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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2512085A1
Family ID 2967815
Probable Assignee Rexroth Mannesmann Gmbh
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
EN Title The implement of a hydraulically actuated excavator is
automatically guided along a straight line.
FR Title DISPOSITIF DE COMMANDE POUR UNE PELLETEUSE ACTIONNEE
HYDRAULIQUEMENT
Abstract
_________________________________________________________________
The implement of a hydraulically actuated excavator is automatically
guided along a straight line. Used for this purpose is a transmitter
device for the adjusting cylinder of the implement as well as a
pressure regulator for the lifting cylinder of the main arm in order
to keep the setting angle of the implement and the pressure constant.
L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF POUR COMMANDER AUTOMATIQUEMENT UN
MOUVEMENT RECTILIGNE DE L'OUTIL D'UNE PELLETEUSE.
CE DISPOSITIF COMPORTE NOTAMMENT UN TRANSMETTEUR 25 POUR LE CYLINDRE
DE COMMANDE 19 DE L'OUTIL 10 AFIN DE MAINTENIR CONSTANT SON ANGLE
D'ATTAQUE A PAR RAPPORT A LA DROITE DU MOUVEMENT, AINSI QU'UN
DISPOSITIF DE CONTROLE DE LA PRESSION DANS LE CYLINDRE DE RELEVAGE 15
DU BRAS PRINCIPAL DE LA PELLETEUSE, AFIN DE MAINTENIR CETTE PRESSION
CONSTANTE.
L'INVENTION PERMET D'EVITER AU CONDUCTEUR DE LA PELLETEUSE D'AVOIR A
COMMANDER SIMULTANEMENT TROIS VALVES POUR OBTENIR LE MOUVEMENT
RECTILIGNE DE L'OUTIL.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention concerne un dispositif de commande pour une
pelleteuse,actionnee hydraulique ment,et comportant un bras principal,
actionne lui-m8se par au moins un cylindre de relevage, un bras
pivotant, articule sur le bras principal, et actionne par un cy-
lindre de pivotement, et un outil, notamment une pelle, qui est
articulee sur le bras pivotant et qui peut titre actionnee par un
cylindre de commande de la pelle, des valves and plusieurs voies, et a
commande manuelle, etant pre'vues dans tous les circuits du fluide
hydraulique de tous les cylindres.
Lorsqu'il faut proceder A un enlevement du sol avec une pelleteuse de
ce genre, effectuant un mouvement de traction et de rabotage, il faut
que l'outil soit guide, dans sa zone de travail, suivant une droite.
Corme le bras pivotant qui porte l'outil effectue un mouvement de
pivotement par rapport an bras principal, l'outil n'effectuera pas un
mouvement rectiligne, mais un mouvement circulaire. Pour obtenir
cependant un mouvement rectiligne, il faut, pendant le mouvement de
pivotement du bras pivotant, lever le bras principal, c'est- and dire
augmenter sa pente pour deplacer vers le haut le point d'articulation
du bras pivotant en fonction de son mouvement circulaire, et il faut
en outre regler l'outil and l'aide de son cylindre de commande.
Pour que la pelleteuse effectue le mouvement decrit, il est donc
necessaire que son conducteur actionne simultanement trois valves de
commande.
Le but principal de la presente invention est d'automatiser
l'execution du mouvement rectiligne dans le cas d'une pelleteuse du
type indique precedemment.
Le dispositif de commande pour une pelleteuse commandee
hydrauliquement, selon la presente invention, est caracterise par le
fait qu'il comporte, pour permettre and l'outil d'executer un
mouvement en suivant une droite, pendant le mouvement de pivotement du
bras pivotant, un dispositif transmetteur pour le cylindre de commande
de la pelle, qui maintient constant l'angle d'attaque de l'outil par
rapport and la droite desiree, ainsi qu'un dispositif de controle de
la pression dans le cylindre de relevage, ce dispositif maintenant
constante la pression dans ledit cylindre de relevage.
