CH635886A5 - Dispositif d'alimentation et de commande a distance pour une pluralite de recepteurs hydrauliques disposes sur un meme engin. - Google Patents

Description

L'invention se rapporte à un dispositif d'alimentation et de commande à distance pour une pluralité de récepteurs hydrauliques, tels que vérins, moteurs ou mécanismes de percussion hydrauliques, disposés sur un même engin, notamment un engin utilisé dans l'exploitation des mines ou un engin de travaux publics.

Dans les engins de ce genre, tels que les appareils de forage et les pelles hydrauliques, l'alimentation des différents récepteurs hydrauliques, généralement portés par un même bras articulé, est réalisée par un ensemble de flexibles. Chaque récepteur est alimenté par deux flexibles hydrauliques, l'un pour l'aller et l'autre pour le retour du fluide, de sorte que, sur les engins à récepteurs multiples, il est nécessaire de prévoir un faisceau comprenant un nombre élevé de flexibles.

A titre d'exemple, la flg. 1 représente, de façon schématique, un dispositif connu de ce type appliqué à une glissière de forage 1 portant divers récepteurs tels que des vérins hydrauliques 2, 3, 4 et un moteur hydraulique 5. Chaque récepteur est relié par deux flexibles 6, 7 à un distributeur hydraulique correspondant 8, placé sur le châssis roulant de l'appareil de forage. Les récepteurs sont répartis en plusieurs groupes, correspondant à plusieurs groupes de distributeurs 8 dont l'alimentation est effectuée à partir de pompes distinctes, la fìg. 1 correspondant au cas, pris pour exemple, de deux groupes de distributeurs alimentés respectivement par deux pompes 9 et 10. Un conduit de retour commun 11 relie tous les distributeurs au réservoir. La liaison hydraulique entre le châssis de l'appareil et la glissière 1, schématisée par un trait unique 12, comprend en réalité 2-n flexibles hydrauliques si n représente le nombre total de récepteurs (sans compter les flexibles éventuels pour le retour direct des fuites au réservoir).

Ce faisceau de flexibles multiples constitue un inconvénient dans l'utilisation de l'engin, puisque les flexibles sont sujets à des torsions, des accrochages, des usures, des ruptures, etc., et que les incidents d'exploitation sont d'autant plus fréquents que les flexibles sont nombreux.

Ces nombreux flexibles ont, comme inconvénients supplémentaires, un poids et un encombrement importants, ainsi qu'un coût élevé; le volume considérable occupé par les flexibles rend difficilement accessibles certains organes de l'engin.

En se référant de nouveau à la flg. 1, il est ici également rappelé que, dans le cas où les distributeurs 8 ne sont pas commandés directement, de façon manuelle, il est déjà connu de réaliser, pour le genre d'engins considéré, un circuit de télécommande électrique par câble, comprenant un boîtier de télécommande 13 relié, par l'intermédiaire d'un câble multiconducteur 14, à un boîtier de raccordement 15, lui-même relié par des fils 16 aux électro-aimants des différents distributeurs 8.

L'invention vise à fournir un dispositif d'alimentation d'une pluralité de récepteurs hydrauliques qui ne nécessite plus un nombre élevé de flexibles de liaison hydrauliques, de sorte que les inconvénients précédemment signalés seront éliminés, tout en étant compatible avec une commande à distance centralisée, par des moyens électriques.

A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'alimentation et de commande à distance pour une pluralité de récepteurs hydrauliques, tels que vérins, moteurs ou mécanismes de percussion hydrauliques, disposés sur un même engin, dans lequel: une électrovalve hydraulique est montée sur l'engin à proximité de chaque récepteur, ou intégrée dans ce récepteur; tous les récepteurs sont alimentés par seulement deux conduits hydrauliques communs, l'un d'aller et l'autre de retour, passant par les différentes électrovalves; toutes les électrovalves sont commandées à distance au moyen d'un câble électrique commun, avec un conducteur simple ou multiple aboutissant aux différentes électrovalves.

