INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Plus précisément, l’invention a pour objet une unité d’entraînement en rotation et à commande hydraulique d’un outil d’engin agricole, ledit engin agricole étant doté d’une unité électronique de commande, ladite unité d’entraînement comprenant un moteur hydraulique prévu pour mettre en rotation un outil animé couplé à un agricole, un réservoir d’huile , une pompe assurant le débit et la mise en pression de l’huile issue du réservoir pour entraîner le moteur hydraulique, au moins deux distributeurs aptes à réguler le débit d’huile en amont du moteur hydraulique et commandés au moins pour l’un par l’unité électronique de commande , caractérisée en ce que ladite unité d’entraînement comprend en outre un capteur pour mesurer la vitesse de rotation Rmot du moteur hydraulique, un capteur pour mesurer la pression Pmot en amont du moteur hydraulique, des moyens pour afficher la vitesse de rotation Rmot du moteur hydraulique, au moins une première alarme, lumineuse « TRIGG », une unité de pilotage prévue pour recevoir en entrée au moins les états de la vitesse de rotation Rmot du moteur hydraulique, de la pression Pmot en entrée du moteur hydraulique, et prévue pour émettre en sortie au moins une consigne pour les moyens d’affichage .
Selon un mode de réalisation particulier, la première alarme lumineuse comprend deux signaux lumineux respectivement implantés sur les moyens d’affichage et correspondant pour l’un à des valeurs de vitesse de rotation Rmot du moteur hydraulique comprises entre deux valeurs de référence Rmin, Rmax définissant une plage de régime nominal acceptable pour la mise en rotation de l’outil animé, et pour l’autre à des valeurs de vitesse de rotation Rmot du moteur hydraulique en dehors de ladite plage.
Selon un autre mode de réalisation particulier, l’unité d’entraînement en rotation comporte une seconde alarme, sonore « TRIGG+ », apte à être activée lorsque la vitesse de rotation Rmot du moteur hydraulique est inférieure à 1/k Rmin ou supérieur à k Rmax, k étant supérieur à 1, ou bien lorsque la première alarme lumineuse est activée pendant une durée supérieure à une durée T0 prédéfinie.
Selon une première variante, l’unité d’entraînement en rotation comporte deux distributeurs à débit variable pour réguler le débit d’huile en amont du moteur hydraulique, lesdits distributeurs étant commandés par l’unité électronique de commande.
Selon une seconde variante, l’unité d’entraînement en rotation comporte deux distributeurs l’un à débit variable, et l’autre à débit fixe, pour réguler le débit d’huile en amont du moteur hydraulique, le distributeur à débit variable étant commandé par l’unité électronique de commande.
L’invention a également pour objet un engin agricole doté d’une commande de montée de l’outil en position hors travail, d’une commande de descente de l’outil en position de travail, d’une unité électronique de commande prévue pour actionner lesdites commandes, caractérisé en ce qu’il comporte une unité d’entraînement en rotation et à commande hydraulique d’un outil d’engin agricole conforme à l’invention.
