WO2023214126A1 - Systeme hydraulique ameliore pour la generation de vibrations - Google Patents

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WO2023214126A1
WO2023214126A1 PCT/FR2023/000063 FR2023000063W WO2023214126A1 WO 2023214126 A1 WO2023214126 A1 WO 2023214126A1 FR 2023000063 W FR2023000063 W FR 2023000063W WO 2023214126 A1 WO2023214126 A1 WO 2023214126A1
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hydraulic
pressure
hydraulic circuit
motor
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English (en)
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Jean Heren
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Poclain Hydraulics Industrie
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/18—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency wherein the vibrator is actuated by pressure fluid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/10—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy
    • B06B1/16—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy operating with systems involving rotary unbalanced masses
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/22—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for consolidating or finishing laid-down unset materials
    • E01C19/23—Rollers therefor; Such rollers usable also for compacting soil
    • E01C19/28—Vibrated rollers or rollers subjected to impacts, e.g. hammering blows

Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic circuit for generating vibrations, particularly for an electric compactor.
  • the kinetic energy of the rotating masses is usually dissipated into heat via a calibrated valve on which the flow of the hydraulic motors then operating as a pump is based, in order to obtain a rapid stopping of the vibrating masses.
  • Document W02015/094023 presents an open loop system aimed in particular at minimizing losses.
  • the proposed system is based on controlling the displacement of the hydraulic motors and on the addition of hydraulic accumulators replacing the hydraulic pump during start-up.
  • such a structure is restrictive, particularly in terms of size and mass.
  • such a system causes significant losses through a relief valve.
  • the present invention thus aims to respond at least partially to these problems.
  • the present invention thus relates to a hydraulic circuit for generating vibration within a compactor comprising:
  • the hydraulic circuit is a closed loop hydraulic circuit
  • the hydraulic circuit includes a controller adapted to control the electric motor so that the pressure within the hydraulic circuit remains lower than the setting pressure of the calibrated discharge member.
  • the controller controls the motor below a maximum admissible acceleration limit. According to one example, the controller controls the motor so that the pressure within the hydraulic circuit remains 5% lower or 10% lower than the setting pressure of the calibrated discharge member.
  • the controller controls the motor following a constant acceleration law until reaching a target vibration frequency or a target rotation speed of the vibrating elements.
  • the pressure within the hydraulic circuit is maximized while remaining lower than the setting pressure of the calibrated discharge member so that the calibrated discharge member is maintained in a non-passing configuration .
  • the hydraulic pump has two orifices defining an intake and a discharge according to the direction of rotation of the hydraulic pump, and in which the calibrated discharge member comprises two valves calibrated at the same setting pressure, of so that each orifice of the hydraulic pump is connected to a booster circuit.
  • the electric motor, the hydraulic pump and said at least one hydraulic motor are reversible, so as to perform a current generator function by the electric motor during a deceleration phase of the rotation of the vibrating element.
  • the present invention also relates to a compactor comprising:
  • a vibrating element comprising a mass eccentric with respect to the roller, adapted to generate vibrations of the roller, - a hydraulic circuit as defined previously, adapted to drive the vibrating element, in which the controller is configured so as to control the hydraulic circuit so that the vibrating element is driven in the same direction of rotation as the roller .
  • the compactor comprises two rollers and two vibrating elements, each vibrating element being associated with a roller.
  • Such a compactor is usually referred to as a tandem compactor.
  • the present invention further relates to a method of controlling a hydraulic circuit for generating vibration within a compactor, said hydraulic circuit comprising:
  • At least one hydraulic motor powered by the hydraulic pump via a closed loop hydraulic circuit, said hydraulic motor being adapted to rotate a vibrating element
  • a calibrated discharge member connecting the hydraulic circuit to a reservoir, said discharge member passing when the pressure is greater than or equal to a setting pressure, the method being characterized in that for the commissioning of the circuit, we controls the electric motor by means of a computer, so that the pressure in the hydraulic circuit remains lower than the setting pressure of the discharge member.
  • the motor is controlled so that the pressure within the hydraulic circuit remains 5% lower or 10% lower than the setting pressure of the calibrated discharge member.
  • the rotation of the vibrating element is controlled so that it is driven in the same direction of rotation as the moving members of the compactor.
  • the electric motor when the circuit is put into service, the electric motor is controlled so that it presents a constant acceleration until it reaches a set speed.
  • the circuit is commissioned while maintaining a constant forward speed of the compactor.
  • the hydraulic circuit rotates the electric motor so that the electric motor generates an electric current so as to charge a current storage means.
  • the electric motor when stopping the circuit, the electric motor is controlled so that it presents a constant deceleration until reaching zero speed.
  • Figure 1 is a schematic representation of a circuit according to one aspect of the present invention.
  • Figure 2 is a schematic representation of a portion of the circuit shown in Figure 1.
  • Figure 3 is a graph which represents the evolution of circuit parameters during its use.
  • the circuit as presented in these figures comprises a traction circuit 100 and a vibration circuit 200.
  • the traction circuit 100 comprises a primary motor Ml associated with a hydraulic pump 110.
  • the hydraulic pump 110 is connected to two hydraulic motors 120 and 130 adapted to rotate the movement members of a vehicle or machine, respectively 125 and 135, for example balls or rollers.
  • the nature of the movement members varies depending on the nature of the machine, in particular whether it is a simple compactor, therefore with a single roller and an axle fitted with wheels, or a tandem compactor with two rollers.
  • the primary motor Ml rotates the hydraulic pump 110 so as to deliver a flow rate.
  • the hydraulic pump 110 thus supplies the hydraulic motors 120 and 130, which generate a torque to drive the movement members 125 and 135 in rotation.
  • the traction circuit 100 is here a closed loop hydraulic circuit.
  • the vibration circuit 200 comprises a primary motor M2 associated with a hydraulic pump 210.
  • the hydraulic pump 210 is connected to two hydraulic motors 220 and 230 adapted to rotate elements adapted to generate vibrations, for example masses eccentric.
  • the vibration circuit 200 thus comprises two hydraulic motors 220 and 230 adapted to rotate two vibrating elements, respectively 225 and 235, which typically corresponds to a tandem compactor comprising two rollers.
  • the vibration circuit 200 can then include only a single hydraulic motor rotating a single vibrating element.
  • a bypass valve 240 is mounted in parallel with the hydraulic motor 230, which thus makes it possible to activate either the two hydraulic motors 220 and 230, or only the hydraulic motor 220.
  • the vibration circuit 200 is here a closed loop hydraulic circuit.
  • the primary motor M2 rotates the hydraulic pump 210 so as to deliver a flow rate.
  • the hydraulic pump 210 thus powers the hydraulic motors 220 and 230, which generate a torque to cause the vibrating elements 225 and 235 to rotate and thus generate vibrations.
  • the system also includes a booster circuit 300, adapted to deliver a booster pressure via a booster pump 310.
