Brevet FR2605956A1 — publié le 19880506

La présente invention concerne un dispositif d'asservissement pour outil pendulaire et en particulier pour un outil pendulaire mobile sur son support par réaction de contact avec l'objet à traiter lors du déplacement soit du support de l'outil, soit de l'objet à traiter. L'utilisation d'outils pendulaires se rencontre notamment dans les installations de lavage automatique des véhicules. Les outils prennent la forme de grandes brosses rotatives, suspendues par un arbre vertical ; elles sont entrainées en rotation par des moyens appropriés du genre moteurs hydrauliques, et elles frottent tangentiellement les surfaces de la carrosserie a nettoyer. Une installation de lavage comprend en général plusieurs brosses dont au moins une brosse frontale à contrepoids et deux brosses latérales verticales mobiles par réaction de contact avec le véhicule ; ces réactions de contact résultent soit du déplacement du portique supportant les brosses, soit du déplacement du véhicule lui-même par rapport au support des brosses. L'invention a trait plus particulierement aux installations du type dans lesquelles le véhicule se déplace et progresse lentement dans une sorte de tunnel. Ce dernier comporte la plupart du temps, en plus des brosses, des systèmes divers de distribution de détergent, mousse, cire et autres agents protecteurs, qui complètent et améliorent l'action mécanique des brosses. Dans une installation du genre tunnel, l'asservissement des brosses verticales latérales doit être particulierement efficace car le déplacement du véhicule guidé par le conducteur, est indépendant de la consigne d'ouverture desdites brosses latérales. Le dispositif d'asservissement doit donc permettre une ouverture des brosses au moment opportun. Si celle-ci s'effectue trop tôt, l'opération frontale de nettoyage sera mal exécutée ; à l'inverse si elle a lieu trop tard, les éléments mécaniques auxquels sont rattachées les brosses, vont subir des contraintes anormales et des mouvements excessifs susceptibles de contrarier le déroulement du cycle de nettoyage. L'invention a pour objet un dispositif d'asservissement simple qui assure un déplacement progressif des brosses, et qui est particulierement adapté aux véhicules industriels. Ce dispositif s'affranchit en particulier de tous composants électriques ou électroniques inadaptés dans ce type d'installation. Le dispositif selon l'invention s'applique avantageusement a des installations hydrauliques et il garantit un suivi tres précis du profil du véhicule et une pression optimale sur la carrosserie, permettant une amélioration sensible du lavage du véhicule. Le dispositif d'asservissement selon l'invention, pour outil pendulaire du genre brosse de lavage de véhicules, comprend des moyens #ui réagissent a un déplacement du centre de gravité de l'équipage mobile, en réaction des efforts qui s'exercent sur la brosse elle-même lorsqu'elle est en position active de nettoyage contre la carrosserie du véhicule. Selon une disposition préférentielle de 1 'inven- tion, ces moyens sont tout d'abord constitués d'un organe mobile auquel est suspendue la brosse ; cet organe mobile est en forme de chariot guidé sur un chemin incliné de l'intérieur du couloir de circulation du véhicule vers l'intérieur. Toujours selon l'invention, le chemin incliné de guidage du chariot, est sensiblement perpendiculaire au sens d'avancement du véhicule et son inclinaison permet un retour automatique du chariot vers le point bas dudit chemin situé sensiblement dans le plan médian du couloir de circulation du véhicule. Selon une autre disposition préférentielle de l'invention, la brosse est articulée sur le chariot autour d'un axe sensiblement horizontal, faisant un angle compris entre 30 et 450 par rapport au sens de déplacement du véhicule ; l'oscillation de la brosse autour de cet axe est limitée par un vérin amortisseur hydraulique disposé entre le chariot et la brosse et plus particulierement entre le chariot et la partie supérieure du moteur hydraulique d'entrainement de la brosse, lequel moteur est disposé au-dessus du chariot. Toujours selon l'invention, le chemin de roulement est constitué de deux rails parallèles cylindriques entre lesquels est disposé le chariot mobile ; il est guidé par quatre paires de galets répartis à chaque coin et qui enserrent les rails cylindriques. