WO2023233115A1 - Compacteur et procédé de pilotage d'un système d'entrainement électrique pour la génération de vibrations au sein d'un compacteur - Google Patents

Compacteur et procédé de pilotage d'un système d'entrainement électrique pour la génération de vibrations au sein d'un compacteur Download PDF

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WO2023233115A1
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roller
rotation
compactor
electric motor
vibrating element
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PCT/FR2023/050775
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Jean Heren
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Poclain Hydraulics Industrie
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    • 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
    • E01C19/286—Vibration or impact-imparting means; Arrangement, mounting or adjustment thereof; Construction or mounting of the rolling elements, transmission or drive thereto, e.g. to vibrator mounted inside the roll

Definitions

  • the present invention relates to a system for generating vibrations for a compactor.
  • Conventional circuits for generating vibration commonly use a hydraulic pump powering one or more hydraulic motors to drive one or more eccentric rotating masses forming an unbalance, via an all-or-nothing selector.
  • the present invention thus aims to respond at least partially to these problems.
  • the present invention thus relates to a compactor comprising:
  • a first vibrating element comprising a mass eccentric with respect to the first roller, adapted to generate vibrations of the first roller, in particular when the eccentric mass is rotated, - a first electric motor, adapted to rotate the first vibrating element, in which a controller is configured so as to control the first electric motor so that the first vibrating element is driven in the same direction of rotation as the first roll.
  • the first electric motor driving the first vibrating element and the first roller are concentric.
  • the compactor comprises a second roller and a second vibrating element comprising a mass eccentric with respect to the second roller, adapted to generate vibrations of the second roller, and comprising a second electric motor configured so as to drive the second vibrating element and the controller is configured so as to control the second electric motor so that the second vibrating element is driven in the same direction of rotation as the second roller.
  • the controller is adapted to obtain information relating to the direction of rotation of the first roller.
  • the compactor further comprises a sensor adapted to deliver information relating to the direction of rotation of the first roller to the controller.
  • the drive system comprises a primary motor, a hydraulic pump and a hydraulic motor adapted to drive the roller in rotation, the primary motor being adapted to drive the hydraulic pump in rotation, so as to power the hydraulic motor.
  • the first electric motor is configured so as to perform a current generator function by the first electric motor during a deceleration phase of the rotation of the first vibrating element.
  • the first electric motor is associated with a reduction gear, so that the rotation speed of the first vibrating element is lower than a rotation speed of the first electric motor.
  • the reducer has a central passage along the axis of rotation.
  • the eccentric mass of the vibrating element is movable in rotation along a pivot axis perpendicular to an axis of rotation of the roller, and in which the compactor comprises a control member adapted to vary the eccentricity of the mass of the first vibrating element so as to vary the amplitude of the vibrations.
  • the first electric motor is associated with a control unit mounted on a fixed chassis of the compactor.
  • the present invention also relates to a method for controlling an electrical drive system for generating vibration within a compactor, the compactor comprising:
  • a drive system adapted to drive a first roller in rotation
  • the drive system comprising a primary motor, a hydraulic pump and a hydraulic motor adapted to drive the first roller in rotation, the primary motor being adapted to drive the pump hydraulic in rotation, so as to power the hydraulic motor
  • the method being characterized in that the first electric motor is controlled so that the first vibrating element is selectively driven in the same direction of rotation as the first roller, for example on a working length of the compactor.
  • the electric motor is rotated so as to generate an electric current and to charge a current storage means.
  • This presentation also concerns a compactor comprising:
  • a first vibrating element comprising a mass eccentric with respect to the roller, adapted to generate vibrations of the first roller
  • an electric motor adapted to drive the first vibrating element, in which a controller is configured so as to, in one operating mode, control the electric motor so that the first vibrating element is driven in the same direction of rotation as the first roller.
  • the direction of rotation of the vibrating masses changes direction each time the direction of work is reversed.
  • the vibrating elements are rotating masses placed inside one or more cylinders of the compactor and are suspended in the cylinders by bearings or bearings, the bearings of the vibrating mass and of the cylinder are concentric.