  • the booster circuit 300 is typically an open circuit. It delivers pressure via the boost pump 310, this boost pressure being used in particular to provide boost in the low pressure pipe of the traction circuit 100 and the vibration circuit 200, but it can also be used for controlling the a brake 320 or to apply pilot pressures.
  • the boost circuit 300 is thus connected to the traction circuit 100 via a safety block 150 and to the vibration circuit 200 via a safety block 250.
  • Each of these safety blocks performs a boost and prevention function. overpressure.
  • Each feeding member 152 and 252 typically comprises a or several non-return valves and calibrated valves forming pressure limiters adapted to provide boosting to the inlet of the associated hydraulic pump 110 or 210, as well as overpressure protection.
  • each safety block 150 and 250 thus ensures a minimum pressure in the traction circuit 100 and the vibration circuit 200 via the booster member 152 and 252 as soon as the booster pump 310 is actuated, and produces a pressure relief when the pressure in one of these circuits 100 or 200 exceeds a setting value via the relief member 154 and 254.
  • the relief member 154 associated with the traction circuit 100 can be calibrated at a pressure of the order of 350 bar
  • the discharge member 254 associated with the vibration circuit 200 can be calibrated at a pressure of the order of 210 bar.
  • Each discharge member 154 and 254 typically comprises a valve or calibrated valve, configured so as to produce an escape of fluid towards the reservoir R as soon as the pressure in one of the pipes of the associated circuit exceeds the threshold setting value.
  • the calibration value of each calibration member 154 and 254 is typically defined as a function of the admissible pressures by the different components of the hydraulic circuits 100 and 200, in particular as a function of the maximum pressures admissible by the hydraulic motors 120, 130, 220 and 230.
  • Figure 2 details an example of the structure of the safety block 250 of the vibration circuit 200.
  • the safety block 150 of the traction circuit 100 may have an identical or distinct structure.
  • the safety block 250 as shown comprises two calibrated valves 256 and 258 each mounted in parallel with a calibrated non-return valve, respectively 257 and 259.
  • the calibrated non-return valves 257 and 259 form the feed member 252 and make it possible to feed the vibration circuit 200 from the feed circuit 300.
  • the calibrated valves 256 and 258, or pressure limiters, form the discharge member 254 and allow fluid to escape from the vibration circuit 200 to the reservoir R via the booster circuit 300 when the pressure in one of the pipes of the vibration circuit 200 exceeds a predetermined threshold value, which is here defined by the setting pressure of the set valves 256 and 258.
  • the boost circuit 300 includes a calibrated valve 330 upstream of the safety blocks 150 and 250, which allows, where appropriate, the pressure applied to the brake 320 to be defined.
  • the brake 320 can be connected to the wheels.
  • a brake 320 is incorporated into each motor 125 and 135.
  • the brake may be a negative brake which applies in the absence of control pressure, and which releases when pressure is applied.
  • the booster circuit 300 is connected to a tank R via two calibrated valves 340 and 345 mounted in series, downstream of the calibrated valve 330 and in parallel with the exchange blocks 150 and 250.
  • An exchange block 350 is typically interposed between the two calibrated valves 340 and 345.
  • the calibrated valve 345 can be integrated into the exchange block 350.
  • the exchange block 350 typically contains a selector for the lower of the two pressures among the two lines of the traction circuit 100, and a selector of the lower of the two pressures among the two lines of the vibration circuit 200, and produces a calibrated leak from the lower pressure branch of each of these circuits to renew the oil towards the reservoir.
  • the calibrated valve 345 is placed on the outlet line of the lowest pressure selector. When oil leaves through the exchange block 350, an equal quantity of oil arrives through the safety block 250, via the charge valves 257 or 259. The minimum pressure in the lines of the closed loop is therefore defined by calibrating the outlet valves of the exchange blocks.
  • the calibration of the two calibrated valves 340 and 345 defines the boost pressure applied via the exchange blocks 150 and 250 to the traction circuit 100 and to the vibration circuit 200.
  • the boost pressure during operation of the system will be of the order of 5 bar, this is that is to say 4 bar to which we add the calibration of the booster member 152 or 252, typically of the order of 0.5 bar, as well as the different pressure losses of the circuit which are for example also of the order of 0.5 bar.
  • charge pressures of the order of 10 to 20 bar depending on the needs and the choice of components.
  • the valve 340 operates if the pumps 110 and 210 are not activated. In this case the exchange blocks are not activated because there is no pressure difference between the lines of the closed loop circuits.
  • the valve 345 produces an oil outlet forming a pressure limiter on the charge circuit, which joins the tank R via the calibrated valve 345.
  • the charge pressure at this moment is defined by the sum of the settings of the calibrated valves 340 and 345 and the closed loop circuits are filled with oil at this pressure by the valves 152 and 252
  • the exchange block 350 produces an exhaust of fluid from the traction circuit 100 and from the vibration circuit 200 in particular to carry out a renewal of the fluid in the circuits, in particular to ensure filtration and cooling.
  • the setting pressure of the set non-return valve 345 determines the escape of fluid from circuits 100 and 200 and therefore the flow of fluid passing through the exchange block 350.
  • a single valve calibrated 345 calibrates the fluid exhaust for the traction circuit 100 and the vibration circuit 200.
  • an exchange block can be provided for the traction circuit 100 and another exchange block for the vibration circuit 200
  • the calibration of the calibrated valve 345 will impact the boost pressure applied in the traction circuit 100 and in the vibration circuit 200; the drop in pressure caused by the escape of oil in the low pressure line of each of these circuits will be compensated by the boost.
  • the system as proposed comprises a controller 400, typically a computer or an electronic control unit commonly referred to by the acronym in English “ECU”.
  • a controller 400 typically a computer or an electronic control unit commonly referred to by the acronym in English “ECU”.
  • the controller 400 is typically configured so that the vibrating elements 225 and 235 are driven in the same direction of rotation as the movement members 125 and 135, which reduces energy consumption and limits friction. Indeed, in the case where the vibrating elements are rotating masses placed inside the cylinders of the compactor and are suspended in the cylinders by bearings or bearings, the relative speed of the bearing tracks will be lower if the elements vibrators rotate in the same direction as the compactor cylinder. Furthermore, the friction of the bearings will be oriented in such a way that they contribute to the advancement of the vehicle.
  • the primary motor M2 of the vibration circuit 200 is an electric motor.
  • the primary motor Ml of the traction circuit 100 can also be an electric motor.
  • the controller 400 is configured so as to control the primary motor M2 of the vibration circuit 200, which is an electric motor, so as to drive the pump 210 in rotation but while maintaining a pressure in the vibration circuit 200 lower than the setting pressure of the discharge member 252.
  • the speed of movement of the associated compactor can then for example be kept constant.
  • the system as proposed thus combines the primary electric motor M2 and its control by the controller 400 in order to achieve a progressive increase in the rotation speed of the primary motor M2, therefore the driving speed of the hydraulic pump 210.
  • the hydraulic pump 210 of the vibration circuit 200 being a pump with fixed displacement, the increase in its driving speed leads to an increase of the flow rate it delivers, and therefore the flow rate delivered to the hydraulic motors 220 and 230.