Le principe qui est a la base de la presente invention consiste donc
and maintenir automatiquement constant l'angle d'attaque de l'outil
par rapport A la droite desistee, de sauniere que la pression d'appui
exercee par 1 1outil sur le sol, pendant toute la duree de son
travail, peut titre consideree comme sensiblement constante. Cette
pression reagit, par l'intermediaire du bras privotant, sur le bras
principal, au cylindre de relevage duquel est egalement prescrite une
pression constante.Par suite, des cependant le parcours de travail, la
pression exercee sur le bras principal augmente, par suite du
mouvement de pivotement du bras pivotant, le dispositif de commande
maintiens constante la pression dans le cylindre de relevage, de telle
sorte que le bras principal 8 s'ecarte, et que, par suite, l'outil est
maintenu sur la trajectoire rectiligne desiree.L'execution du
mouvement rectiligne decrit peut donc titre automatisee au moyen d'un
dispositif relativement simple, en commutant la pelleteuse de son
fonctionnement normal sur son fonctionnement a mouvement automatique0
Cette commuta- tion peut avoir lieu de facon hydraulique, ou bien, de
preference, de facon electrique, car il s'agit generalement de valve
commande electromagnetique.
Selon une caracteristique avantageuse du dispositif de commande
suivant la presente invention, le dispositif transmetteur pour
maintenir constant l'angle d'attaque est un transmetteur de position,
qui est dispose sur l'outil, et place sous la dependance de sa
position.
Le transmetteur de position est de preference tm capteur t pendule. Le
transmetteur de position delivre un signal electrique, qui constitue
la valeur instantanee de la position angulaire de l'outil. Ce signal
electrique est compare avec un signal de valeur de consigne, qui peut
titre regle manuellement. Il en est deduit une grandeur de reglage,
qui, par l'intermediaire d'un etage de puissance et d'une valve
electromagnetique, actionne le cylindre de commande de la pelle de
maniere A maintenir constant son angle d'attaque.
Dans une autre forme de realisation, il est cependant egalement
possible de determiner, selon les dimensions et l'angle de pivotement,
en tenant compte de la vitesse de pivotement du bras pivotant, une
fonction qui, suivant le chemin parcouru par l'outil, indique l'angle
d'attaque correspondant and cette zone de travail. Le cylindre de
commande de la pelle est commande de facon correspondante, sa position
de sortie devant etre captee. Comme le bras principal se deplace
egalement pendant le mouvement de pivotement du bras pivotant, pour
maintenir le mouvement rectiligne, il est aussi possible de capter le
mouvement de pivotement du bras principal pour maintenir constant
l'angle d'attaque de l'coutil par l'actionnement du cylindre de
commande dudit outil.Les grandeurs pour la fonction precedemment
mentionnee, qui ont ete calculees a partir des dimensions et de la
geometrie du souve- ment, constituent donc les valeurs de consigne
pour l'actionnement du cylindre de commande de la pelle, et par suite
pour le deplacement de cette derniere, tandis que le dispositif
transmetteur delivre les valeurs instantanees correspondantes, par
exemple and la tige du piston du cylindre de commande de la pelle.
Selon une autre caracteristique avantageuse de l'invention, la
pression dans le cylindre de relevage du bras principal est maintenue
constante par une soupape de limitation de la pression, qui est montee
pour servir de soupape de commande pour la position flottante dudit
cylindre de relevage, et qui, en cas d'accroissement de la pression
dans le cylindre de relevage, au-dessus de la pression naxivale ds
tarage, s'ouvre dans le reservoir, et maintien ainsi constant la
pression dans le cylindre de relevage, si bien que le bras principal
peut s'ecarter vers le haut pour produire le mouvement rectiligne
desire.
A titre d'exemple, on a decrit ci-dessous et illustre schematiquement
au dessin annexe, une forme de realisation du dispositif de commande
selon la presente invention.
La figure 1 est une vue en olevation d'une pelleteuse actionnee
hydrauliquesent.
La figure 2 est le schema du dispositif electro-hydraulique de
commande selon la presente invention, qui permet la commande
automatique d'un mouvement rectiligne de la pelle.
La figure I represente une pelleteuse connue, dans laquelle une pelle
10 est montee pivotante sur un bras pivotant 11, qui est lai-ntse
monte pivotant sur un bras principal 12, ce dernier etant egalement
monte pivotant sur la caisse 13 de la pelleteuse.
Le deplacement du bras principal 12 autour de l'axe de pivotement 14
est produit par un cylindre de relevage 15; le pivotement du bras
pivotant 11 autour de l'articulation 16 est produit par un cylindre de
commande correspondant, 17i le pivotement de la pelle 10 autour de
l'articulation 18 est produit par un cylindre de commande de la pelle,
19.
