'entraînement 19 commence à tourner. Bien qu'il soit possible qu'un signal "d'entraînement" soit transmis simultanément le long de tous les câbles de sortie à partir du multiplexeur 25, il est d'habitude souhaitable avec un convoyeur à courroie de différer, au démarrage, 35 l'activation de certaines des unités esclaves pour une courte période, par exemple de façon à autoriser la production d'une tension de courroie désirée, de façon à éviter une déviation de courroie, etc. Ainsi la sortie 2D98525 secondaire 56 allant du multiplexeur 25 à la première unité 8, peut être programmée pour un retard de deux secondes, par exemple, avant que le signal "d'entraînement" soit transmis à la vanne électromagnétique 43 de la première unité esclave 8, tandis qu'un retard de trois secondes 5 peut être requis au niveau de la seconde unité esclave 9, etc. Ces retards ou actions différées peuvent être mémorisés dans le multiplexeur 25 au moyen de techniques électroniques standard. De plus, les retards peuvent être modifiés ou supprimés par des techniques électroniques standard, par exemple en agissant sur le bloc de touches 64 de l'unité de contrôle 10 et de commande 23. L'élimination ou un nouveau réglage peuvent être souhaitable une fois que le convoyeur a atteint la vitesse de défilement désirée, par exemple pour l'activation simultanée de l'unité d'entraînement maître et de toutes les unités d'entraînement esclaves. 15 20 30 35 REVENDICATIONS 1. Système d'entraînement de convoyeur à vitesse variable, caractérisé en ce qu'il comprend a) une unité d'entraînement maître (7) comportant un moteur d'entraînement, b) au moins une unité d'entraînement esclave (8,9, 10) comportant chacune un moteur d'entraînement (16), c) une unité de commande et de contrôle (23), d) une boucle de commande (24,26,27,37,58) de l'unité d'entraînement maître vers l'unité de commande et de contrôle, e) un multiplexeur (25) avec une sortie maître (26), une sortie esclave 27, pour la ou chacune des unités d'entraînement esclaves, f) en ce que la sortie de multiplexeur maître (26) est reliée à l'unité d'entraînement maître (7) pour former une partie de la boucle de commande, tous les moteurs partageant la charge à un niveau préprogrammé à n'importe quelle vitesse de fonctionnement, et g) en ce que la ou chaque sortie de multiplexeur esclave (27) comprend des moyens de retardement réglables indivuellement et programmables, à la fois avant le démarrage du convoyeur et pendant le déplacement de celui- ci. 2. Système d'entraînement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ou chaque sortie esclave (27) comprend également une possibilité de répartition de charge réglable individuellement. 3. Système d'entraînement selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le multiplexeur (25) est muni de cinq sorties esclaves (27). 4. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque unité d'entraînement (7,8,9,10, 14 ou 15) comprend un moteur électrique (16), une commande universelle (17) et un réducteur de vitesse (18) ayant un arbre de sortie destiné à entraîner un élément rotatif (19) du convoyeur concerne. 5. Système d'entraînement selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque commande universelle (17) comprend un convertisseur de couple (30) précédé par un embrayage modulé (31), ce dernier comportant un circuit hydraulique de contrôle du degré d'embrayage, ainsi qu'un circuit de lubrification. 6. Système d'entraînement selon la revendication 5, caractérisé en ce que le convertisseur de couple (30) a un embrayage de verrouillage (36). 7. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la boucle de commande est du type électro-hydraulique. 8. Convoyeur à courroie muni d'un système d'entraînement à vitesse variable selon l'une quelconque des revendications précédentes. 9. Convoyeur à chaîne à raclette muni d'un système d'entraînement à vitesse variable selon l'une des revendications 1 ou 2. 10. Convoyeur à chaîne à raclette selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend une unité d'entraînement esclave à l'extrémité arrière du convoyeur, l'unité d'entraînement maître étant à l'extrémité avant du convoyeur.