  • the compactor comprises a second roller and a second vibrating element comprising a mass eccentric with respect to the second roller, adapted to generate vibrations of the second roller, and comprises a second electric motor configured so as to drive the second vibrating element and the controller is configured so as to, in one operating mode, control the second electric motor so that the second vibrating element is driven in the same direction of rotation as the second roller.
  • the controller is adapted to obtain information relating to the direction of rotation of the first roller.
  • the compactor further comprises a sensor adapted to deliver information relating to the direction of rotation of the first roller to the controller.
  • the drive system comprises a primary motor, a hydraulic pump and a hydraulic motor adapted to drive the first roller in rotation, the primary motor being adapted to drive the hydraulic pump in rotation, so as to power the hydraulic motor.
  • the first electric motor and a variator associated with said first electric motor are configured so as to perform a current generator function by the first electric motor during a deceleration phase of the rotation of the first vibrating element .
  • the first electric motor is associated with a reduction gear, so that the rotation speed of the first vibrating element is lower than a rotation speed of the first electric motor.
  • the eccentric mass of the first vibrating element is then typically movable in rotation along a pivot axis perpendicular to an axis of rotation of the first roller, and in which the compactor comprises a control member adapted to vary the eccentricity of the mass of the first vibrating element so as to vary the amplitude of the vibrations.
  • the reduction gear can for example have a central passage along the axis of rotation, which allows for example an actuator of the control member to pass through.
  • the electric motor is associated with a control unit mounted on a fixed chassis of the compactor and may include a position or rotation sensor of the electric motor.
  • fixed frame we mean here a fixed element as opposed to the moving members of the compactor which are mobile.
  • the present invention also relates to a method for controlling an electrical drive system for generating vibration within a compactor, the compactor comprising:
  • a drive system adapted to rotate a roller, the process being characterized in that the electric motor is controlled so that the vibrating element is selectively driven in the same direction of rotation as the roller.
  • the electric motor is rotated so as to generate an electric current and to charge a current storage means.
  • Figure 1 is a schematic representation of an example circuit according to one aspect of the present invention.
  • Figure 2 is a schematic representation of another example of circuit according to one aspect of the present invention.
  • FIG. 3 Figure 3 schematically represents an exemplary embodiment of the present invention.
  • Figure 4 schematically represents an exemplary embodiment of the present invention.
  • the circuit as presented in these figures comprises a traction system 100 and a vibration system 200.
  • the traction system 100 comprises two motors 120 and 130 adapted to rotate the moving 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 examples represent two movement members driven by two motors, these examples are not limiting, and that the present presentation can directly be transposed for a mode of embodiment comprising one or more motors rotating one or more movement members, which typically include at least one roller or a ball.
  • the motors 120 and 130 can for example be hydraulic, thermal or electric motors.
  • FIG. 2 illustrates an example in which the motors 120 and 130 are hydraulic motors, and therefore in which the traction system comprises in particular a hydraulic circuit, which comprises a primary motor Ml associated with a hydraulic pump 110.
  • the pump hydraulic 110 is connected to the hydraulic motors 120 and 130.
  • the primary motor Ml rotates the hydraulic pump 110 so as to deliver a flow.
  • 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 as shown is a closed loop hydraulic circuit.
  • Producing the primary drive using a hydraulic system is advantageous compared to a thermal or electric type transmission because it has reduced energy consumption in the overall balance.
  • the vibration system 200 comprises two electric motors 220 and 230, adapted to rotate vibrating elements 225 and 235, adapted to generate vibrations, for example eccentric masses.
  • the embodiment shown typically corresponds to a tandem compactor comprising two rollers.
  • Each of the vibrating elements is associated with a roller.
  • the vibrating element 225 or 235 within the meaning of this text designates all of the elements adapted to generate vibrations in the roller considered.
  • the vibrating element 225 can for example comprise one or more vibrating masses which can for example be selectively rotated so as to modulate the applied vibrations.
  • the vibrating element 235 can for example comprise one or more masses vibrating elements which can, for example, be selectively rotated so as to modulate the applied vibrations.