Le sol doit etre enleve par un mouvement de traction et de rabotage
suivant une droite 20. Comme le bras pivotant 11 decrit un arc de
cercle en pivotant autour de l'articulation 16, pendant le mousesent
rectiligne desire il faut que la pente du bras principal 12 soit
augmentee, et que la pelle 10 soit ajustee, Dans l'exemple de
realisation choisi, la droite 20 est horizontale. Elle pourrait
cependant titre egalement oblique, s'il fallait pelleter un talus.
Sur la figure 2, le cylindre de relevage 15 du bras principal 12 est
relie, par les conduftes de liquide hydraulique, 15a et 15b, a une
valve a plusieurs voies, 15c, d'un type courant, and l'aide de
laquelle le conducteur de la pelleteuse peut actionner manuellement le
cylindre de relevage 15 ets par suite, faire pivoter le bras principal
12 jusqu a n'importe quelle position desiree.De facon analogue, une
valve a plusieurs voies, 19c, est raccordee au cylindre 19 de commande
de la pelle, par l'intermediaire des conduites de liquide hydraulique
19a et 19b Le cylindre 17 de commande du bras pivotant est egalement
actionne par une valve and plusieurs voies, analogue, 17c.
Le montage auxiliaire permettant execution du mouvement rectiligne
comporte un capteur a pendule 25, qui est dispose sur la pelle 10. Le
bras de ce capteur and pendule agit mecaniquement sur le curseur d'un
potentiometre 26, Si bien qu'il y a production, en fonction de l'angle
d'attaque and de la pelle, c'esta-dire en fonction de sa position
angulaire, d'un signal electrique, sur le potentiometre 26, ce signal
etant envoye, comme valeur instantanee, a un etage de comparaison
27.La seconde entree de l'etage de comparaison 27 recoit un signal qui
peut autre regle manuellement a l'aide dtun potentiometre 28 Ce poten
tiometre 28 permet donc de predeterminer l'angle d'attaD que desire de
la pelle 10, constituant la valeur de consigne. La comparaison. entre
la valeur de consigne et la valeur instantanee,qui a lieu dans l'etage
de comparaison 27,produitS sur la ligne 29, une grandeur de reglage,
qui est transmise au circuit de puissance 30.
Ce circuit de puissance est connecte a une valve a action
proportionnelle, 31, qui est commandee electro magnetiquement, et qui
est monteeen parallele sur la valve a plusieurs voies, 19c. Le
cylindre 19 de commande de la pelle est actionne en fonction de la
grandeur de reglage, par l'intermediaire de la valve a action
proportionnelle, 31, de maniere a maintenir toujours constant l'angle
d'attaque a de ladite pelle par rapport and la droite a suivre.
Sn parallele sur la valve A plusieurs voies, 15c, du cylindre de
relevage 15, est disposee une soupape taree, 33, dont la sortie 34 est
reliee1 d'une part, au reservoir 35, et, d'autre part, and la conduite
de liquide hydraulique, 15b, par l'intermediaire d'une soupape de
retenue, 36. Le piston du cylindre de relevage 15 est donc maintenu en
position flottante par l'intermediaire de la soupape taree 33. La
soupape de retenue 36 sert and raspiraion de liquide hydraulique.
D'autre part, la soupape taree 33 est reglee sur une pression
predeterminee. Lorsque celle-ci est depassee, la soupape taree s'ouvre
en direction du reservoir 35, jisqu' and ce que la pression reglee
soit retablie.
Le reglage de la soupape tarde 33 sur la pression predeterminee a lieu
a l'aide d'un potentiometre 37,dont la tension est transmise a un
etage de puissance 38. Le potentiometre 37 permet de fixer n'importe
quelle pression d'application desiree de la pelle, qui depend
naturellement de la nature du sol.
Pour effectuer le mouvement automatique, le conducteur de la
pelleteuse actionne le cylindre 17 de commande du bras pivotant par
l'intermediaire de la valve a' plusieurs voies, 17c Si la pression
d'appui exercee par la pelle sur le sol, c'est-a-dire la pression
reglee par la soupape taree 33,est depassee en raison du mouvement
clrculaire du bras pivotant, il y a ouverture de la soupape tares 33,
jusqu'8 ce que la pression reglee soit retablie, si bien que le bras
principal peut s'ecarter. Comme la pression d'appui de la pelle est
sensiblement constante pendant la duree du mouvement, grtce au fait
que l'angle d'attaque de ladite pelle est maintenu constant, on
obtient un mouvement sensiblement rectiligne de ladite pelle 10. Il
faut aussi tenir compte du fait que, lors de la poursuite du
mouvement, l'articulation 16 est deplacee,par l'ecartement du bras
principal 12, vers l'extremite de la zone de travail 20. Le mouvement
rectiligne est ainsi obtenu avec une tres bonne approximation.
