Brevet FR2604963A1 — publié le 19880415

INSTALLATION DE TRANSPORT A MOTEUR ELECTRIQUE LINEAIRE. NOTAMMENT POUR EXPLOITATIONS MINIERES SOUTERRAINES L'invention concerne une installation de trans- port, destinée notamment aux galeries des exploitations minières souterraines, comportant un système d'entraî- nement électrique à moteur linéaire pour des chariots transporteurs à guidage forcé, comportant un stator agencé à demeure le long du trajet et des aimants perma- nents intégrés dans les chariots transporteurs. Les systèmes d'entraînement à moteur linéaire de ce type de construction exigent, notamment dans le cas de transport d'objets ayant un poids relativement élevé, comme par exemple dans les mines souterraines, s'agis- sant en l'occurrence de matériaux de soutènement entiè- rement préassemblés, des recouvrements suffisamment im- portants entre les aimants permanents incorporés dans les chariots transporteurs et le stator agencé le long du circuit. Cette exigence peut être satisfaite relati- vement sans problème dans la mesure o les trajets ont un tracé plus ou moins rectiligne ou lorsque les sec- tions de courbes présentent des grands rayons. Toutefois, des difficultés surgissent lorsque des chariots transporteurs de grande longueur servant à transporter les matériaux de soutènement doivent égale- ment déplacer des aimants permanents intégrés de façon rigide dans ceuxci, ces aimants permanents étant par la force des choses également de grande longueur, et ce sur des circuits présentant des rayons de courbure serrés jusqu'à moins de 2 m. Dans ce type de chantier minier, le recouvrement des aimants permanents par le stator as- surant le cheminement parfait du chariot, n'est plus ga- ranti. L'invention a pour objet de perfectionner l'ins- tallation de transport notamment pour des galeries sou- terraines d'exploitations minières, comportant un systè- me d'entraînement électrique à moteur linéaire pour des chariots transporteurs à guidage forcé avec un stator agencé à demeure le long du trajet et des aimants perma- nents intégrés dans les chariots transporteurs, de ma- nière à garantir, même dans les courbes serrées d'un trajet, notamment dans une exploitation minière souter- raine, un recouvrement des aimants permanents intégrés dans les chariots par le stator, recouvrement garantis- sant le transport sans problème de charges lourdes y compris dans le franchissement de rampes. Ce but est atteint par le fait que, conformément à l'invention, au moins un aimant permanent est prévu pour chaque chariot transporteur et que cet aimant est guidé de façon forcée pour présenter une mobilité trans- versale relative par rapport au chariot avec ses deux sections d'extrémité maintenue dans le plan longitudinal médian vertical (MLE) du stator. L'idée de base de l'invention réside dans la mo- bilité relative des aimants permanents par rapport aux chariots transporteurs, aimants dirigés dans la position de départ dans l'axe longitudinal des chariots transpor- teurs, de façon que les aimants permanents puissent tou- jours s'orienter sur le tracé du stator. Dans ce but, on fait appel en tant qu'auxiliaires d'orientation princi- paux d'une part aux sections d'extrémité des aimants permanents et d'autre part au plan longitudinal médian vertical du stator. De cette manière, il est possible, notamment dans le cas d'un agencement du type articulé sur chenilles comportant deux aimants permanents ou plus affectés à un chariot et de longueur toujours compati- ble, de garantir l'obtention de puissances d'entraîne- ment élevées à des coûts d'installation électrique rela- tivement faibles grâce au recouvrement suffisant des aimants permanents et du stator. Un mode de réalisation préféré de l'invention, s'appliquant dans le cas d'une installation de transport munie de chariots transporteurs équipés de deux bogies pivotant autour de deux axes verticaux respectifs, con- siste en ce qu'au moins deux aimants permanents sont prévus pour chaque chariot transporteur, lesquels sont respectivement montés de façon pivotante, à une de leurs