  • This progressive increase in the rotation speed when the vibration circuit 200 is put into service thus allows a progressive increase in the flow rate delivered by the hydraulic pump 210 in the vibration circuit 200 and therefore avoids a pressure peak during operation. commissioning, unlike previous systems in which the pressure increases sharply upon commissioning as indicated in the introduction. Thus, the discharge member 252 is not actuated, which therefore avoids power losses when putting the vibration circuit 200 into service.
  • Knowing the inertia of the elements to be driven it is possible, for example, to control the motor electrical so as to follow an acceleration law such that the pressure of the vibration circuit 200 is maximum but below the setting value of the discharge member 254, for example 10% or 5% lower than the setting value of the discharge member 254. In this way, the acceleration is as high as possible, and the vibrating elements are launched at the required speed as quickly as possible, without opening the discharge member 254.
  • the controller 400 controls the motor below a maximum admissible acceleration limit.
  • the pressure being directly proportional to the acceleration of the mass to be driven, by controlling the motor below a certain torque, or by not exceeding a pre-established speed law, determined according to the inertia of the mass to be driven , we do not exceed the maximum admissible pressure, and we do not open the calibrated valves 256 and 258.
  • the controller 400 controls the motor following a constant acceleration law until reaching the desired vibration frequency or the desired rotation speed for the vibrating elements. In particular, by controlling the torque or speed of the electric motor M2 to be permanently at the maximum admissible acceleration, the fastest launching of the vibrating elements is obtained. When the speed required for the chosen vibration frequency is reached, the motor M2 is controlled at a constant speed.
  • the controller 400 thus carries out current regulation of the primary electric motor M2 of the vibration circuit 200, in particular by modulating the control of the primary motor M2 as a function of the power consumed by the latter at each instant.
  • the control carried out by the controller 400 is typically carried out as a function of information and instructions applied by a user, in particular the desired movement speed and the desired vibration frequency.
  • the controller 400 is typically configured so as to control the primary motor M2 when stopping the vibration circuit 200 to achieve a progressive stop of the primary motor M2, which results in a progressive cancellation of the flow delivered by the hydraulic pump 210 and therefore a progressive stopping of the hydraulic motors 220 and 230 and the vibrating elements 225 and 235 instead of requiring dissipation of the kinetic energy into heat to achieve the stopping of the vibrating elements.
  • the system as proposed is also reversible, and makes it possible to perform an energy recovery function when stopping the vibration circuit 200 as explained below.
  • primary motor M2 of the vibration circuit 200 can operate as a generator when stopping the vibration circuit 200.
  • the primary motor M2 is controlled to provide a resistant torque.
  • the vibrating elements 225 and 235 will temporarily continue to rotate due to their inertia. They will thus rotate the hydraulic motors 220 and 230 which will then operate as a hydraulic pump and generate a flow. This flow will power the hydraulic pump 210 which will then operate as a hydraulic motor and rotate the shaft of the primary motor M2, which will then perform an electric generator function making it possible to charge a current storage means 450, for example accumulator electrical such as a battery.
  • a current storage means 450 for example accumulator electrical such as a battery.
  • the braking time of the vibrating elements 225 and 235 can be predetermined as a function of their inertia, which thus allows the computer to control the stopping of the vibration circuit 200 so as to obtain the stopping of the vibrations at a desired instant. If necessary, a braking device can be activated to accelerate the stopping of the vibrating elements 225 and 235. Similar to commissioning, the controller 400 controls the primary motor M2 below a maximum admissible deceleration limit. .
  • the pressure being directly proportional to the acceleration of the mass to be driven, by controlling the motor below a certain torque, or by not exceeding a pre-established speed law, determined according to the inertia of the mass to be driven , we do not exceed the maximum admissible pressure, and we do not open the calibrated valves 256 and 258.
  • the controller 400 controls the primary motor M2 so that the pressure in the vibration circuit remains 10% lower or 5% lower than the setting value of the discharge device 254
  • the controller 400 controls the primary motor M2 following a constant deceleration law until it reaches a stop. If the deceleration is the maximum admissible deceleration, the fastest stopping of the vibrating elements in rotation is obtained without opening the valves 256 or 258
  • [0064]0n can calibrate an absolute value of the acceleration different from that of the deceleration depending on the needs.
  • the primary electric motor M2 of the vibration circuit so as to follow a deceleration law such that the pressure of the circuit is maximum but below the value of the discharge member 254. In this way, the deceleration is the as high as possible, and the vibrating elements are braked as quickly as possible, without opening the discharge member 254.
  • the latter is typically controlled by the controller 400, so as to actuate or not the hydraulic motor 230 and therefore to rotate or not the vibrating element 235, which thus makes it possible to modulate the vibrations.
  • Figure 3 presents several curves which illustrate the evolution of different parameters depending on the control as described above.
  • This figure shows an evolution of the acceleration A of the primary motor M2 as a function of time t, an evolution of the rotation speed V of the primary motor M2 as a function of time t, and an evolution of the pressure P within the vibration circuit 200 as a function of time t in the high pressure pipe of the vibration circuit 200.
  • the instant tl designates the sending of a command to activate the vibration circuit 200.
  • the primary motor M2 is then rotated to reach a target speed Vc.
  • the acceleration of the primary motor M2 is typically constant and equal to a maximum admissible acceleration value Amax which makes it possible to maintain a pressure P in the high pressure pipe of the hydraulic circuit strictly lower than the setting pressure Pt of the discharge member 254.
  • the rotation speed V of the primary motor M2 then increases regularly, according to a constant slope.
  • the acceleration becomes zero.
  • the speed is maintained at the target speed Vc, and the pressure in the circuit is established at a substantially constant value making it possible to maintain the speed of rotation while compensating for the various load losses and friction.
  • the instant t3 designates the sending of an instruction to stop the vibration circuit 200.
  • the system then aims to bring the speed to a zero value as quickly as possible.
  • the primary motor M2 is therefore braked, with a constant deceleration equal to a maximum admissible deceleration value, for example -Amax.
  • This maximum admissible deceleration value is dimensioned so that that the pressure in the high pressure line of the vibration circuit 200 remains lower than the setting pressure Pt of the discharge member 254.
  • the low pressure line and the high pressure line are inverted between the acceleration phase and the deceleration phase.
  • the rotation speed of the primary motor M2 then decreases regularly, according to a constant slope, until it stops at time t4.

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Abstract

Circuit hydraulique pour la génération de la vibration au sein d'un compacteur comprenant : - une pompe hydraulique (210) - un moteur électrique (M2) - au moins un moteur hydraulique (220, 230) adapté pour mettre en rotation un élément vibrant (225, 235), - un organe de décharge (254) taré, caractérisé en ce que : - le circuit hydraulique (200) est un circuit hydraulique en boucle fermée - la pompe hydraulique (210) est à cylindrée fixe - le circuit hydraulique (200) comprend un contrôleur (400) adapté pour piloter le moteur électrique (M2) de manière à ce que la pression au sein du circuit hydraulique (200) demeure inférieure à la pression de tarage de l'organe de décharge (254) taré.