L’invention a également pour objet un procédé de contrôle d’une unité d’entraînement en rotation et à commande hydraulique d’un outil d’engin agricole, conforme à l’invention, et selon laquelle les deux distributeurs pour réguler le débit d’huile en amont du moteur hydraulique sont engagés en condition de travail par l’opérateur, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes qui suivent :
- une étape E_MESRmot de mesure de la vitesse de rotation Rmot du moteur hydraulique,
- une étape E_COMPRmot de comparaison de la vitesse de rotation Rmot du moteur hydraulique avec deux valeurs de référence Rmin, Rmax définissant une plage de régime nominal acceptable pour la mise en rotation de l’outil animé,
- une étape E_MESPmot de mesure de la pression Pmot en entrée du moteur hydraulique,
- une étape E_COMPPmot de comparaison de la pression Pmot en entrée du moteur hydraulique avec une valeur de référence Pmin correspondant à la pression minimale requise pour la mise en rotation de l’outil animé,
- une étape E_DISPLAYRmot d’affichage de la vitesse de rotation Rmot,
- une étape E_TRIGG d’activation de l’alarme lumineuse si :
Le module moteur 150 alimente électriquement le mouvement du mécanisme d’entraînement 110, par exemple, la rotation de l’ensemble vis. Le module moteur 150 comporte un ou plusieurs ensembles de fils électriques 151 pour fournir l’alimentation électrique à partir d’une source d’alimentation électrique (par exemple, un module d’alimentation) et tout signal de commande au module moteur 150, tel que MARCHE/ARRÊT, le régime moteur et d’autres paramètres du moteur. Les options de moteur incluent par exemple les moteurs pas à pas, les moteurs à balais ou les moteurs à courant continu sans balais (BLDC). Un BLDC peut également être appelé servomoteur. Le terme BLDC peut être utilisé ici pour décrire tout moteur qui n’est pas un moteur pas à pas ou un moteur à balais. Ces moteurs utilisent généralement une tension de CC, mais un moteur à CA peut être remplacé par le moteur à CC.
Un module de capteur de moteur 140 est fourni en option avec l’actionneur électromécanique linéaire 100 pour fournir un retour de position (par exemple, des informations de position angulaire) concernant le moteur ou son arbre. Ces dispositifs peuvent comprendre des résolveurs (ou directeur de fouille) et des capteurs à effet Hall, qui peuvent être connus sous d’autres noms. Généralement, un moteur BLDC fonctionne mieux avec un capteur de moteur, mais peut fonctionner sans lui. Un moteur pas-à-pas ne nécessite généralement pas de capteur de moteur distinct.
Le module capteur de moteur 140 peut fournir un signal de position au module de moteur 150 lui-même ou au module de commande 190 ou à un dispositif de commande en surface, par exemple pour s’assurer que le module de moteur 150 tourne dans le sens prévu, déterminer ou commander une vitesse ou une position angulaire du module moteur 150 ou d’autres paramètres. Dans une configuration donnée, le module moteur 150 peut être couplé, directement ou indirectement, à la section d’entraînement mécanique 110 pour amener la SSSV 50 en position ouverte. D’autres modules peuvent être couplés entre le module moteur 150 et la section d’entraînement mécanique 110, comme les modules engrenage 160 et le module embrayage 170 sur la .
Dans l’exemple de la , les modules d’engrenage 160A, 160B sont couplés entre le module moteur 150 et la section d’entraînement mécanique 110 à l’aide des ensembles à engrenages respectifs pour convertir le mouvement de rotation du module moteur 150 comme sortie vers une entrée du mécanisme d’entraînement 110, afin de fournir une vitesse souhaitée, un régime, un couple ou une puissance et/ou un avantage mécanique. L’engrenage peut inclure une boîte de vitesses mono-étagée ou multi-étagée ou une boîte de vitesses multi-étagée. Pour la plupart des boîtes de vitesses à un étage, le sens de rotation des arbres d’entrée et de sortie est opposé, tandis que pour les boîtes de vitesses à deux étages, le changement de sens supplémentaire par le second étage place la rotation de l’arbre de sortie de la même manière que l’arbre d’entrée. Dans le cas d’une boîte de vitesses à plusieurs étages, les étages peuvent se diviser, par exemple, une boîte de vitesses à 3 étages qui a une boîte de vitesses à 1 étage et une boîte de vitesses à 2 étages ou même trois boîtes de vitesses à 1 étage. La ou les boîtes de vitesses peuvent se trouver n’importe où dans l’actionneur électromécanique linéaire 200 où elles sont nécessaires. Par exemple, un actionneur préféré aurait une boîte de vitesses à 1 étage entre l’ensemble vis (mécanisme d’entraînement 110) et le module d’embrayage 170 ainsi qu’une boîte de vitesses à plusieurs étages entre le module d’embrayage 170 et le module moteur 150.