sections d'extrémité, sur un axe de pivotement d'un bo- gie et en ce qu'ils sont à guidage forcé, à leur autre section d'extrémité, dans le plan longitudinal médian vertical (MLE) du stator. Etant donné que les chariots susceptibles d'être ainsi équipés sont en principe munis de deux bogies tournant autour de deux axes verticaux, en vue d'obtenir une tenue satisfaisante dans les vira- ges, selon l'invention les aimants permanents incorporés dans un chariot sont associés par une section d'extrémi- té, aux axes de pivotement des bogies et les autres ex- trémités des aimants permanents sont amenés dans le plan longitudinal médian vertical du stator. Les aimants per- manents sont ainsi montés de façon tournante par rapport au chariot et s'ajustent toujours à l'égard de leur zone de guidage sur la corde qui coupe le plan longitudinal médian vertical du stator à angle droit par rapport au rayon de courbure. Etant donné que les bogies se situent le plus souvent dans les sections d'extrémité des chariots, on peut envisager selon un mode de réalisation de l'inven- tion que les aimants permanents s'étendent à partir des axes de pivotement des bogies en direction du plan transversal médian vertical des chariots. Un autre mode de réalisation de l'invention éga- lement avantageux, mis en oeuvre de préférence dans les galeries sinueuses dont les rayons de courbes sont par- ticulièrement faibles, consiste en ce que chaque fois deux aimants permanents sont montés de façon pivotante à une section d'extrémité sur un axe de pivotement de bo- gie et sont à guidage forcé à l'autre section d'extrémi- té dans le plan longitudinal médian vertical du stator. Dans ce cas, quatre aimants permanents montés en série sont affectés à chaque chariot. Respectivement deux ai- mants permanents sont articulés par paire sur l'axe de pivotement d'un bogie. A partir de là s'étend un aimant permanent en direction d'une extrémité et l'autre aimant permanent en direction du plan transversal médian verti- cal du chariot. La fixation des aimants permanents peut consis- ter avantageusement en ce que chaque aimant est encas- tré dans un porte-aimant guidé en mouvement tansversal dans le chariot. De leur côté, les porte-aimants sont montés dans les chariots de telle manière qu'ils puis- sent s'orienter parfaitement sur le tracé sinueux du stator, ce qui permet d'assurer à tout moment le recou- vrement souhaité des aimants permanents par le stator. Une articulation préférée des porte-aimants sur un chariot est caractérisée en ce que chaque porte-ai- mant est relié élastiquement au chariot. De cette maniè- re, on évite que des vibrations en provenance du système aimant/stator ne parviennent dans le chariot et génèrent des émissions sonores par suite des courants à haute fréquence. Le type de liaison élastique dépend des con- ditions locales respectives. On peut envisager par exem- ple des ressorts en caoutchouc, des ressorts en hélice ou des rondelles-ressorts. Le guidage des sections d'extrémité des aimants permanents mobiles transversalement au chariot transpor- teur peut être réalisé de différentes manières. On peut par exemple envisager que le porte-aimant monté de fa- çon pivotante à une section d'extrémité présente à son autre extrémité deux galets de guidage tournant autour d'axes verticaux. Ces galets de guidage peuvent s'ap- puyer extérieurement sur le stator ou encore sur un rail de guidage qui s'étend dans le plan longitudinal médian vertical du stator. Ce type de guidage est indépendant du fait que deux aimants permanents seulement ou éven- tuellement encore que quatre aimants permanents sont prévus dans un chariot. Le porte-aimant peut être muni dans la zone des galets de guidage de galets de roulement reposant sur le chariot transporteur et pouvant tourner autour d'axes horizontaux. Les porte-aimants s'appuient alors sur le chariot par l'intermédiaire des galets de roulement. Toutefois, on peut encore envisager des guidages forcés munis d'éléments de glissement. Selon un autre mode de réalisation avantageux conforme à l'invention, chaque