Description

SYSTEME HYDRAULIQUE AMELIORE POUR LA GENERATION DE VIBRATIONS
Description
Domaine Technique
[0001] La présente invention concerne un circuit hydraulique pour la génération de vibrations notamment pour un compacteur électrique.
Technique antérieure
[0002] La génération de vibration dans un engin ou un appareil tel qu'un compacteur électrique répond à des contraintes spécifiques, qui conduisent à réaliser des circuits dédiés.
[0003] Les circuits conventionnels pour la génération de vibration emploient communément une pompe hydraulique alimentant un ou plusieurs moteurs hydrauliques pour l'entrainement d'une ou plusieurs masses rotatives excentrées formant un balourd, via un sélecteur du type tout ou rien. Lors de la mise en service, le débit est alors instantanément appliqué aux moteurs hydrauliques. Or, la génération de vibrations étant réalisée au moyen d'une charge générant une forte inertie, la mise en service du générateur de vibration entraine une montée en pression instantanée et un couple qui génère une accélération constante ou quasi constante à pression constante ou quasi constante. Une partie du débit délivré aux moteurs hydrauliques est alors déchargé par une soupape, ce qui implique des pertes de puissance importantes jusqu'à ce que le système atteigne un régime stable de fonctionnement.
[0004] Pour l'arrêt du système, on réalise habituellement une dissipation de l'énergie cinétique des masses en rotation en chaleur via une soupape tarée sur laquelle s'appuie le débit des moteurs hydrauliques fonctionnant alors en pompe, afin d'obtenir un arrêt rapide des masses vibrantes.
[0005] Il est important d'obtenir un lancement rapide, et un arrêt rapide des masses vibrantes pour que le nombre de cycles par unité de longueur parcourue soit le plus constant possible sur une longueur de travail du compacteur, afin de ne pas déformer la surface à compacter. Il est également important d'atteindre les fréquences de travail, pour lesquelles la machine est conçue, en particulier concernant les masses des sous-ensembles soumis à vibration et les raideurs des éléments d'assemblage, afin d'éviter les phénomènes de résonnances non souhaitées des structures de la machine.
[0006] Les circuits conventionnels génèrent donc des pertes ainsi qu'un échauffement important de l'huile du circuit hydraulique, ce qui entraine une perte d'énergie, et une consommation de puissance importante pour son refroidissement. Pour les machines à entrainement électrique en particulier, une perte d'énergie se traduit en une perte d'autonomie.
[0007] Le document W02015/094023 présente un système en boucle ouverte visant notamment à minimiser les pertes. Le système proposé repose sur un contrôle de la cylindrée des moteurs hydrauliques et sur l'ajout d'accumulateurs hydrauliques venant supplanter la pompe hydraulique lors du démarrage. On comprend cependant qu'une telle structure est contraignante notamment en termes d'encombrement et de masse. En outre, un tel système entraine des pertes importantes par une soupape de décharge.
[0008] La présente invention vise ainsi à répondre au moins partiellement à ces problématiques.
Exposé de l'invention
[0009] La présente invention concerne ainsi un circuit hydraulique pour la génération de la vibration au sein d’un compacteur comprenant :
- une pompe hydraulique
- un moteur électrique adapté pour entrainer en rotation la pompe hydraulique,
- au moins un moteur hydraulique alimenté par la pompe hydraulique via un circuit hydraulique, ledit moteur hydraulique étant adapté pour mettre en rotation un élément vibrant,
- un organe de décharge taré, reliant le circuit hydraulique à un réservoir, ledit organe de décharge étant passant lorsque la pression est supérieure ou égale à une pression de tarage, caractérisé en ce que :
- le circuit hydraulique est un circuit hydraulique en boucle fermée
- la pompe hydraulique est à cylindrée fixe
- le circuit hydraulique comprend un contrôleur adapté pour piloter le moteur électrique de manière à ce que la pression au sein du circuit hydraulique demeure inférieure à la pression de tarage de l’organe de décharge taré.
[0010] Selon un exemple, le contrôleur pilote le moteur en dessous d’une limite d’accélération maximale admissible. Selon un exemple, le contrôleur pilote le moteur de manière à ce que la pression au sein du circuit hydraulique demeure inférieure de 5% ou inférieure de 10% à la pression de tarage de l’organe de décharge taré.
[0011] Selon un exemple, le contrôleur pilote le moteur suivant une loi d’accélération constante jusqu’à atteindre une fréquence cible de vibration ou une vitesse cible de rotation des éléments vibrants.
[0012] Selon un exemple, la pression au sein du circuit hydraulique est maximisée tout en demeurant inférieure à la pression de tarage de l’organe de décharge taré de manière à ce que l’organe de décharge taré soit maintenu dans une configuration non passante.
[0013] Selon un exemple, la pompe hydraulique présente deux orifices définissant une admission et un refoulement selon le sens de rotation de la pompe hydraulique, et dans lequel l’organe de décharge taré comprend deux soupapes tarées à une même pression de tarage, de sorte que chaque orifice de la pompe hydraulique est relié à un circuit de gavage.
[0014] Selon un exemple, le moteur électrique, la pompe hydraulique et ledit au moins un moteur hydraulique sont réversibles, de manière à réaliser une fonction de générateur de courant par le moteur électrique lors d’une phase de décélération de la rotation de l’élément vibrant.
[0015] La présente invention concerne également un compacteur comprenant :
- un rouleau entrainé en déplacement par un circuit d’entrainement primaire,
- un élément vibrant comprenant une masse excentrée par rapport au rouleau, adapté pour générer des vibrations du rouleau, - un circuit hydraulique tel que défini précédemment, adapté pour entrainer l’élément vibrant, dans lequel le contrôleur est configuré de manière à piloter le circuit hydraulique de manière à ce que l’élément vibrant soit entrainé dans un même sens de rotation que le rouleau.
[0016] Selon un exemple, le compacteur comprend deux rouleaux et deux éléments vibrants, chaque élément vibrant étant associé à un rouleau. Un tel compacteur est usuellement désigné sous l’appellation de compacteur tandem.
[0017] La présente invention concerne en outre un procédé de pilotage d’un circuit hydraulique pour la génération de la vibration au sein d’un compacteur, ledit circuit hydraulique comprenant :
- une pompe hydraulique
- un moteur électrique adapté pour entrainer en rotation la pompe hydraulique,
- au moins un moteur hydraulique alimenté par la pompe hydraulique via un circuit hydraulique en boucle fermée, ledit moteur hydraulique étant adapté pour mettre en rotation un élément vibrant,
- un organe de décharge taré, reliant le circuit hydraulique à un réservoir, ledit organe de décharge étant passant lorsque la pression est supérieure ou égale à une pression de tarage, le procédé étant caractérisé en ce que pour la mise en service du circuit, on pilote le moteur électrique au moyen d’un calculateur, de manière à ce que la pression dans le circuit hydraulique demeure inférieure à la pression de tarage de l’organe de décharge.