L'invention consiste ainsi à brancher des électrovalves sur deux conduits hydrauliques communs, ces électrovalves alimentant des récepteurs respectifs placés à proximité immédiate, ce qui permet de diminuer considérablement le nombre des flexibles hydrauliques et, plus généralement, des liaisons hydrauliques, puisque ce nombre se trouve ramené à deux quel que soit le nombre total des récepteurs. Cette simplification diminue fortement la fréquence des incidents d'exploitation (accrochages, ruptures, etc.) et réduit le poids et le volume des liaisons hydrauliques, donc permet à la fois une diminution de leur coût et une meilleure accessibilité aux organes de l'engin; le poste de conduite de l'engin est ainsi rendu plus « aéré », et la maintenance de l'engin se trouve facilitée. Un autre avantage de ce dispositif est la diminution du temps de réponse des récepteurs à un ordre de commande. En effet, les électrovalves étant disposées à proximité des récepteurs, et étant branchées sur des conduits hy5

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drauliques dont le conduit d'aller peut être mis en pression de façon permanente, provoquent une mise en marche immédiate des récepteurs, alors que dans les systèmes actuels il existe un certain temps de réponse dû à la mise en pression préalable des flexibles. Par ailleurs, le dispositif d'alimentation objet de l'invention permet de n'avoir qu'une seule pompe d'alimentation, tout en offrant les mêmes possibilités d'utilisation hydraulique, en particulier la possibilité de commander simultanément plusieurs récepteurs, en choisissant un type convenable d'électrovalves.

Le dispositif d'alimentation précédemment défini peut être combiné avec une télécommande selon le principe de la fig. 1, c'est-à-dire avec un ensemble de fils électriques tels que les fils 16, aboutissant aux différentes électrovalves qui sont alors commandées de façon indépendante. Dans le cas où l'engin est utilisé en atmosphère normale, cette liaison électrique avec les différentes électrovalves est assez facilement réalisable au moyen d'un câble multiconducteur, regroupant tous les fils, encore que les dimensions de ce câble deviennent importantes si le nombre de récepteurs à alimenter est élevé.

Par contre, dans le cas d'un engin travaillant en atmosphère explosive, ce qui est quelquefois le cas des engins d'exploitation des mines, la solution qui vient d'être précédemment envisagée n'est pas toujours acceptable. Cette solution avec câble multiconducteur, et avec commande indépendante des différentes électrovalves, reste applicable si l'on utilise un niveau de puissance électrique faible, compatible avec les normes relatives à la sécurité intrinsèque; dans ce cas, un étage d'amplification hydraulique est simplement à prévoir sur chaque électrovalve. Au contraire, si la sécurité intrinsèque n'est pas assurée, les fils de liaison devraient être contrôlés individuellement, ce qui conduirait à remplacer le câble multiconducteur par un ensemble de câbles. Ainsi, le faisceau de flexibles hydrauliques pourrait être effectivement supprimé, mais il y aurait, à la place, un faisceau de câbles électriques, encombrants et évidemment exposés aux mêmes risques de torsion, d'accrochage, etc., de sorte que l'on ne tirerait pratiquement aucun avantage de cette substitution.

Par ailleurs, dans le circuit de télécommande connu illustré par la fig. 1, le câble multiconducteur 14, qui relie le boîtier de télécommande 13 au boîtier de raccordement 15, est de dimensions importantes, donc de poids élevé, si le nombre de récepteurs à commander est grand. Dans ce cas, l'opérateur qui porte le boîtier a des difficultés de déplacement.

Pour éliminer ces inconvénients, il est prévu, selon une forme de réalisation de l'invention, des moyens situés à distance des récepteurs et aptes à convertir les ordres de commande des différents récepteurs en signaux codés, transmis sur un conducteur électrique commun simple ou multiple, aboutissant à toutes les électrovalves, chaque électrovalve étant associée à un circuit décodeur de signaux, apte à exciter la bobine de l'électrovalve seulement lors de l'émission d'un signal désignant le récepteur hydraulique correspondant à cette électrovalve.