aimant permanent s'ap- puie, à une section d'extrémité, par l'intermédiaire d'un bogie à guidage forcé au moins indirectement sur le stator, ainsi chaque aimant permanent est muni, notam- ment par l'intermédiaire d'un porte-aimant correspondant à une section d'extrémité, d'un bogie propre. Ce bogie est indépendant des bogies du chariot. Les bogies du chariot transporteur et/ou des ai- mants permanents peuvent être à guidage forcé directe- ment sur le stator ou sur un rail de roulement s'éten- dant parallèlement au stator. Par conséquent, le guidage forcé est créé soit directement par le stator pour tous les bogies, soit par un rail de roulement séparé paral- lèle au stator. Toutefois, on peut encore envisager un guidage forcé selon lequel les aimants permanents s'ap- puient sur le stator et les bogies du chariot s'appuient sur un rail spécial. Par ailleurs, les bogies peuvent comporter des galets de roulement à axes horizontaux et des galets de guidage à axes verticaux. Les galets de guidage viennent en appui, par l'intermédiaire de leurs axes verticaux, soit directement sur le stator, soit sur un rail de gui- dage s'étendant de préférence dans le plan longitudinal médian du stator. Les galets de roulement s'appuient de préférence sur des voies de guidage séparées à côté du stator. Ces rails de guidage peuvent être formés à par- tir de surfaces de guidage planes, par exemple des voies en béton ou également à partir de rails de guidage pro- filés. Les bogies des aimants permanents peuvent de plus être équipés de galets de roulement qui assurent le mou- vement relatif par rapport au chariot. Enfin, on peut prévoir que des porte-aimants chargés élastiquement avec des galets de direction mon- tés dans les bras de suspension soient affectés aux ai- mants permanents dans leurs sections d'extrémité, per- mettant notamment de tenir suffisamment compte des écarts verticaux de la voie. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit de certains modes de réalisation donnés uniquement & titre illustratif, dans laquelle on se réfère aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique de des- sus, partiellement en coupe, d'une courbe à 90' d'un circuit d'une exploitation minière souterraine avec un chariot transporteur négociant la courbe et conforme à un premier mode de réalisation de l'invention; - les figures 2 à 4 représentent le circuit de la figure 1 avec trois autres modes de réalisation des chariots transporteurs; - la figure 5 est une vue latérale, à échelle agrandie, du chariot transporteur selon la figure 4 dans une section de circuit en ligne droite; - la figure 5a est une vue latérale du chariot transporteur de la figure 3, et - la figure 6 est une vue frontale du chariot transporteur de la figure 4 dans la zone d'une section de circuit rectiligne. A la figure 1, la référence numérique 1 désigne un stator agencé le long d'un circuit souterrain pour un système d'entraînement à moteur électrique linéaire. Pa- rallèlement au stator 1 s'étendent deux rails de roule- ment 2 pour le guidage forcé du chariot transporteur 3. Les chariots transporteurs 3 éventuellement regroupés en rames servent par exemple au transport de matériaux com- plétement préassemblés de soutènement ou de boisage de chantiers miniers. Pour ce faire, les chariots transpor- teurs 3 présentent une plate-forme de réception 4 d'une longueur approximative de 4600 mm et d'une largeur d'en- viron 1500 mm. Le chariot 3 s'appuie, par l'intermédiaire de dux bogies 5 à axe de pivotement vertical 6, sur les rails de guidage 2. Les bogies 5 comportent dans ce but des galets de roulement 8 tournant autour d'axes hori- zontaux 7. Le guidage forcé latéral au niveau des rails de guidage 2 est assuré par des galets de guidage 10 tournant autour d'axes verticaux 9. Les axes tournants 6 des bogies 5 servent de plus de paliers de pivotement aux aimants permanents 11 lesquels coopèrent avec le stator 1. Pour ce faire, les aimants permanents 11 sont guidés à leur section d'ex- trémité 12, par l'intermédiaire des axes tournants 6, dans