[0018] Selon un exemple, on pilote le moteur de manière à ce que la pression au sein du circuit hydraulique demeure inférieure de 5% ou inférieure de 10% à la pression de tarage de l’organe de décharge taré.
[0019] Selon un exemple, on pilote la mise en rotation de l’élément vibrant de manière à ce qu’il soit entrainé dans un même sens de rotation que des organes de déplacement du compacteur.
[0020] Selon un exemple, lors de la mise en service du circuit, on pilote le moteur électrique de manière à ce qu’il présente une accélération constante jusqu’à atteindre une vitesse de consigne. [0021] Selon un exemple, on réalise la mise en service du circuit en maintenant une vitesse d’avancement constante du compacteur.
[0022] Selon un exemple, lors de l’arrêt du circuit, le circuit hydraulique entraine en rotation le moteur électrique de manière à ce que le moteur électrique génère un courant électrique de manière à charger un moyen de stockage de courant.
[0023] Selon un exemple, lors de l’arrêt du circuit, on pilote le moteur électrique de manière à ce qu’il présente une décélération constante jusqu’à atteindre une vitesse nulle.
Brève description des dessins
[0024] L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée faite ci-après de différents modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs.
[0025] [Fig. 1] La figure 1 est une représentation schématique d'un circuit selon un aspect de la présente invention.
[0026] [Fig. 2] La figure 2 est une représentation schématique d'une portion du circuit présenté sur la figure 1.
[0027] [Fig. 3] La figure 3 est un graphe qui représente l'évolution de paramètres du circuit au cours de son utilisation.
[0028]Sur l'ensemble des figures, les éléments en commun sont repérés par des références numériques identiques.
Description des modes de réalisation
[0029] On décrit ci-après un exemple de réalisation de la présente invention en référence aux figures 1, 2 et 3.
[0030] Le circuit tel que présenté sur ces figures comprend un circuit de traction 100 et un circuit de vibration 200. [0031] Le circuit de traction 100 comprend un moteur primaire Ml associé à une pompe hydraulique 110. La pompe hydraulique 110 est reliée à deux moteurs hydrauliques 120 et 130 adaptés pour entrainer en rotation des organes de déplacement d'un véhicule ou engin, respectivement 125 et 135, par exemple des billes ou rouleaux. La nature des organes de déplacement varie selon la nature de l'engin, notamment s'il l'agit d'un compacteur simple, donc avec un rouleau unique et un essieu muni de roues, ou d'un compacteur tandem avec deux rouleaux. En fonctionnement, le moteur primaire Ml entraine en rotation la pompe hydraulique 110 de manière à délivrer un débit. La pompe hydraulique 110 alimente ainsi les moteurs hydrauliques 120 et 130, qui génèrent un couple pour entrainer les organes de déplacement 125 et 135 en rotation.
[0032] Le circuit de traction 100 est ici un circuit hydraulique en boucle fermée.
[0033] Le circuit de vibration 200 comprend un moteur primaire M2 associé à une pompe hydraulique 210. La pompe hydraulique 210 est reliée à deux moteurs hydrauliques 220 et 230 adaptés pour entrainer en rotation des éléments adaptés pour générer des vibrations, par exemple des masses excentrées.
[0034] Dans l'exemple illustré, le circuit de vibration 200 comprend ainsi deux moteurs hydrauliques 220 et 230 adaptés pour entrainer en rotation deux éléments vibrants, respectivement 225 et 235, ce qui correspond typiquement à un compacteur tandem comprenant deux rouleaux. On comprend que dans le cas d'un compacteur comprenant un unique rouleau, le circuit de vibration 200 peut alors ne comprendre qu'un unique moteur hydraulique entraînant en rotation un unique élément vibrant.
[0035] Dans l'exemple illustré, une valve de bipasse 240 est montée en parallèle du moteur hydraulique 230, ce qui permet ainsi d'activer soit les deux moteurs hydrauliques 220 et 230, soit uniquement le moteur hydraulique 220.
[0036] Le circuit de vibration 200 est ici un circuit hydraulique en boucle fermée.
[0037] En fonctionnement, le moteur primaire M2 entraine en rotation la pompe hydraulique 210 de manière à délivrer un débit. La pompe hydraulique 210 alimente ainsi les moteurs hydrauliques 220 et 230, qui génèrent un couple pour entrainer les éléments vibrants 225 et 235 en rotation et ainsi générer des vibrations.
[0038] Le système comprend également un circuit de gavage 300, adapté pour délivrer une pression de gavage via une pompe de gavage 310. Le circuit de gavage 300 est typiquement un circuit ouvert. Il délivre une pression via la pompe de gavage 310, cette pression de gavage étant notamment employée pour réaliser un gavage dans la conduite basse pression du circuit de traction 100 et du circuit de vibration 200, mais elle peut également être employée pour le pilotage d'un frein 320 ou pour appliquer des pressions de pilotage.
[0039] Le circuit de gavage 300 est ainsi relié au circuit de traction 100 via un bloc de sécurité 150 et au circuit de vibration 200 via un bloc de sécurité 250. Chacun de ces blocs de sécurité réalise une fonction de gavage et de prévention de la surpression. On définit ainsi pour le bloc de sécurité 150 un organe de gavage 152 et un organe de décharge 154, et pour le bloc de sécurité 250 un organe de gavage 252 et un organe de décharge 254. Chaque organe de gavage 152 et 252 comprend typiquement un ou plusieurs clapets anti retour et soupapes tarées formant limiteur de pression adaptés pour réaliser un gavage à l'admission de la pompe hydraulique 110 ou 210 associée, ainsi qu'une protection en surpression.
[0040]Chaque bloc de sécurité 150 et 250 assure ainsi une pression minimale dans le circuit de traction 100 et le circuit de vibration 200 via l'organe de gavage 152 et 252 dès lors que la pompe de gavage 310 est actionnée, et réalise une décharge de pression lorsque la pression dans l'un de ces circuits 100 ou 200 dépasse une valeur de tarage via l'organe de décharge 154 et 254. A titre d'exemple, l'organe de décharge 154 associé au circuit de traction 100 peut être calibré à une pression de l'ordre de 350 bar, et l'organe de décharge 254 associé au circuit de vibration 200 peut être calibré à une pression de l'ordre de 210 bar. Chaque organe de décharge 154 et 254 comprend typiquement une soupape ou valve tarée, configurée de manière à réaliser un échappement de fluide vers le réservoir R dès lors que la pression dans l'une des conduites du circuit associé dépasse la valeur seuil de tarage. La valeur de tarage de chaque organe de tarage 154 et 254 est typiquement définie en fonction des pressions admissibles par les différents composants des circuits hydrauliques 100 et 200, notamment en fonction des pressions maximales admissibles par les moteurs hydrauliques 120, 130, 220 et 230.
[0041] La figure 2 détaille un exemple de structure du bloc de sécurité 250 du circuit de vibration 200. Le bloc de sécurité 150 du circuit de traction 100 peut avoir une structure identique ou distincte.