Grâce à ce système de codage des ordres de commande des récepteurs, le dispositif objet de l'invention reste utilisable dans tous les cas en atmosphère explosive, dans de bonnes conditions de sécurité, sans que cela n'entraîne une complication du câblage électrique. Le choix d'un système de codage peut aussi supprimer la nécessité d'un câble multiconducteur aboutissant au boîtier de télécommande.

Le dispositif selon l'invention est compatible non seulement avec une commande à distance par câble, mais aussi avec une commande à distance par radio:

— dans le premier cas, un boîtier de télécommande avec codeur est relié par un câble à un récepteur-analyseur de signaux, d'où part le conducteur électrique commun passant par toutes les électrovalves montées à proximité des récepteurs hydrauliques correspondants;

— dans le second cas, un boîtier de télécommande par radio, avec émetteur et codeur, est associé à un récepteur-amplificateur de signaux relié par un câble à un récepteur-analyseur de signaux, d'où part le conducteur électrique commun passant par toutes les électrovalves montées à proximité des récepteurs hydrauliques correspondants.

Dans les deux cas, le boîtier de télécommande inclut un générateur de code transposant les ordres de commande des différents récepteurs en signaux codés qui, après mise en forme et amplification par le récepteur-analyseur de signaux, sont transmis par un conducteur simple ou multiple, mais toujours commun, à chaque électrovalve hydraulique. Bien entendu, il convient aussi d'alimenter en puissance les bobines des différentes électrovalves; cela peut être réalisé par un ou plusieurs câbles distincts, mais le dispositif selon l'invention comprend avantageusement un câble unique de liaison avec toutes les électrovalves montées à proximité des récepteurs hydrauliques correspondants, ce câble contenant, d'une part, les conducteurs électriques pour l'alimentation en puissance des bobines des électrovalves et, d'autre part, le conducteur transmettant les signaux codés, ce conducteur étant entouré d'un blindage. Lorsque le dispositif est destiné à un engin fonctionnant en atmosphère explosive, l'ensemble des conducteurs du câble de liaison est entouré, en outre, d'une armure.

Le dessin schématique annexé représente, à titre d'exemples, quelques formes d'exécution de ce dispositif d'alimentation et de commande à distance pour une pluralité de récepteurs hydrauliques disposés sur un même engin:

la fig. 2 est un schéma de principe du dispositif conforme à l'invention, avec indication d'une variante possible;

la fig. 3 montre un mode de réalisation du dispositif selon l'invention, utilisé dans une glissière de forage;

les fig. 4 et 5 sont des vues en section du câble de liaison avec les électrovalves montées sur les récepteurs, dans deux formes d'exécution, et la fig. 6 est une vue de détail de l'une de ces électrovalves, associée à un récepteur.

En se référant à la fig. 2, le dispositif comprend, pour sa partie commande à distance, un boîtier de télécommande 17 relié par un câble 18 à un récepteur-analyseur de signaux 19, lui-même relié par un autre câble électrique 20 à une pluralité d'électrovalves 21.

Chaque électro valve 21 est montée sur le récepteur correspondant, non représenté.

Sur le boîtier de télécommande 17 est prévu un codeur qui transforme les ordres de commande des différents récepteurs en signaux codés, lesquels sont transmis sur le câble 18 jusqu'au récepteur-analyseur 19 dont les fonctions sont:

— la mise en forme et l'amplification des signaux, avant leur envoi vers les électrovalves 21 ;

— un rôle de bloc logique d'exploitation, contenant toutes les sécurités et interdictions nécessaires;

— la programmation éventuelle de séquences automatiques.

Chaque électrovalve 21 comprend un circuit décodeur des signaux transmis sur le câble 20, ce circuit fonctionnant de manière à exciter la bobine de l'électrovalve seulement lors de l'émission d'un signal désignant le récepteur hydraulique associé à cette électrovalve.