  • the vibration system 200 can then include only a single motor rotating a single vibrating element. Each vibrating element is carried by the rotating structure of the associated roller.
  • a current storage means 250 is schematically represented, for example an electric accumulator such as a battery which provides an electrical supply to the electric motors 220 and 230.
  • the electric motors 220 and 230 driving the vibrating elements 225 and 235 are each typically concentric with the associated roller.
  • this displacement member is driven by the motor 120 defining a first axis of rotation.
  • the electric motor 220 drives the vibrating element 225 along an axis concentric with the first axis of rotation, for example with an axis linked to the rolling element 125 by means of a bearing, this axis being provided with one or more eccentric masses.
  • Figure 4 schematically represents such a structure.
  • the motor 120 which rotates the displacement member 125, here a roller.
  • the electric motor 220 has an axis of rotation concentric with the axis of rotation realization is not limiting, and can in particular apply to one or more of the movement members and associated vibrating elements.
  • the electric motors 220 and 230 are controlled by a controller 400, typically an electronic control unit commonly referred to by the acronym "ECU” or “Electronic Control Unit”, and also includes a converter (also called variator ) which controls the frequency and cutting of the electric current to drive the motors. Particularly when it comes to permanent magnet motors, the converter ensures the shaping of the current which powers the motors to control them in torque and speed.
  • the controller 400 is typically configured so as to individually control each of the electric motors 220 and 230 in order to control the rotational drive of the vibrating elements 225 and 235.
  • the system as shown in Figure 2 also includes a boost circuit 300, adapted to deliver a boost pressure via a boost pump 310.
  • the boost circuit 300 is typically an open circuit.
  • boost pump 310 It delivers pressure via the boost pump 310, this boost pressure being used in particular to carry out a boost in the low pressure pipe of the traction system 100 in the case where the latter is a hydraulic circuit, but it can also be used to the control of a brake 320 or to apply control pressures.
  • the boost circuit 300 is thus connected to the traction system 100 via a safety block 150.
  • the safety block performs a boost and overpressure prevention function.
  • the feeding member 152 typically comprises one or more non-return valves and calibrated valves forming a pressure limiter adapted to carry out a feeding to the admission of the associated hydraulic pump 110, as well as overpressure protection.
  • the safety block 150 thus ensures a minimum pressure in the traction system 100 via the booster member 152 as soon as the booster pump 310 is actuated, and produces a pressure relief when the pressure in the hydraulic circuit increases. of the traction system 100 exceeds a calibration value via the discharge member 154.
  • the discharge member 154 associated with the traction system 100 can be calibrated at a pressure of the order of 350 bar.
  • the discharge member 154 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 the calibration member 154 is typically defined as a function of the pressures admissible by the different components of the hydraulic circuit considered, for example where appropriate depending on the maximum pressures admissible by the hydraulic motors 120, 130.
  • the boost circuit 300 as illustrated comprises a calibrated valve 330 upstream of the safety block 150, which allows, where appropriate, to define the pressure applied to the brake 320.
  • the brake 320 can be connected to the wheels or to the elements vibrators 225 and 235.
  • 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 block 150.
  • 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 produces a calibrated leak from the lowest pressure branch of the circuit to renew the oil in direction of the tank R.
  • 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 valve 257. The minimum pressure in the lines of the closed loop is therefore defined by the calibration of the exchange block outlet valves.
  • the calibration of the two calibrated valves 340 and 345 defines the boost pressure applied via the exchange block 150 to the traction circuit 100.
  • 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, 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 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 valve 152
  • the exchange block 350 produces an exhaust of fluid from the traction system 100 in particular in order to renew the fluid in the circuits, in particular to ensure filtration and cooling.
  • the setting pressure of the calibrated check valve 345 determines the exhaust of fluid from the circuit 100 and therefore the flow of fluid passing through the exchange block 350.
  • a single calibrated valve 345 calibrates the exhaust of fluid for traction system 100.