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante et des dessins annexés, donnés à titre indicatif et dans lesquels - la figure 1 est une vue de dessus du dispositif selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe selon B-B - la figure 3 est une vue en coupe selon A-A. Tel que représente sur la figure 1, la brosse 1 est en contact avec la carrosserie d'un véhicule mobile V. La brosse 1 tourne dans le sens T indiqué sur la figure et le véhicule V se déplace dans un couloir de circulation selon l'axe xx'. La brosse 1 est suspendue à un chariot 2, lequel chariot est mobile, selon un axe vv', sur un chemin incliné constitué de deux rails cylindriques 3. Ce chemin incliné apparaît également figure 3 ; il est solidaire d'un portique 4 qui enjambe le couloir de circulation du véhicule V. L'inclinaison des rails 3 de l'extérieur vers le centre du couloir de circulation règle la pression de la brosse sur le coté de la carrosserie du véhicule. Le chariot 2 est disposé entre les deux rails cylindriques 3 ; il comporte quatre paires de galets 5 situés sensiblement à chaque coin du chariot 2 ; ces galets enserrent les rails cylindriques 3. La brosse 1 est suspendue au chariot 2, par l'intermédiaire de deux paliers 6 centrés sur un axe zz' faisant un angle de l'ordre de 30 à 45 avec la trajectoire xx' du véhicule V. La brosse 1 est solidaire de son moteur hydraulique d'entrainement 7 ; ce dernier étant disposé au-dessus du chariot 2. Un vérin 8 est interposé entre le chariot 2 et un point d'articulation 9 situé au niveau de la partie supérieure du moteur hydraulique d'entrainement 7 de la brosse 1, sur un organe 11 solidaire dudit moteur 7 ; il est situé dans un plan perpendiculaire à l'axe zz' d'oscillation de la brosse 1. Le but de ce vérin 8 qui apparat figure 1, et de façon plus nette sur la coupe B-B figure 2, est de contrarier l'oscillation de la brosse 1 sous la poussee du véhicule V. Ce vérin 8 reçoit la pression appliquée au moteur hydraulique d'entrainement 7 de la brosse 1. La force de rappel du vérin 8 conjuguée à l'inclinaison des rails 3, regle la pression de la brosse sur la face avant du véhicule. On va décrire maintenant le cycle de fonctionnement du dispositif mettant en relief son originalité et sa capacité de repondre aux differents cas de figures pouvant se présenter. Phase 1. En position initiale, au départ du cycle, la brosse 1 pendulaire est rigoureusement verticale, en rotation au moyen du moteur hydraulique 7 sous pression et le vérin 8, branché en parallele sur la ligne de pression du moteur hydraulique 7, exerce une poussée ayant valeur de pré-contrainte tout en maintenant la brosse 1 verticale. L'ensemble chariot-brosse se trouve a la partie basse du chemin incliné, c'est- -dire sensiblement a la verticale de l'axe médian xx' qui constitue l'axe médian du tunnel dans lequel se déplace le véhicule V. Sous l'effet de la force centrifuge, les soies de la brosse sont développées. Le véhicule, en déplacement lent et uniforme, exerce une poussée sur les soies de la brosse 1 sans que celle-ci soit, au départ, suffisante pour modifier l'équilibre initial des forces en présence. La rotation de la brosse 1 engendre une force tangentiellement annexe, produisant un effet mécanique sur la carrosserie du véhicule ou toute pièce devant etre traitée. Phase 2. Poursuivant son mouvement d'avance, le véhicule engendre une poussée P selon l'axe xx' de progression. Après compression de la couronne exterieure de la brosse 1, une force P' égale et opposée à P apparaît et cette force augmente au fur et à mesure de l'avance du véhicule par rapport au portique fixe 4 qui supporte le dispositif d'asservissement de la brosse. le point B, figure 3, de la brosse, ne pouvant se déplacer selon l'axe xx', la dite brosse pivote autour de l'axe d'articulation zz' et se déplace selon la droite ww'. La brosse s'incline selon un angle vrai delta ; dans cette position, le vérin 8 sous pression, maintient une résistance constante à l'angulation, fonction de l'écrasement de la couronne extérieure de la brosse 1. Phase 3. Quand la valeur de l'angle vrai delta correspond à un angle apparent petit delta, et que petit delta est supérieur à bêta (l'angle bêta correspond à l'angle d'inclinaison des rails cylindriques 3, par rapport à l'horizontale), le point A du chariot 2 se déplace selon l'axe vv' en s'éloignant de l'axe médian du véhicule V en mouvement. Si au cours de l'ouverture de la brosse, dans le couloir de circulation, réalisé par le déplacement du chariot, l'angle vrai delta varie au point d'engendrer l'égalité petit delta = bêta, le chariot 2 