Deux conduits hydrauliques 22 et 23, l'un d'aller et l'autre de retour, alimentent l'ensemble des récepteurs, les électrovalves 21 étant toutes branchées sur ces conduits 22 et 23.

Dans une variante, le boîtier de télécommande 17 avec codeur, relié par un câble 18 au récepteur-analyseur de signaux 19, est remplacé par un boîtier de télécommande par radio 24, ayant toujours la même fonction de codage des ordres de commande des différents récepteurs. Ce boîtier de télécommande 24 combine ainsi un émetteur et un codeur, et il est associé à un récepteur-amplificateur de signaux 25, lui-même relié par un câble 26 au récepteur-analyseur de signaux 19.

La fig. 3 montre comment ce dispositif est applicable à une glissière de forage 1 montée sur un bras articulé (non représenté)

portant divers récepteurs hydrauliques tels que ceux indiqués en 2, 3, 4 et 5. Une électro valve 21 est montée directement sur chaque récepteur 2 à 5, et toutes les électrovalves 21 sont alimentées par deux conduits hydrauliques communs 22 et 23 qui relient le châssis de l'engin à la glissière 1. Une pompe unique 27 alimente le conduit d'aller 22. Le dispositif de la fig. 3 comprend encore une télécom5

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mande par câble 18, à partir d'un boîtier 17, le récepteur-analyseur de signaux 19 étant relié par un câble unique 20 à toutes les électrovalves 21 montées sur les récepteurs.

Il en résulte que la liaison schématisée en 28 entre le châssis de l'appareil et la glissière 1 comprend seulement deux flexibles hydrauliques, correspondant aux conduits 22 et 23, et un câble unique 20. Le nombre des flexibles hydrauliques est par conséquent très fortement diminué, en comparaison avec le système connu rappelé par la fig. 1. De plus, la réduction du nombre de flexibles n'a en aucun cas pour contrepartie une augmentation importante de la section des flexibles, car, en pratique, on n'alimente qu'un ou deux récepteurs à la fois de sorte que le débit de fluide hydraulique à véhiculer n'est pas augmenté de façon sensible.

Le câble 20 de liaison avec les électrovalves 21a une structure représentée par les fig. 4 et 5. Ce câble contient, d'une part, les conducteurs 29 et 30, au nombre de deux, nécessaires à l'alimentation en puissance des bobines des électrovalves et, d'autre part, le conducteur 31 transmettant les signaux codés, qui dans l'exemple considéré est un conducteur simple.

Dans le cas d'un engin fonctionnant en atmosphère normale, la section du câble 20 est celle visible sur la fig. 4: les conducteurs d'alimentation 29 et 30 sont simplement noyés dans l'isolant du câble, et seul le conducteur de transmission des signaux 31 est entouré d'un blindage 32, lequel est nécessaire pour éviter les parasites.

Dans le cas d'un engin fonctionnant en atmosphère explosive, la section du câble 20 est celle visible sur la fig. 5: non seulement le conducteur de transmission 31 est entouré d'un blindage 32, mais encore l'ensemble des trois conducteurs 29, 30 et 31 est entouré d'une armure 33 servant à la surveillance du câble. Dans le cas d'application ici considéré, il convient également de prévoir un boîtier de télécommande 17 (ou 24) de sécurité intrinsèque, un coffret antidé-5 flagrant pour le récepteur-analyseur de signaux 19 (éventuellement aussi pour le récepteur-amplificateur 25), ainsi que des boîtiers anti-déflagrants pour les parties électriques de chaque électrovalve 21, avec des presse-étoupe antidéflagrants pour les différentes sorties de câbles.

io La fig. 6 représente le détail de l'une des électrovalves 21 montée sur un récepteur hydraulique 2, 3 ou 4, représenté comme étant un vérin. L'élèctrovalve 21 est intercalée sur les deux conduits hydrauliques 22 et 23 et sur le câble électrique 20, dont des tronçons sont représentés. Elle comprend notamment un décodeur de signaux 34, 15 associé à un relais de commande de la bobine.