Sur la figure 2, on a en outre indique des commutateurs actionnes par
relais, 40a, 4ob et 40c, qui permettent la mise en circuit de la
regulation automatique, ou bien sa mise hors circuit, lorsque
l'actionnement des cylindres doit avoir lieu a nouveau manuellement
par l'intermediaire des valves a plusieurs voies, 15c et 19e, du type
courant.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1. Dispositif de commande pour une pelleteuse, actionnee
hydrauliquesent,et comportant un bras principal, actionne lui-m8me par
au moins un cylindre de relevage, un bras pivotant, articule sur le
bras principal, et actionne par un cylindre de pivotement, et un
outil, notamment une pelle, qui est articulee sur le bras pivotant et
qui peut titre actionnee par un cylindre de commande de la pelle, des
valves a plusieurs voies, et a commande manuelle, etant prevues dans
tous les circuits du fluide hydraulique de tous les cylindres,
dispositif caracterise par le fait qu'il comporte, pour permettre a
l'outil d'executer nn mouvement en suivant une droite, pendant le
mouvement de pivotement du bras pivotant, un dispositif transmetteur
pour le cylindre de commande (19) de la pelle, qui maintient constant
l'angle d'attaque de l'outil par rapport i la droite desiree
(20),ainsi qu'un dispositif de contr8le de la pression dans le
cylindre de relevage (15), ce dispositif maintenant constante la
pression dans ledit cylindre de relevage.
2. Dispositif de commande selon la revendication 1, caracterise par le
fait que le dispositif transmetteur pour maintenir constant l'angle
d'attaque est un transmetteur de position, qui est dispose sur
l'outil, et place sous la dependance de sa position.
3. Dispositif de commande selon la revendication 2, caracterise par le
fait que le transmetteur de position est un capteur a pendule (25).
4. Dispositif de commande selon la revendication 3, caracterise par le
fait que le capteur and BR less than pendule (25) est connecte a un
circuit electrique, pour constituer un transmetteur de valeur
instantanee, et que la valeur i rmsygne de l'angle d'attaque peut
titre reglee sur un potentiometre (28).
5. Dispositif de commande selon la revendication 4, caracterise par le
fait qu'une grandeur de reglage est formee a partir de la comparaison,
dans un etage comparateur (27),de la valeur instantanee avec la valeur
de consigne, et que ladite grandeur de reglage est transmise a une
valve a plusieurs voies, a commande magnetique, qui commande les
circuits du fluide hydraulique aboutissant au cylindre (19) de
commande de la pelle.
6. Dispositif de commande selon la revendication 5, caracterise par le
fait que la valve a plusieurs voies est une valve i action
proportionnelle (51).
7. Dispositif de commande selon la revendication 1, caracterise par le
fait que le dispositif transmetteur destine a maintenir constant
l'angle d'attaque, est un transmetteur qui est relie au cylindre (19)
de commande de la pelle, et place sous la dependance du chemin
parcouru, et que le mouvement dudit cylindre de commande de la pelle
est regle en fonction du chemin parcouru par l'outil suivant la droite
desiree.
8. Dispositif de commande selon la revendication 7, caracterise par le
fait que le cylindre de commande de la pelle peut etre actionne en
fonction du pivotement du bras pivotant (
9. Dispositif selon la revendication 7, caracterise par le fait que le
cylindre de commande de la pelle peut titre actionne en fonction du
pivotement du bras pivotant (11) et du bras principal (12).
10. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications 1
a 9, caracterise par le fait que le cylindre de relevage (15) est
maintenu en position flottante par l'intermediaire d'une soupape taree
(33), et que ladite soupape taree peut etre reglee sur une pression
maximale predeterminee.
11. Dispositif de commande selon la revendication 10, caracterise par
le fait que la soupape taree (33) est une soupape taree a reglage
electronique, dont la pression maximale peut titre ajustee a l'aide
d'un potentiometre (37).
12. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications I
a 11, caracterise par le fait que la soupape taree (33) et la soupape
a action proportionnelle (31) sont montees en parallele sur les valves
a plusieurs voies (15c, 19c) de la commande de la pelleteuse, et que
le montage electrique pour commander la soupape taree et la soupape a
action proportionnelle peut etre active a l'aide de commutateurs a
relais (40a, 40b, 40c).
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