le plan longitudinal médian vertical (MLE) du sta- tor 1, tandis que les sections d'extrémité 14 opposées, situés au voisinage et en régard l'une de l'autre, des aimants permanents 11 sont munies de galets de guidage 16 tournant autour d'axes verticaux 15, qui s'appuient sur un rail de guidage 17 s'étendant dans le plan longi- tudinal médian vertical (MLE) du stator 1. On peut noter que grâce & ce guidage forcé des aimants permanents 11 on est assuré d'obtenir, même dans les courbes serrées et dans le cas de grands chariots transporteurs 3, un recouvrement des aimants permanents 11 avec le stator 1, ce qui permet d'obtenir une puis- sance d'entraînement suffisante. Le mode de réalisation de la figure 2 correspond dans une large mesure à celui de la figure 1. La diffé- rence du mode de réalisation de la figure 2 par rapport à celui de la figure 1 réside uniquement en ce que sont désormais prévus quatre aimants permanents 13 au total, lesquels sont respectivement affectés par paire à chacun des deux bogies 5 du chariot 3. On peut noter que les aimants permanents 13 sont respectivement montés, à une section d'extrémité 18, sur les axes de pivotement ver- ticaux 6 des bogies 5 et s'appuient, à leurs autres sec- tions d'extrémité 19, par l'intermédiaire de galets de guidage 21 tournant autour d'axes verticaux 20, sur un rail de guidage 17 s'étendant dans le plan longitudinal médian vertical (MLE) du stator 1. Dans le cas du mode de réalisation de la figure 3, les bogies 22 du chariot 3 sont guidés au moyen de galets de guidage 24 tournant autour d'axes verticaux 23 situés latéralement au stator 1. Les galets de roulement des bogies 22 s'appuient sur des rails de roulement 2, lesquels sont posés parallèlement au stator 1 dans le circuit. Les axes de pivotement 26 des bogies 22 forment là aussi des paliers pour les aimants permanents 13 con- formément au mode de réalisation de la figure 2; on peut maintenant constater que sur les extrémités libres 19 des aimants permanents 13 sont prévus des galets de guidage 28 tournant autour d'axes verticaux 27, lesquels galets s'appuient extérieurement au stator 1. Les ai- mants permanents 13 sont, à l'instar des aimants perma- nents 11 des figures 1 et 2, encastrés dans des porte- aimants 29, lesquels sont en appui sur le chariot 3 par des galets de roulement 30 déplaçables transversalement (voir également la figure 6). De même, des fixations d'aimant 41 sollicitées élastiquement avec des galets de guidage 39 montés sur des bras de suspension 40 peuvent être affectées aux aimants permanents 13 (figures 3 et a) à leurs sections d'extrémité 19. Grâce à cela, il est possible de compenser les écarts verticaux du cir- cuit. En outre, les aimants permanents 13 peuvent être maintenus à une certaine distance de la plate-forme de transport 4 par des ressorts 37. Les figures 4, 5 et 6 représentent un mode de réalisation d'une installation de transport dans lequel les aimants permanents sont supportés à leurs sections d'extrémité libre 19 par des bogies propres 31. Chaque bogie 31 comporte dans ce but quatre galets de guidage 33 tournant autour d'axes verticaux 32, lesquels galets de guidage s'appuient latéralement sur le stator 1, ain- si que deux galets de roulement 35 tournant autour d'axes horizontaux 34, lesquels galets de roulement s'appuient sur une voie de roulement 36 s'étendant pa- rallèlement au stator 1. En outre, les figures 4 et 6 font apparaître que les bogies 31 pour les aimants per- manents 13 peuvent être munis de galets de roulement 30 agencés transversalement, galets de roulements grâce auxquels, comme cela ressort de la figure 6, les aimants permanents peuvent être guidés transversalement dans le chariot 3. Les porte-aimants 29 des aimants permanents 13 sont repris dans la zone des bogies 22 pour le chariot 3 par des éléments élastiques 37. De cette manière, on em- pêche que les plates-formes 4 des chariots 3 génèrent des émissions sonores par suite des courants à haute fréquence du système à moteur linéaire. Dans le mode de réalisation des figures 4 à 