  • the calibration of the calibrated valve 345 will impact the boost pressure applied in the traction system 100; the drop in pressure caused by the escape of oil in the low pressure line of the traction circuit 100 will be compensated by the boost.
  • the controller 400 is typically configured in such a way that the actuated vibrating elements 225 and 235, that is to say the vibrating elements which are driven in rotation to produce vibrations, are driven in the same direction of rotation. rotation than 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 one or more rotating 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 vibrating elements rotate in the same direction as the compactor cylinder.
  • the rotating cylinder carries the bearing of the associated vibrating mass.
  • the bearings of the vibrating mass and the cylinder are therefore concentric.
  • the rotation speed of the shaft of the vibrating mass is equal to the sum of the rotation speed of the cylinder plus the speed differential rotation between the cylinder and the shaft of the vibrating mass.
  • the relative speed of rotation of the internal and external part of the bearing of the vibrating mass is reduced by the speed of rotation of the cylinder.
  • the friction of the bearings will be oriented in such a way that they contribute to the advancement of the vehicle. In this way, the machine consumes less energy when working with the vibration engaged, and its autonomy is increased.
  • each vibrating element can for example comprise one or more vibrating masses which can be actuated independently or jointly, which in particular makes it possible to vary the amplitude of the vibrations.
  • mass B is stationary.
  • the mass A is then rotated in the same direction as the associated displacement member.
  • this example can also be applied to a vibrating element comprising any number of masses, and to one or other of the vibrating elements. More generally, all of the actuated vibrating elements are rotated in the same direction as the associated rotation member.
  • the controller 400 controls the traction system 100
  • the controller 400 then directly has the information relating to the direction of rotation of the movement members 125 and 135, and can therefore control the electric motors 220 and 230 so that the vibrating elements 225 and 235 are driven in the same direction of rotation as the movement members 125 and 135.
  • the controller 400 or a man-machine interface such as a driving joystick, constitutes a sensor of the driving situation. rotation, and the direction of rotation of the movement members 125 and 135.
  • the compactor may comprise sensors adapted to deliver information to the controller 400 relating to the direction of rotation of the movement members 125 and 135, for example a sensor of rotation of the motors 120 and 130 or the movement members 125 and 135, or any other sensor adapted in particular depending on the nature of the traction system 100.
  • the controller 400 then controls the electric motors 220 and 230 so that the elements vibrators 225 and 235 are driven in the same direction of rotation as the movement members 125 and 135.
  • the electric motors 220 and 230 are typically controlled by a controller 400 and by a control unit, typically a variator, which is also referred to as a "converter", including a motor control card and a power card for current cutting.
  • the drives can be separated from the electric motors and placed in an environment sheltered from vibrations, for example attached to the compressor frame, or on another non-vibrating part.
  • the variators associated respectively with the electric motors 220 and 230 are represented by the numerical references 222 and 232.
  • each electric motor comprises a rotation or position sensor linked to the control card associated by a harness to ensure the control of the motor supply current by the associated drive and power card.
  • the position or speed sensor is therefore of a type which supports vibrations.
  • the power card or the control card of the variator are adapted to determine the speed or the position of the rotor of the associated motor by the form of the supply currents.
  • the electrical harness connecting the motor to the variator is typically configured supported and fixed so that it is protected from stresses due to vibration.
  • a speed reducer for example a gear reducer, more particularly an epicyclic gear reducer, can be positioned between the electric motor and the shaft of the vibrating masses to be driven.
  • a gear reducer more particularly an epicyclic gear reducer
  • the speed reducer can for example have a central passage, that is to say it has a clearance at the level of the axis of rotation, to be able to pass shafts or controls.
  • An additional control can be provided to vary the amplitude of vibration. This variation is obtained by a greater or lesser eccentricity of a mass of a vibrating element relative to its axis of rotation.
  • An eccentricity system is then integrated and is adapted to have the same operation in both directions of rotation, so as to be able to rotate in both directions of rotation without changing the eccentricity.
  • Figure 3 shows an example of such a command.
  • the pivot axis ZZ of the mass of the vibrating element 225 considered intersects the axis of rotation of the associated roller XX, and is perpendicular to it.