Le module embrayage 170 permet de coupler et de découpler de manière sélective le module moteur 150 de la section de commande de l’actionneur 120 de la section d’entraînement 110. L’embrayage est généralement un dispositif normalement ouvert, c’est-à-dire qui s’ouvre ou se désengage lorsque l’alimentation est coupée. Lorsque l’alimentation du module embrayage 170 est coupée, le module embrayage 170 se désengage, ce qui permet à la SSSV 50 de se fermer. Le module embrayage 170 contribue à la conception à sécurité intégrée, par laquelle une perte d’alimentation vers le module moteur 150 ou vers la section de commande de l’actionneur 120 permet généralement la fermeture de la SSSV 50. L’embrayage peut être l’un quelconque parmi un éventail de types d’embrayage, comportant, mais sans s’y limiter, un dispositif à friction, un dispositif à engrenage (par exemple, a un profil d’engrenage qui est mis en prise et hors prise), un dispositif à solénoïde qui se verrouille et se déverrouille. Bien qu’une configuration normalement ouverte soit généralement recommandée, si l’alimentation est disponible lorsque la SSSV doit être fermée, il est possible d’utiliser à la place un dispositif normalement fermé.
Le module frein 130 est fourni en option pour aider la section de commande de l’actionneur 120 à maintenir la SSSV 50 à l’état ouvert. La SSSV 50 comporte un ressort ou un autre élément de sollicitation qui sollicite l’élément de fermeture de la vanne vers une position fermée (comme dans le clapet à ressort de la , par exemple. Cet élément de sollicitation exerce une force contre l’actionneur chaque fois que l’actionneur est déployé. Le module moteur 150 fournit une certaine résistance au mouvement. Toutefois, lorsque l’actionneur électromécanique linéaire 200 est déployé et que le module moteur 150 est désactivé, le ressort risque de provoquer une fermeture lente de la SSSV. Ce phénomène est généralement appelé fermeture par coulissement en raison de la lenteur de la fermeture. Le module moteur 150 peut être alimenté activement pour maintenir la SSSV 50 à l’état ouvert. Toutefois, cela peut consommer une puissance électrique excessive et/ou réduire la durée de vie du module moteur 150. Au lieu de cela, le module frein 130 peut être utilisé pour maintenir l’élément d’actionnement 52 en position déployée afin de maintenir la SSSV 50 ouverte et d’empêcher la fermeture par coulissement. Le module frein 130 est de préférence une configuration « normalement ouverte », ce qui signifie que le module frein 130 peut être alimenté pour maintenir l’élément d’actionnement 52 ouvert et relâché en cas de perte d’alimentation (afin d’éviter toute perturbation de la fermeture de la SSSV 50). Le module frein 130 pourrait également avoir une configuration normalement fermée, qui peut par défaut maintenir la SSSV 50 ouverte, comme une alimentation séparée ou redondante d’une autre alimentation dont la perte d’alimentation déclencherait une mise à l’arrêt.
Le module d’alimentation 180 peut comprendre une batterie ou une autre source électromotrice pour alimenter les composants de la section de commande de l’actionneur 120. Le module de commande 190 peut inclure un ou plusieurs processeurs, une mémoire, des entrées/sorties numériques ou analogiques, etc., en communication avec un ou plusieurs des modules de la section de commande de l’actionneur 120, par exemple le long d’un bus. Le module de commande peut également inclure une logique de commande exécutable par le processeur pour commander le fonctionnement de la section de commande de l’actionneur 120 ou les différents modules et autres composants de celui-ci. Dans cet exemple, l’actionneur électromécanique linéaire 200 est une unité autonome avec le module d’alimentation embarqué 180 et le module de commande 190. Toutefois, d’autres modes de réalisation peuvent inclure des signaux d’alimentation et/ou de commande depuis la surface, seuls ou combinés à un module d’alimentation embarqué et/ou à un module de commande.