Dans une variante non représentée, le conducteur simple 31, destiné à véhiculer un code formé par une succession de signaux unitaires, peut être remplacé par un conducteur multiple pour l'envoi d'un code formé de signaux unitaires simultanés transmis en paral-20 lèle, qui se combinent pour désigner chacun des récepteurs. Quant aux électrovalves 21 montées sur les récepteurs correspondants dans les exemples décrits, elles peuvent être aussi intégrées dans ces récepteurs, si l'on donne à ceux-ci une construction spéciale.

Les applications de l'invention s'étendent en particulier aux 25 domaines suivants: engins utilisés dans les mines, engins de travaux publics, engins de manutention à récepteurs hydrauliques plus ou moins nombreux pouvant être des vérins, des moteurs ou des mécanismes de percussion.

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2 feuilles dessins

Claims (7)

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1. Dispositif d'alimentation et de commande à distance pour une pluralité de récepteurs hydrauliques disposés sur un même engin, caractérisé en ce qu'une électrovalve hydraulique (21) est montée sur l'engin à proximité de chaque récepteur (2 à 5), ou intégrée dans ce récepteur, en ce que tous les récepteurs (2 à 5) sont alimentés par seulement deux conduits hydrauliques communs (22, 23), l'un d'aller et l'autre de retour, passant par les différentes électrovalves (21), et en ce que toutes les électrovalves (21) sont commandées à distance au moyen d'un câble électrique commun (20), avec un conducteur simple ou multiple aboutissant aux différentes électrovalves (21).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu, à distance des récepteurs (2 à 5), des moyens (17,24) aptes à convertir les ordres de commande des différents récepteurs (2 à 5) en signaux codés, transmis sur un conducteur électrique commun (20), simple ou multiple, aboutissant à toutes les électrovalves (21),

chaque électrovalve (21) étant associée à un circuit décodeur de signaux (34), apte à exciter la bobine de l'électrovalve seulement lors de l'émission d'un signal désignant le récepteur hydraulique (2 à 5) correspondant à cette électrovalve (21).

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REVENDICATIONS

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier de télécommande (17) avec codeur relié par un câble (18) à un récepteur-analyseur de signaux (19), d'où part le conducteur électrique commun (20) passant par toutes les électrovalves (21) montées à proximité des récepteurs hydrauliques correspondants (2 à 5).

4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier de télécommande par radio (24), avec émetteur et codeur, associé à un récepteur-amplificateur de signaux (25) relié par un fil (26) à un récepteur-analyseur de signaux (19), d'où part le conducteur électrique commun (20) passant par toutes les électrovalves (21 ) montées à proximité des récepteurs hydrauliques correspondants (2 à 5).

5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un câble unique (20) de liaison avec toutes les électrovalves (21) montées à proximité des récepteurs hydrauliques correspondants (2 à 5), ce câble (20) contenant, d'une part, les conducteurs électriques (29, 30) pour l'alimentation en puissance des bobines des électrovalves (21) et, d'autre part, le conducteur (31), simple ou multiple, transmettant les signaux codés, ce conducteur étant entouré d'un blindage (32).

6. Dispositif selon la revendication 5, destiné à un engin fonctionnant en atmosphère explosive, caractérisé en ce que l'ensemble des conducteurs (29,30,31) du câble de liaison (20) est entouré, en outre, d'une armure (33).

7. Utilisation du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans une glissière de forage montée sur un bras articulé et portant divers récepteurs hydrauliques, caractérisée en ce qu'une électrovalve (21) est montée sur chaque récepteur (2 à 5) porté par la glissière (1), ou intégrée à ce récepteur, et en ce que la liaison hydraulique entre le châssis de l'engin et la glissière (1) comprend seulement deux flexibles (22, 23).