  • the eccentricity is for example carried out by moving the barycenter of the mass away from the axis of rotation of the roller XX by a pivot.
  • the mass is then for example articulated on the pivot axis ZZ.
  • a 90° pivot of the mass varies the amplitude of the vibration from zero to maximum.
  • a control member 227 such as axial control, for example example that a cylinder, a rod, or a cable makes it possible to vary the eccentricity from outside the roller.
  • the control member 227 can for example pass through the central orifice of the motor or the central passage gearbox.
  • the electric motor 220 driving the vibrating element 225 in rotation is shown here associated with a reducer 221, and is for example offset on the side of the associated reducer 221.
  • a toothed output pinion of the electric motor 220 can be tangent to the toothed ring of the reducer 221, which produces an eccentricity of the electric motor 220 relative to the axis of rotation of the output of the reducer 221.
  • Such a configuration clears the central part to facilitate the passage of control elements.
  • the system as proposed is particularly advantageous due to the use of electric motors for driving the vibrating elements.
  • control of electric motors can be carried out directly via the controller 400, and the direction of rotation is controlled by applying a command to the electric motor in question. This makes the vibration system flexible and responsive.
  • the system as proposed is also reversible, and makes it possible to perform an energy recovery function when stopping the vibration system 200 as explained below.
  • the electric motors 220 and 230 of the vibration system 200 can operate as a generator when the vibration circuit 200 is stopped.
  • the vibrating elements 225 and 235 will temporarily continue to rotate due to their inertia. They will thus rotate the shaft of the electric motors 220 and 230, which will then perform an electric generator function making it possible to charge a current storage means such as the current storage means 250, for example an electric accumulator such as than a battery.
  • a current storage means such as the current storage means 250, for example an electric accumulator such as than 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.

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Abstract

Compacteur comprenant : un rouleau (125, 135) entraîné en déplacement par un système d'entrainement (100), un élément vibrant (225, 235) comprenant une masse excentrée par rapport au rouleau, adapté pour générer des vibrations du rouleau, et un moteur électrique adapté pour entraîner l'élément vibrant (225, 235), dans lequel un contrôleur (400) est configuré de manière à sélectivement piloter le moteur électrique de manière à ce que l'élément vibrant (225, 235) soit entraîné dans un même sens de rotation que le rouleau (125, 135).

Description

COMPACTEUR ET PROCÉDÉ DE PILOTAGE D'UN SYSTÈME D'ENTRAINEMENT ÉLECTRIQUE POUR LA GÉNÉRATION DE VIBRATIONS AU SEIN D'UN COMPACTEUR
Description
Domaine Technique
[0001] La présente invention concerne un système pour la génération de vibrations pour un compacteur.
Technique antérieure
[0002] La génération de vibration dans un engin ou un appareil tel qu'un compacteur 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.
[0004] L'intégration d'un tel circuit dédié dans un compacteur pose toutefois des problématiques notamment en termes de volume, de poids, et également en termes de transmission d'énergie pour alimenter un tel circuit.
[0005] La présente invention vise ainsi à répondre au moins partiellement à ces problématiques.
Exposé de l'invention
[0006] La présente invention concerne ainsi un compacteur comprenant :
- un premier rouleau entrainé en déplacement par un système d’entrainement,
- un premier élément vibrant comprenant une masse excentrée par rapport au premier rouleau, adapté pour générer des vibrations du premier rouleau, notamment lorsque la masse excentrée est entraînée en rotation, - un premier moteur électrique, adapté pour entrainer en rotation le premier élément vibrant, dans lequel un contrôleur est configuré de manière à piloter le premier moteur électrique de manière à ce que le premier élément vibrant soit entrainé dans un même sens de rotation que le premier rouleau.
[0007]Selon un exemple, le premier moteur électrique entraînant le premier élément vibrant et le premier rouleau sont concentriques.