s'immobilise dès et durant le maintien de cette égalité, à l'inertie près de l'équipage mobile. Dans le troisieme cas de figure ou petit delta est inférieur à bêta, la brosse 1 est verticale et le chariot 2 revient vers sa position d'origine, sensiblement à la verticale de l'axe xx". Phase 4. La compression de la eouronne extérieure de la brosse 1 en rotation, engendre une augmentation du moment résistant tangentiel T, figure 1, s'opposant à la rotation de la brosse ; ce moment résistant communique au point B, figure 2, une force F ayant les mêmes effets que la poussée initiale P. Les deux effets sont consécutifs, le second amplifiant le premier. Les temps de réponse à l'ouverture sont particulièrement réduits et on évite les angulations excessives. L'angle oméga de la figure 1, entre l'axe d'articulation zz' et l'axe xx' de déplacement du véhicule peut être choisi entre 30 et 450 selon la hauteur de la brosse cylindrique. Le vérin 8 disposé entre le chariot 2 et la partie supérieure du moteur hydraulique d'entrainement 7 de la brosse 1, maintient l'angle vrai delta a sa valeur minimum en rappelant en permanence ladite brosse vers la position verticale initiale. Le dispositif offre une sécurité intrèsèque notamment en cas d'approche anormalement rapide du véhicule V. En effet, un choc en face au point B de la brosse, provoque une angulation de force F selon l'axe ww', figure 1, et la force résultante 0 entraine l'ouverture immédiate et rapide de la brosse 1 a une vitesse proportionnelle au choc en protégeant ainsi l'ensemble du système des sollicitations anormales. Au repos tout comme après le départ du cycle, la brosse 1 est maintenue verticale par l'action du vérin 8 qui assure une pré-contrainte hydraulique ; il limite également les effets du vent sur ladite brosse. A titre d'exemple, la pression hydraulique appliquée au vérin en bout de course, au point C, figure 2, absorbe 50 % du moment créé par la masse de la brosse, ce qui correspond a une force d'appui de 30 à 40 décanewton, force réglable, selon le cas. L'utilisation du dispositif d'asservissement ne se limite pas au suivi de profil d'un véhicule qui avance dans un tunnel fixe équipé du présent dispositif ; elle concerne également d'autres applications telles que le ponçage, le lustrage, etc.... - REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'asservissement d'outil pendulaire, du genre brosse de lavage pour véhicules mobiles selon un axe xx', la brosse (1) étant suspendue a un portique (4) fixe disposé au-dessus du couloir de circulation du véhicule V, caractérisé en ce qu'il comprend, disposé entre la brosse (1) et le portique (4), un organe guidé et mobile sur un chemin incliné de l'extérieur vers le centre du couloir de circulation du véhicule. 2.- Dispositif d'asservissement d'outil pendulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que le chemin incliné de guidage de l'organe mobile en forme de chariot (2), est sensiblement perpendiculaire à l'axe xx' de déplacement du véhicule V. 3.- Dispositif d'asservissement d'outil pendulaire selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'articulation de la brosse (1), sur le chariot (2), selon un axe zz' faisant un angle compris entre 30 et 45 par rapport a l'axe xx' de déplacement du véhicule V. 4.- Dispositif d'asservissement d'outil pendulaire selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un vérin amortisseur 8, disposé entre le chariot (2) et la brosse (1) pour limiter l'oscillation de cette dernière autour de l'axe zz'. 5.- Dispositif d'asservissement pour outil pendulaire selon la revendication 4, caractérisé en ce que le vérin amortisseur (8) est un vérin hydraulique connecté en parallele au moteur hydraulique (7) qui assure l'entrainement de la brosse (1). 6.- Dispositif d'asservissement pour outil pendulaire selon la revendication 5, caractérisé en ce que le vérin amortisseur (8) est disposé dans un plan perpendiculaire à l'axe d'oscillation zz' entre le chariot et un point d'articulation (9) disposé au niveau de la partie supérieure du moteur hydraulique (7), sur un organe (11) solidaire dudit moteur hydraulique (7). 7.- Dispositif d'asservissement pour outil pendulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que le chemin de roulement est constitué de deux rails (3) paralleles, cylindriques, entre lesquels est disposé le chariot mobile (2), guidé au moyen de quatre paires de galets (5) répartis a chaque coin dudit chariot et qui enserrent lesdits rails cylindriques (3).