La est un schéma d’un actionneur électromécanique linéaire 300 selon un exemple de configuration ayant les mêmes modules que sur la mais avec deux moteurs comprenant un moteur électrique 150A et un moteur électrique redondant 150B configurés pour actionner sélectivement la SSSV. La configuration à deux moteurs peut fournir une redondance, afin d’éviter d’avoir à se déclencher et à remplacer un moteur en cas de défaillance de l’un des moteurs 150A, 150B. Les deux moteurs peuvent également fournir une puissance supplémentaire, par exemple en cas d’anomalie (par exemple, une vanne bloquée) dans laquelle l’un des moteurs ne suffit pas pour ouvrir la SSSV.
La est un schéma d’un actionneur électromécanique linéaire 400 selon un exemple de configuration ayant les mêmes modules que la mais avec des caractéristiques électriques redondantes. Ceci est suggéré schématiquement, au moins en partie, par l’illustration de jeux supplémentaires de fils électriques 151. (Les fils représentatifs ne sont pas destinés à impliquer un nombre ou une disposition spécifique des fils.) Les différents modules électriques (moteur et capteur de moteur, embrayage, frein, etc.) peuvent avoir chacun au moins une bobine, un enroulement, un circuit ou une autre caractéristique électrique, selon le cas. Pour améliorer la fiabilité, les dispositifs peuvent inclure deux bobines ou plus, plusieurs ensembles de circuits et/ou plusieurs ensembles d’enroulements, selon le cas. En ayant plusieurs exemples de ces caractéristiques électriques, la redondance peut être intégrée au dispositif spécifique, ce qui augmente la fiabilité et/ou la durée de vie de l’actionneur électromécanique linéaire.
La est un schéma d’un actionneur électromécanique linéaire 500 selon un exemple de configuration ayant les mêmes modules que la plus un module amortisseur 165. Le module amortisseur 165 peut être utilisé par exemple pour amortir une vitesse de fermeture. Il peut être nécessaire de réduire la vitesse de fermeture de la SSSV pour réguler une vitesse de fermeture sous une vitesse seuil ou dans une plage de vitesse cible. Par exemple, il peut y avoir une vitesse optimale ou une plage de vitesse cible pour des composants de la section d’entraînement mécanique 110, tels que les roulements et les filets d’un mécanisme d’entraînement fileté. L’amortisseur 165 peut comprendre un amortisseur de courant de Foucault, un ensemble moteur avec des enroulements en court-circuit, etc. Un actionneur préféré ne nécessite pas d’amortisseur 165, mais s’il est inclus, un emplacement préféré pour l’amortisseur 65 serait entre l’ensemble vis de la section d’entraînement mécanique 110 et le module embrayage 170. L’amortisseur 165 peut se trouver à d’autres emplacements dans la configuration de l’actionneur.
La est un schéma de principe d’un actionneur électromécanique linéaire 600 selon un exemple de configuration comportant tous les modules de la , mais en omettant le module capteur de moteur. Par exemple, même si un moteur BLDC peut utiliser un capteur de moteur, il est possible de l’utiliser en option, même sans capteur de moteur. Comme autre exemple, un moteur pas-à-pas n’a généralement pas besoin d’un capteur de moteur séparé.
La est un schéma de principe d’un actionneur électromécanique linéaire 700 selon un exemple de configuration comportant les mêmes modules que la mais avec un module engrenage 160 au lieu de deux.
La est un schéma de principe d’un actionneur électromécanique linéaire 800 selon un exemple de configuration comportant un seul module engrenage 160 mais également un module amortisseur 165 entre l’embrayage et l’ensemble vis.
La est un schéma de principe d’un actionneur électromécanique linéaire 900 selon un exemple de configuration comportant les mêmes modules que la mais avec des caractéristiques électriques redondantes.
La est un schéma de principe d’un actionneur électromécanique linéaire 1000 selon un exemple de configuration comportant les mêmes modules que la mais avec des caractéristiques électriques redondantes.
La est un schéma de principe d’un actionneur électromécanique linéaire 1100 selon un exemple de configuration comportant les mêmes modules que la mais avec des caractéristiques électriques redondantes.
Les patins de glissement 115a et 115b assurent le bon glissement de la tôle de franchissement 112 et évite le poinçonnement ou la déchirure de l’étanchéité.