[0042] Le bloc de sécurité 250 tel que représenté comprend deux soupapes tarées 256 et 258 chacune montée en parallèle d'un clapet anti-retour taré, respectivement 257 et 259.
[0043] Les clapets anti retour tarés 257 et 259 forment l'organe de gavage 252 et permettent de réaliser le gavage du circuit de vibration 200 depuis le circuit de gavage 300. Les soupapes tarées 256 et 258, ou limiteurs de pression, forment l'organe de décharge 254 et permettent de réaliser un échappement de fluide depuis le circuit de vibration 200 vers le réservoir R via le circuit de gavage 300 lorsque la pression dans l'une des conduites du circuit de vibration 200 dépasse une valeur seuil prédéterminée, qui est ici définie par la pression de tarage des soupapes tarées 256 et 258.
[0044] Le circuit de gavage 300 comprend une soupape tarée 330 en amont des blocs de sécurité 150 et 250, qui permet le cas échéant de définir la pression appliquée au frein 320. Le frein 320 peut être relié aux roues. D'une manière typique, un frein 320 est incorporé à chaque moteur 125 et 135. D'une manière typique, le frein peut être un frein négatif qui s'applique en l'absence de pression de commande, et qui se relâche lorsqu'on applique une pression. Le circuit de gavage 300 est relié à un réservoir R via deux soupapes tarées 340 et 345 montés en série, en aval de la soupape tarée 330 et en parallèle des blocs d'échanges 150 et 250. Un bloc d'échange 350 est typiquement interposé entre les deux soupapes tarées 340 et 345. La soupape tarée 345 peut être intégrée au bloc d'échange 350.
[0045] Le bloc d'échange 350 contient typiquement un sélecteur de la plus basse des deux pressions parmi les deux lignes du circuit de traction 100, et un sélecteur de la plus basse des deux pressions parmi les deux lignes du circuit de vibration 200, et réalise une fuite calibrée de la branche à plus basse pression de chacun de ces circuits pour renouveler l'huile en direction du réservoir. La soupape tarée 345 est placée sur la ligne de sortie du sélecteur de plus basse pression. Lorsque de l'huile sort par le bloc d'échange 350, une quantité égale d'huile arrive par le bloc de sécurité 250, via les clapets de gavage 257 ou 259. La pression minimale dans les lignes de la boucle fermée est donc définie par le tarage des clapets de sortie des blocs d'échange. Le tarage des deux soupapes tarées 340 et 345 définit la pression de gavage appliquée via les blocs d'échanges 150 et 250 au circuit de traction 100 et au circuit de vibration 200.
[0046]A titre d'exemple, si on considère que la soupape tarée 345 est tarée à une pression de l'ordre de 4 bar, la pression de gavage lors du fonctionnement du système sera de l'ordre de 5 bar, c'est-à-dire 4 bar auxquels on ajoute le tarage de l'organe de gavage 152 ou 252, typiquement de l'ordre de 0,5 bar, ainsi que les différentes pertes de charge du circuit qui sont par exemple également de l'ordre de 0,5 bar. Cependant, on peut aussi choisir des pressions de gavage de l'ordre de 10 à 20 bar suivant les besoins et le choix des composants.
[0047] Le clapet 340 fonctionne si les pompes 110 et 210 ne sont pas activées. Dans ce cas les blocs d'échange ne sont pas activés car il n'y a pas de différence de pression entre les lignes des circuits en boucle fermée. Le clapet 345 réalise une sortie d'huile formant limiteur de pression sur le circuit de gavage, qui rejoint le réservoir R via la soupape tarée 345. La pression de gavage à ce moment est définie par la somme des tarages des soupapes tarées 340 et 345 et les circuits en boucle fermées sont garnis d'huile à cette pression par les clapets 152 et 252
[0048] Le bloc d'échange 350 réalise un échappement de fluide du circuit de traction 100 et du circuit de vibration 200 afin notamment de réaliser un renouvellement du fluide dans les circuits, en particulier pour en assurer la filtration et le refroidissement. La pression de tarage du clapet anti retour taré 345 détermine l'échappement de fluide des circuits 100 et 200 et donc le débit de fluide traversant le bloc d'échange 350. Dans l'exemple illustré, une unique soupape tarée 345 calibre l'échappement de fluide pour le circuit de traction 100 et le circuit de vibration 200.
[0049]Alternativement, il peut être prévu un bloc d'échange pour le circuit de traction 100 et un autre bloc d'échange pour le circuit de vibration 200
[0050] De plus, le tarage de la soupape tarée 345 va impacter la pression de gavage appliquée dans le circuit de traction 100 et dans le circuit de vibration 200 ; la baisse de pression entraînée par l'échappement d'huile dans la ligne basse pression de chacun de ces circuits va être compensée par le gavage.
[0051] Le système tel que proposé comprend un contrôleur 400, typiquement un calculateur ou une unité de commande électronique communément désignée sous l'acronyme en langue anglaise « ECU ».
[0052] Le contrôleur 400 est typiquement configuré de manière à ce que les éléments vibrants 225 et 235 soient entraînés dans un même sens de rotation que les organes de déplacement 125 et 135, ce qui réduit la consommation d'énergie et limite les frottements. En effet, dans le cas où les éléments vibrants sont des masses en rotation placées à l'intérieur des cylindres du compacteur et sont suspendues dans les cylindres par des roulements ou des paliers, la vitesse relative des pistes des roulements sera plus faible si les éléments vibrants tournent dans le même sens que le cylindre du compacteur. Par ailleurs les frottements des paliers seront orientés de telle façon qu'ils contribuent à l'avancement du véhicule.
[0053] Dans le système tel que proposé, le moteur primaire M2 du circuit de vibration 200 est un moteur électrique. Le moteur primaire Ml du circuit de traction 100 peut également être un moteur électrique.
[0054] Le contrôleur 400 est configuré de manière à piloter le moteur primaire M2 du circuit de vibration 200, qui est un moteur électrique, de manière à entraîner la pompe 210 en rotation mais en maintenant une pression dans le circuit de vibration 200 inférieure à la pression de tarage de l'organe de décharge 252. La vitesse de déplacement du compacteur associé peut alors par exemple être maintenue constante. [0055]Contrairement aux systèmes antérieurs qui viennent délivrer un débit maximum dès la mise en service du circuit de vibration 200, le système tel que proposé associe ainsi le moteur primaire M2 électrique et son pilotage par le contrôleur 400 afin de réaliser une augmentation progressive de la vitesse de rotation du moteur primaire M2, donc de la vitesse d'entrainement de la pompe hydraulique 210. La pompe hydraulique 210 du circuit de vibration 200 étant une pompe à cylindrée fixe, l'augmentation de sa vitesse d'entrainement entraine une augmentation du débit qu'elle délivre, et donc du débit délivré aux moteurs hydrauliques 220 et 230.