[0008]Selon un exemple, le compacteur comprend un second rouleau et un second élément vibrant comprenant une masse excentrée par rapport au second rouleau, adapté pour générer des vibrations du second rouleau, et comprenant un second moteur électrique configuré de manière à entrainer le second élément vibrant et le contrôleur est configuré de manière à piloter le second moteur électrique de manière à ce que le second élément vibrant soit entrainé dans un même sens de rotation que le second rouleau.
[0009]Selon un exemple, le contrôleur est adapté pour obtenir une information relative au sens de rotation du premier rouleau.
[0010]Selon un exemple, le compacteur comprend en outre un capteur adapté pour délivrer une information relative au sens de rotation du premier rouleau au contrôleur.
[0011]Selon un exemple, le système d’entrainement comprend un moteur primaire, une pompe hydraulique et un moteur hydraulique adapté pour entrainer le rouleau en rotation, le moteur primaire étant adapté pour entrainer la pompe hydraulique en rotation, de manière à alimenter le moteur hydraulique.
[0012] Selon un exemple, le premier moteur électrique est configuré de manière à réaliser une fonction de générateur de courant par le premier moteur électrique lors d’une phase de décélération de la rotation du premier élément vibrant.
[0013]Selon un exemple, le premier moteur électrique est associé à un réducteur, de manière à ce que la vitesse de rotation du premier élément vibrant soit inférieure à une vitesse de rotation du premier moteur électrique.
[0014]Selon un exemple, le réducteur présente un passage central selon l’axe de rotation. [0015]Selon un exemple, la masse excentrée de l’élément vibrant est mobile en rotation selon un axe de pivotement perpendiculaire à un axe de rotation du rouleau, et dans lequel le compacteur comprend un organe de commande adapté pour faire varier l’excentration de la masse du premier élément vibrant de manière à faire varier l’amplitude des vibrations.
[0016]Selon un exemple, le premier moteur électrique est associé à une unité de commande montée sur un châssis fixe du compacteur.
[0017] La présente invention concerne également un procédé de pilotage d’un système d’entrainement électrique pour la génération de la vibration au sein d’un compacteur, le compacteur comprenant :
- un premier moteur électrique adapté pour mettre en rotation un premier élément vibrant,
- un système d’entrainement adapté pour entrainer en rotation un premier rouleau, le système d’entrainement comprenant un moteur primaire, une pompe hydraulique et un moteur hydraulique adapté pour entrainer le premier rouleau en rotation, le moteur primaire étant adapté pour entrainer la pompe hydraulique en rotation, de manière à alimenter le moteur hydraulique le procédé étant caractérisé en ce que le premier moteur électrique est piloté de manière à ce que le premier élément vibrant soit sélectivement entrainé dans un même sens de rotation que le premier rouleau, par exemple sur une longueur de travail du compacteur.
[0018]Selon un exemple, lors de la décélération du premier élément vibrant, le moteur électrique est entrainé en rotation de manière à générer un courant électrique et à charger un moyen de stockage de courant.
[0019] Le présent exposé concerne également un compacteur comprenant :
- un premier rouleau entrainé en déplacement par un système d’entrainement,
- un premier élément vibrant comprenant une masse excentrée par rapport au rouleau, adapté pour générer des vibrations du premier rouleau,
- un moteur électrique, adapté pour entrainer le premier élément vibrant, dans lequel un contrôleur est configuré de manière à, dans un mode de fonctionnement, piloter le moteur électrique de manière à ce que le premier élément vibrant soit entrainé dans un même sens de rotation que le premier rouleau.
[0020]Selon un exemple, pour un travail avec vibration alterné sur une longueur de travail, le sens de rotation des masses vibrantes change de sens à chaque fois que le sens de travail est inversé.
[0021]Selon un exemple les éléments vibrants sont des masses en rotation placées à l'intérieur d'un ou des cylindres du compacteur et sont suspendues dans les cylindres par des roulements ou des paliers, les paliers de la masse vibrante et du cylindre sont concentriques.