Dans l’exemple illustré, des trous oblongs sont ménagés dans la tôle de franchissement 112, la tôle de maintien 114 et les patins de glissement 115a et 115b.
Les vis traversent la tôle de franchissement 112, la tôle de maintien 114 et les patins de glissement 115a et 115b par l’intermédiaire des trous oblongs. Elles sont ancrées dans des douilles taraudées femelle, elles-mêmes ancrées, de préférence, dans des chevilles chimiques comprenant de la résine de scellement.
Comme cela est illustré, les premier et deuxième moyens de fixation amovible 113a et 113b peuvent inclure des rondelles plates 116a et 116b ou, en alternative, des rondelles coniques ou à frein à dents.
Le deuxième moyen de fixation amovible 113b est disposé à distance du deuxième bord longitudinal 112b de la tôle de franchissement 112 formant un jeu 117 entre la tôle de franchissement 112 et le deuxième moyen de fixation amovible 113b. Ainsi, un mouvement relatif entre la tôle de franchissement 112 et la tôle de maintien 114 est possible.
La tôle de franchissement est apte à se déplacer dans une direction transversale, notamment sous l’action de la dilatation des dalles 101a, 101b. La tôle de maintien 114 et les premier et deuxième moyens de fixation amovible 113a, 113b autorise une grande liberté de mouvement à la tôle de franchissement, et par conséquent des première et deuxième dalles 101a, 101b entre elles, dans le sens perpendiculaire à l’intervalle 102.
Dans un mode de réalisation dans lequel les première et deuxième couches d’étanchéité 108, 110 sont disposées en forme de lyre dans l’intervalle 102, cette liberté de mouvement est renforcée par la forme de lyre.
Un tel système de joint de dilatation 1 inclut alors une étanchéité ainsi qu’une protection mécanique de l’étanchéité tout en conservant la fonction du joint de dilatation entre les deux dalles 101a et 101b.
On pourra prévoir qu’une pluralité de tôle de franchissement 112 adjacentes soient disposées le long de l’intervalle 102. Un jeu peut être prévu entre deux tôles de franchissement 112 consécutives, de façon à permettre la dilatation longitudinale. Dans ce même but, un jeu similaire peut être ménagé entre deux patins de glissement consécutifs.
Une cale de réglage de niveau 118 peut être disposée sous la tôle de maintien 114 de façon à positionner la première extrémité 114a de la tôle de maintien 114 à niveau pour être disposée au-dessus et au contact du deuxième bord longitudinal 112b de la tôle de franchissement 112.
Dans l’exemple illustré, la cale de réglage de niveau 118 et la tôle de maintien 114 sont monoblocs et la cale de réglage de niveau 118 est formé par repliement de la deuxième extrémité 114b de la tôle de maintien 114.
De préférence, la tôle de franchissement 112 et la tôle de maintien 114 comportent des moyens antidérapants. Comme on peut le voir à la , la tôle de franchissement 112 et la tôle de maintien 114 peuvent comporter un relief de surface obtenu, par exemple, à partir de tôle larmée ou par poinçonnement.
Avantageusement, une couche de roulement 119, appropriée à la circulation des véhicules, peut s’étendre de part et d’autre de l’ensemble formé par la tôle de franchissement 112 et la tôle de maintien 114, le long des premières faces 103a et 103b des première et deuxième dalles 101a et 101b, sur la deuxième couche d’étanchéité 110, correspondant dans l’exemple illustré à la couche de résine. Dans l’exemple illustré, la couche de roulement 119 s’étend de part et d’autre de la bande élastomère 111.
Un autre mode de réalisation d’un système d’étanchéité et de protection mécanique d’un joint de dilatation adapté pour une localisation en extérieur, et particulièrement avantageux en cas de pluie, est illustré à la , sous la référence numérique 2.
Ce deuxième mode de réalisation, dans lequel les éléments similaires au premier mode de réalisation portent des références identiques, diffère du premier mode de réalisation en ce que des pièces de ressaut 220a, 220b sont disposées de part et d’autre d’un intervalle 202, et sont rendues solidaires des première et deuxième dalles 201a, 201b de béton par des tiges de scellement 221a, 221b.