[0056]Cette augmentation progressive de la vitesse de rotation lors de la mise en service du circuit de vibration 200 permet ainsi une montée progressive du débit délivré par la pompe hydraulique 210 dans le circuit de vibration 200 et évite donc un pic de pression lors de la mise en service, contrairement aux systèmes antérieurs dans lesquels la pression augmente fortement dès la mise en service comme indiqué en introduction. Ainsi, l'organe de décharge 252 n'est pas actionné, ce qui évite donc des pertes de puissance lors de la mise en service du circuit de vibration 200. Connaissant l'inertie des éléments à entrainer, on peut par exemple piloter le moteur électrique de manière à suivre une loi d'accélération telle que la pression du circuit de vibration 200 soit maximale mais en dessous de la valeur de tarage de l'organe de décharge 254, par exemple 10% ou 5% inférieure à la valeur de tarage de l'organe de décharge 254. De cette manière, l'accélération est la plus élevée possible, et les éléments vibrants sont lancés à la vitesse requise le plus rapidement possible, sans ouvrir l'organe de décharge 254.
[0057] Le contrôleur 400 pilote le moteur en dessous d’une limite d’accélération maximale admissible. La pression étant directement proportionnelle à l’accélération de la masse à entrainer, en pilotant le moteur en dessous d’un certain couple, ou en ne dépassant pas une loi de vitesse préétablie, déterminée en fonction de l’inertie de la masse à entrainer, on ne dépasse pas la pression maximale admissible, et on n’ouvre pas les soupapes tarées 256 et 258. [0058] Le contrôleur 400 pilote le moteur suivant une loi d’accélération constante jusqu’à atteindre la fréquence de vibration souhaitée ou la vitesse de rotation souhaitée pour les éléments vibrants. En particulier, en contrôlant le couple ou la vitesse du moteur électrique M2 pour être en permanence à l’accélération maximale admissible, on obtient le lancement des éléments vibrants le plus rapide. Lorsque la vitesse requise pour la fréquence de vibration choisie est atteinte, on contrôle le moteur M2 à une vitesse constante.
[0059] Le contrôleur 400 réalise ainsi une régulation en courant du moteur primaire M2 électrique du circuit de vibration 200, notamment en modulant le pilotage du moteur primaire M2 en fonction de la puissance consommée par ce dernier à chaque instant. Le pilotage réalisé par le contrôleur 400 est typiquement réalisé en fonction d'informations et de consignes appliquées par un utilisateur, notamment la vitesse de déplacement souhaitée et la fréquence de vibration souhaitée.
[0060] Le contrôleur 400 est typiquement configuré de manière à réaliser un pilotage du moteur primaire M2 lors de l'arrêt du circuit de vibration 200 pour réaliser un arrêt progressif du moteur primaire M2, ce qui entraine une annulation progressive du débit délivré par la pompe hydraulique 210 et donc un arrêt progressif des moteurs hydrauliques 220 et 230 et des éléments vibrants 225 et 235 au lieu de nécessiter dissipation de l'énergie cinétique en chaleur pour réaliser l'arrêt des éléments vibrants.
[0061] Le système tel que proposé est aussi réversible, et permet de réaliser une fonction de récupération d'énergie lors de l'arrêt du circuit de vibration 200 comme on l'explique ci-après.
[0062] De manière avantageuse, moteur primaire M2 du circuit de vibration 200 peut présenter un fonctionnement de générateur lors de l'arrêt du circuit de vibration 200. Lorsqu'on souhaite stopper le circuit de vibration 200, le moteur primaire M2 est contrôlé pour fournir un couple résistant. Les éléments vibrants 225 et 235 vont temporairement continuer à tourner du fait de leur inertie. Ils vont ainsi entrainer en rotation les moteurs hydrauliques 220 et 230 qui vont alors présenter un fonctionnement de pompe hydraulique et générer un débit. Ce débit va alimenter la pompe hydraulique 210 qui va alors présenter un fonctionnement de moteur hydraulique et entrainer en rotation l'arbre du moteur primaire M2, qui va alors réaliser une fonction de générateur électrique permettant de charger un moyen de stockage de courant 450, par exemple accumulateur électrique tel qu'une batterie. Ainsi, tout ou partie de l'énergie des éléments vibrants est récupérée lors du freinage, contrairement aux systèmes antérieurs dans lesquels l'énergie est dissipée par des pertes de charges et des échappements de pression du circuit. Le temps de freinage des éléments vibrants 225 et 235 peut être prédéterminé en fonction de leur inertie, ce qui permet ainsi au calculateur de piloter l'arrêt du circuit de vibration 200 de manière à obtenir l'arrêt des vibrations à un instant souhaité. Le cas échéant, un dispositif de freinage peut être actionné pour accélérer l'arrêt des éléments vibrants 225 et 235. De manière similaire à la mise en service, le contrôleur 400 pilote le moteur primaire M2 en dessous d’une limite de décélération maximale admissible. La pression étant directement proportionnelle à l’accélération de la masse à entrainer, en pilotant le moteur en dessous d’un certain couple, ou en ne dépassant pas une loi de vitesse préétablie, déterminée en fonction de l’inertie de la masse à entrainer, on ne dépasse pas la pression maximale admissible, et on n’ouvre pas les soupapes tarées 256 et 258. A titre d’exemple, le contrôleur 400 pilote le moteur primaire M2 de manière à ce que la pression dans le circuit de vibration demeure inférieure de 10% ou inférieure de 5% à la valeur de tarage de l'organe de décharge 254
[0063] Le contrôleur 400 pilote le moteur primaire M2 suivant une loi de décélération constante jusqu’à atteindre l’arrêt. Si la décélération est la décélération maximale admissible, on obtient l’arrêt en rotation des éléments vibrants le plus rapide sans ouvrir les valves 256 ou 258
[0064]0n peut calibrer une valeur absolue de l’accélération différente de celle de la décélération suivant les besoins.
[0065] En connaissant l'inertie des éléments à entrainer, on peut par exemple piloter le moteur électrique primaire M2 du circuit de vibration de manière à suivre une loi de décélération telle que la pression du circuit soit maximale mais en dessous de la valeur de l'organe de décharge 254. De cette manière, la décélération est la plus élevée possible, et les éléments vibrants sont freinés le plus rapidement possible, sans ouvrir l'organe de décharge 254.
[0066] Dans l'exemple illustré qui comprend une valve de bipasse 240, cette dernière est typiquement pilotée par le contrôleur 400, de manière à actionner ou non le moteur hydraulique 230 et donc à entrainer en rotation ou non l'élément vibrant 235, ce qui permet ainsi de moduler les vibrations.
[0067] La figure 3 présente plusieurs courbes qui illustrent l'évolution de différents paramètres en fonction du pilotage tel que décrit précédemment.
[0068] On représente sur cette figure une évolution de l'accélération A du moteur primaire M2 en fonction du temps t, une évolution de la vitesse de rotation V du moteur primaire M2 en fonction du temps t, et une évolution de la pression P au sein du circuit de vibration 200 en fonction du temps t dans la conduite haute pression du circuit de vibration 200.