[0022] Selon un exemple, le compacteur comprend un second rouleau et un second élément vibrant comprenant une masse excentrée par rapport au second rouleau, adapté pour générer des vibrations du second rouleau, et comprend un second moteur électrique configuré de manière à entrainer le second élément vibrant et le contrôleur est configuré de manière à, dans un mode de fonctionnement, piloter le second moteur électrique de manière à ce que le second élément vibrant soit entrainé dans un même sens de rotation que le second rouleau.
[0023] Selon un exemple, le contrôleur est adapté pour obtenir une information relative au sens de rotation du premier rouleau.
[0024] Selon un exemple, le compacteur comprend en outre un capteur adapté pour délivrer une information relative au sens de rotation du premier rouleau au contrôleur.
[0025] Selon un exemple, le système d’entrainement comprend un moteur primaire, une pompe hydraulique et un moteur hydraulique adapté pour entrainer le premier rouleau en rotation, le moteur primaire étant adapté pour entrainer la pompe hydraulique en rotation, de manière à alimenter le moteur hydraulique.
[0026] Selon un exemple, le premier moteur électrique et un variateur associé audit premier moteur électrique sont configurés de manière à réaliser une fonction de générateur de courant par le premier moteur électrique lors d’une phase de décélération de la rotation du premier élément vibrant. [0027] Selon un exemple, le premier moteur électrique est associé à un réducteur, de manière à ce que la vitesse de rotation du premier élément vibrant soit inférieure à une vitesse de rotation du premier moteur électrique.
[0028] La masse excentrée du premier élément vibrant est alors typiquement mobile en rotation selon un axe de pivotement perpendiculaire à un axe de rotation du premier rouleau, et dans lequel le compacteur comprend un organe de commande adapté pour faire varier l’excentration de la masse du premier élément vibrant de manière à faire varier l’amplitude des vibrations.
[0029] Le réducteur peut par exemple présenter un passage central selon l’axe de rotation, ce qui permet par exemple de faire passer un actionneur de l’organe de commande.
[0030] Selon un exemple, le moteur électrique est associé à une unité de commande montée sur un châssis fixe du compacteur et peut comprendre un capteur de position ou de rotation du moteur électrique. Par châssis fixe, on entend ici un élément fixe par opposition aux organes de déplacement du compacteur qui sont mobiles.
[0031] La présente invention concerne également un procédé de pilotage d’un système d’entrainement électrique pour la génération de la vibration au sein d’un compacteur, le compacteur comprenant :
- un moteur électrique étant adapté pour mettre en rotation un élément vibrant,
- un système d’entrainement adapté pour entrainer en rotation un rouleau, le procédé étant caractérisé en ce qu’on pilote le moteur électrique de manière à ce que l’élément vibrant soit sélectivement entrainé dans un même sens de rotation que le rouleau.
[0032] Selon un exemple, lors de la décélération de l’élément vibrant, le moteur électrique est entrainé en rotation de manière à générer un courant électrique et à charger un moyen de stockage de courant.
Brève description des dessins [0033] 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.
[Fig. 1] La figure 1 est une représentation schématique d'un exemple de circuit selon un aspect de la présente invention.
[Fig. 2] La figure 2 est une représentation schématique d'un autre exemple de circuit selon un aspect de la présente invention.
[Fig. 3] La figure 3 représente schématiquement un exemple de réalisation de la présente invention.
[Fig. 4] La figure 4 représente schématiquement un exemple de réalisation de la présente invention.
[0034] Sur les figures, les éléments en commun sont repérés par des références numériques identiques.
Description des modes de réalisation
[0035] On décrit ci-après un exemple de réalisation de la présente invention en référence aux figures 1, 2 et 3.
[0036] Le circuit tel que présenté sur ces figures comprend un système de traction 100 et un système de vibration 200.
[0037] Le système de traction 100 comprend deux moteurs 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. On comprend notamment que bien que les exemples représentent deux organes de déplacement entraînés par deux moteurs, ces exemples ne sont pas limitatifs, et que le présent exposé peut directement être transposé pour un mode de réalisation comprenant un ou plusieurs moteurs entraînant en rotation un ou plusieurs organes de déplacement, qui incluent typiquement au moins un rouleau ou une bille.