6, il est par ailleurs prévu que les bogies 22 des chariots 3, contrairement au mode de réalisation de la figure 3, reposent par des galets de roulement 38, sur les voies de roulement 36. REVENDICATIONS 1. Installation de transport, destinée notamment aux galeries souterraines d'exploitations minières, com- portant un système d'entraînement électrique à moteur linéaire pour des chariots transporteurs à guidage forcé avec un stator agencé à demeure le long du circuit et des aimants permanents intégrés aux chariots, caractéri- sée en ce qu'au moins un aimant permanent (11,13) est prévu pour chaque chariot (3) et en ce que cet aimant est guidé de façon pour présenter une mobilité transver- sale relative par rapport au chariot (3) avec ses deux sections d'extrémité (12;14;18,19) maintenue dans le plan. longitudinal médian vertical (MLE) du stator (1). 2. Installation de transport selon la revendica- tion 1 munie de chariots transporteurs qui possèdent respectivement deux bogies pouvant tourner autour d'axes verticaux, caractérisée en ce qu'au moins deux aimants permanents (12,13) sont prévus pour chaque chariot (3), lesquels sont respectivement montés de façon pivotante à une section d'extrémité (12,18), sur un axe de pivote- ment (6,26) d'un bogie et en ce qu'ils sont à guidage forcé, à l'autre section d'extrémité (14,19), dans le plan longitudinal médian vertical (MLE) du stator (1). 3. Installation de transport selon la revendica- tion 2, caractérisée en ce que chaque fois deux aimants permanents (13) sont montés de façon pivotante, à res- pectivement une section d'extrémité (18), sur un axe de pivotement (6,26) d'un bogie (5,22) et sont à guidage forcé, à l'autre section d'extrémité (19), dans le plan longitudinal médian vertical (MLE) du stator (1). 4. Installation de transport selon l'une quel- conque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que chaque aimant permanent (11,13) est encastré dans un porte-aimant (29) guidé en mouvement transversal dans le chariot transporteur (3). 5. Installation de transport selon la revendica- tion 4, caractérisée en ce que chaque porte-aimant (29) est relié élastiquement au chariot transporteur (3). 6. Installation de transport selon la revendica- tion 4 ou 5, caractérisée en ce que le porte-aimant (29) monté de façon pivotante à une section d'extrémité pré- sente, à son autre section d'extrémité, deux galets de guidage (16,21,28) pouvant tourner autour d'axes verti- caux (15,20,27), lesquels galets de guidage s'appuient des deux côtés du stator (1) ou sur un rail de guidage (17) qui s'étend dans le plan longitudinal médian verti- cal (MLE) du stator (1). 7. Installation de transport selon la revendica- tion 6, caractérisée en ce que le porte-aimant (29) est muni dans la zone des galets de guidage (16,21,28) de galets de roulement (30) reposant sur le chariot trans- porteur (3) et pouvant tourner autour d'axes horizon- taux. 8. Installation de transport selon l'une quel- conque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que chaque aimant permanent (13) s'appuie, à une section d'extrémité (19), par l'intermédiaire d'un bogie (31) à guidage forcé au moins indirectement sur le stator (1). 9. Installation de transport selon l'une quel- conque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les bogies (5,26,31) du chariot transporteur (3) et/ou des aimants permanents (13) sont à guidage forcé direc- tement sur le stator (1) ou sur un rail de roulement (2) s'étendant parallèlement au stator (1). 10. Installation de transport selon l'une quel- conque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que les bogies (5,26,31) comportent des galets de roulement (8,25,35,38) à axes horizontaux et des galets de guidage (10,24,33) à axes verticaux. 11. Installation de transport selon l'une quel- conque des revendications 1 à 4, 8 ou 9, caractérisée en ce que des porte-aimants (41) chargés élastiquement avec des galets de guidage (39) montés sur des bras de sus- pension (40) sont affectés aux aimants permanents (13) dans leurs sections d'extrémité (19).