[0069] L'instant tl désigne l'envoi d'une commande de mise en service du circuit de vibration 200. A cet instant, le moteur primaire M2 est alors mis en rotation pour atteindre une vitesse cible Vc. L'accélération du moteur primaire M2 est typiquement constante et égale à une valeur maximale admissible d'accélération Amax qui permet de maintenir une pression P dans la conduite haute pression du circuit hydraulique strictement inférieure à la pression de tarage Pt de l'organe de décharge 254. La vitesse de rotation V du moteur primaire M2 augmente alors de manière régulière, selon une pente constante. Lorsque la vitesse cible Vc est atteinte, l'accélération devient nulle. La vitesse est maintenue à la vitesse cible Vc, et la pression dans le circuit s'établit à une valeur sensiblement constante permettant de maintenir la vitesse de rotation tout en compensant les différentes pertes de charge et frottements.
[0070] L'instant t3 désigne l'envoi d'une consigne d'arrêt du circuit de vibration 200. Le système vise alors à amener la vitesse à une valeur nulle le plus vite possible. Le moteur primaire M2 est donc freiné, avec une décélération constante et égale à une valeur maximale admissible de décélération, par exemple -Amax. Cette valeur maximale admissible de décélération est dimensionnée de manière à ce que la pression dans la ligne haute pression du circuit de vibration 200 demeure inférieure à la pression de tarage Pt de l'organe de décharge 254. On note ici que la ligne basse pression et la ligne haute pression sont inversées entre la phase d'accélération et la phase de décélération. La vitesse de rotation du moteur primaire M2 diminue alors de manière régulière, selon une pente constante, jusqu'à son arrêt à l'instant t4.
[0071] Bien que la présente invention ait été décrite en se référant à des exemples de réalisation spécifiques, il est évident que des modifications et des changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation illustrés/mentionnés peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif. [0072] Il est également évident que toutes les caractéristiques décrites en référence à un procédé sont transposables, seules ou en combinaison, à un dispositif, et inversement, toutes les caractéristiques décrites en référence à un dispositif sont transposables, seules ou en combinaison, à un procédé.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Circuit hydraulique pour la génération de la vibration au sein d'un compacteur comprenant :
- une pompe hydraulique (210)
- un moteur électrique (M2) adapté pour entrainer en rotation la pompe hydraulique (210),
- au moins un moteur hydraulique (220, 230) alimenté par la pompe hydraulique (210) via un circuit hydraulique (200), ledit moteur hydraulique (220, 230) étant adapté pour mettre en rotation un élément vibrant (225, 235),
- un organe de décharge (254) taré, reliant le circuit hydraulique (200) à un réservoir, ledit organe de décharge (254) étant passant lorsque la pression est supérieure ou égale à une pression de tarage, caractérisé en ce que :
- le circuit hydraulique (200) est un circuit hydraulique en boucle fermée
- la pompe hydraulique (210) est à cylindrée fixe
- le circuit hydraulique (200) comprend un contrôleur (400) adapté pour piloter le moteur électrique (M2) de manière à ce que la pression au sein du circuit hydraulique (200) demeure inférieure à la pression de tarage de l'organe de décharge (254) taré.
[Revendication 2] Circuit hydraulique selon la revendication 1, dans lequel la pompe hydraulique (210) présente deux orifices définissant une admission et un refoulement selon le sens de rotation de la pompe hydraulique (210), et dans lequel l'organe de décharge (254) taré comprend deux soupapes tarées (256, 258) à une même pression de tarage, de sorte que chaque orifice de la pompe hydraulique (210) est relié à un circuit de gavage (310).
[Revendication 3] Circuit hydraulique selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel le moteur électrique (M2), la pompe hydraulique (210) et ledit au moins un moteur hydraulique (220, 230) sont réversibles, de manière à réaliser une fonction de générateur de courant par le moteur électrique (M2) lors d'une phase de décélération de la rotation de l'élément vibrant (225, 235).
[Revendication 4] Compacteur comprenant :
- un rouleau (125, 135) entraîné en déplacement par un circuit d'entrainement (100) primaire,
- un élément vibrant (225, 235) comprenant une masse excentrée par rapport au rouleau, adapté pour générer des vibrations du rouleau,
- un circuit hydraulique (200) selon l'une des revendications 1 à 3, adapté pour entrainer l'élément vibrant (225, 235), dans lequel le contrôleur (400) est configuré de manière à piloter le circuit hydraulique (200) de manière à ce que l'élément vibrant (225, 235) soit entraîné dans un même sens de rotation que le rouleau (125, 135).
[Revendication 5] Compacteur selon la revendication 4, comprenant deux rouleaux (125, 135) et deux éléments vibrants (225, 235), chaque élément vibrant (225, 235) étant associé à un rouleau (125, 135).
[Revendication 6] Procédé de pilotage d'un circuit hydraulique (200) pour la génération de la vibration au sein d'un compacteur, ledit circuit hydraulique (200) comprenant :
- une pompe hydraulique (210)
- un moteur électrique (M2) adapté pour entraîner en rotation la pompe hydraulique (210),
- au moins un moteur hydraulique (220, 230) alimenté par la pompe hydraulique (210) via un circuit hydraulique en boucle fermée, ledit moteur hydraulique (220, 230) étant adapté pour mettre en rotation un élément vibrant (225, 235),
- un organe de décharge (254) taré, reliant le circuit hydraulique (200) à un réservoir, ledit organe de décharge (254) étant passant lorsque la pression est supérieure ou égale à une pression de tarage, le procédé étant caractérisé en ce que pour la mise en service du circuit (200), on pilote le moteur électrique (M2) au moyen d'un calculateur (400), de manière à ce que la pression dans le circuit hydraulique (200) demeure inférieure à la pression de tarage de l'organe de décharge (254).
[Revendication 7] Procédé selon la revendication 6, dans lequel on pilote la mise en rotation de l'élément vibrant (225, 235) de manière à ce qu'il soit entraîné dans un même sens de rotation que des organes de déplacement (125, 135) du compacteur.
[Revendication 8] Procédé selon l'une des revendications 6 ou 7, dans lequel lors de la mise en service du circuit (200), on pilote le moteur électrique (M2) de manière à ce qu'il présente une accélération constante jusqu'à atteindre une vitesse de consigne.
[Revendication 9] Procédé selon l'une des revendications 6 à 8, dans lequel on réalise la mise en service du circuit (200) en maintenant une vitesse d'avancement constante du compacteur.
[Revendication 10] Procédé selon l'une des revendications 6 à 9, dans lequel lors de l'arrêt du circuit (200), le circuit hydraulique (200) entraine en rotation le moteur électrique (M2) de manière à ce que le moteur électrique (M2) génère un courant électrique de manière à charger un moyen de stockage de courant (450).
[Revendication 11] Procédé selon l'une des revendications 6 à 10, dans lequel lors de l'arrêt du circuit (200), on pilote le moteur électrique (M2) de manière à ce qu'il présente une décélération constante jusqu'à atteindre une vitesse nulle.
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WO2015094023A1 (fr) 2013-12-16 2015-06-25 Volvo Construction Equipment Ab Système hydraulique pour entraîner un mécanisme vibratoire
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