Dans ce mode de réalisation, la pose de l’étanchéité et de la protection mécanique ne nécessite pas de réservation à bords biseautés.
Les moyens de communication permettent notamment au circuit de traitement 5 de recevoir, de l’extérieur, une consigne de débit. La consigne de débit est par exemple transmise par un SI (pour Système d’Information) du distributeur d’eau ou du gestionnaire du réseau, éventuellement via un concentrateur de données.
Le circuit de traitement 5 acquiert la consigne de débit, la position courante de la bille 14 (mesurée par le capteur de position 15), et peut ainsi réguler le débit courant en modifiant si nécessaire la position angulaire de la bille 14. On note que le circuit de traitement 5 est aussi capable de piloter la vanne 12 de manière autonome (c’est à dire sans recevoir de consigne de l’extérieur). On note aussi que la vanne 12 pourrait être pilotée via une consigne différente, par exemple via une consigne de position angulaire de la bille 14.
Comme on l’a vu précédemment, le dispositif de mesure ultrasonique 6 est utilisé par défaut pour mesurer le débit courant.
Cependant, il est possible, lorsque la vanne 12 n’est pas suffisamment ouverte (c’est-à-dire pour certaines positions angulaires de la bille 14), que la bille 14 empêche les signaux ultrasonores de cheminer entre les transducteurs 7a, 7b : la vanne 12 obstrue le champ ultrasonore et le débit d’eau ne peut alors pas être mesuré par le dispositif de mesure ultrasonique 6. Sachant que l’’intégration de capteurs supplémentaires (par exemple, un capteur de pression) dans le compteur 1 est, dans certains cas, limitée (notamment en raison de contraintes de dimensions spatiales, d’étanchéité, de perte de charge, de vieillissement, d’encrassement, de coût, etc.), il est prévu que le circuit de traitement 5 utilise directement le transducteur amont 7a et le transducteur aval 7b pour évaluer respectivement une première pression P1 et une deuxième pression P2 à partir desquelles il est possible d’estimer le débit courant de l’eau dans le conduit 4. La première pression P1 est égale à la pression instantanée du fluide dans le conduit 4 en amont de la vanne 12 et la deuxième pression P2 est égale à la pression instantanée du fluide dans le conduit 4 en aval de la vanne 12. La première pression P1 est évaluée à partir d’une première impédance électrique Z1 du transducteur amont 7a et la deuxième pression P2 est évaluée à partir d’une deuxième impédance électrique Z2 du transducteur aval 7b.
Le principe permettant d’évaluer une pression d’un milieu dans lequel un transducteur piézoélectrique est placé via une impédance électrique dudit transducteur piézoélectrique est décrit précisément à la fin de la description.
En effet, la vanne 12 agit comme un organe déprimogène, amplifiant la perte de charge entre son entrée et sa sortie.
Ainsi, le débit courant Q (en litres/heure) s’exprime à partir d’une valeur de pression ΔP représentative d’une différence entre la deuxième pression P2 et la première pression P1.
Ici, la valeur de pression ΔP est égale à la différence entre la deuxième pression P2 et la première pression P1 : ΔP = P2 – P1.
K est un facteur lié à la vitesse de l’écoulement du fluide, la température, la géométrie du conduit, etc.
Lorsque la vanne 12 est ouverte ou partiellement ouverte et que le débit courant est nul, la pression est identique de part et d’autre de la vanne 12, P1 = P2, donc la valeur de pression ΔP est nulle. Le première pression P1 évaluée via le transducteur amont 7a et la deuxième pression P2 évaluée via le transducteur aval 7b sont alors toutes deux égales à la pression du fluide à débit nul ou pression statique du réseau.
Pour une pression statique du réseau donnée avec vanne fermée, l’ouverture de la vanne va faire varier (chuter) la pression : il y aura une différence entre la pression à débit nul et la pression avec débit.