[0038] Les moteurs 120 et 130 peuvent par exemple être des moteurs hydrauliques, thermiques ou électriques.
[0039] La figure 2 illustre un exemple dans lequel les moteurs 120 et 130 sont des moteurs hydrauliques, et donc dans lequel le système de traction comprend notamment un circuit hydraulique, qui comprend un moteur primaire Ml associé à une pompe hydraulique 110. La pompe hydraulique 110 est reliée aux moteurs hydrauliques 120 et 130. 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.
[0040] Le circuit de traction 100 tel que représenté est un circuit hydraulique en boucle fermée.
[0041] La réalisation de l'entrainement primaire à l'aide d'un système hydraulique est avantageuse par rapport à une transmission du type thermique ou électrique car elle présente une consommation énergétique réduite dans le bilan de l'ensemble.
[0042] Le système de vibration 200 comprend deux moteurs électriques 220 et 230, adaptés pour entrainer en rotation des éléments vibrants 225 et 235, adaptés pour générer des vibrations, par exemple des masses excentrées. Le mode de réalisation représenté correspond typiquement à un compacteur tandem comprenant deux rouleaux. Chacun des éléments vibrant est associé à un rouleau. Pour un rouleau donné, l'élément vibrant 225 ou 235 au sens du présent texte désigne l'ensemble des éléments adaptés pour générer des vibrations dans le rouleau considéré. Ainsi, l'élément vibrant 225 peut par exemple comprendre une ou plusieurs masses vibrantes pouvant par exemple être sélectivement entraînées en rotation de manière à moduler les vibrations appliquées. De même, l'élément vibrant 235 peut par exemple comprendre une ou plusieurs masses vibrantes pouvant par exemple être sélectivement entraînées en rotation de manière à moduler les vibrations appliquées.
[0043]0n comprend que dans le cas d'un compacteur comprenant un unique rouleau, le système de vibration 200 peut alors ne comprendre qu'un unique moteur entraînant en rotation un unique élément vibrant. Chaque élément vibrant est porté par la structure tournante du rouleau associé.
[0044] On représente schématiquement un moyen de stockage de courant 250, par exemple accumulateur électrique tel qu'une batterie qui assure une alimentation électrique des moteurs électriques 220 et 230.
[0045] Les moteurs électriques 220 et 230 entraînant les éléments vibrants 225 et 235 sont typiquement chacun concentrique avec le rouleau associé.
[0046]Ainsi, en considérant par exemple l'organe de déplacement 125, qui est par exemple un rouleau, cet organe de déplacement est entraîné par le moteur 120 définissant un premier axe de rotation. Le moteur électrique 220 réalise l'entrainement de l'élément vibrants 225 selon un axe concentrique au premier axe de rotation, par exemple avec un axe lié à l'élément de roulement 125 au moyen d'un palier, cet axe étant muni d'une ou plusieurs masses excentriques.
[0047] La figure 4 représente schématiquement une telle structure. On voit sur cette figure le moteur 120 qui entraîne en rotation l'organe de déplacement 125, ici un rouleau. Le moteur électrique 220 présente un axe de rotation concentrique à l'axe de rotation X-X du moteur 120. L'élément vibrant 225 est monté tournant par rapport à l'organe de déplacement 125 au moyen de roulements 236. On comprend que ce mode de réalisation n'est pas limitatif, et peut notamment s'appliquer à un ou plus des organes de déplacement et des éléments vibrant associés.
[0048] Les moteurs électriques 220 et 230 sont pilotés par un contrôleur 400, typiquement une unité de contrôle électronique communément désignée sous l'acronyme en langue anglaise « ECU » ou « Electronic Control Unit », et comprend également un convertisseur (également appelé variateur) qui contrôle la fréquence et le découpage du courant électrique pour piloter les moteurs. Notamment lorsqu'il s'agit de moteurs à aimants permanents, le convertisseur assure la mise en forme du courant qui alimente les moteurs pour les contrôler en couple et en vitesse. Le contrôleur 400 est typiquement configuré de manière à piloter individuellement chacun des moteurs électriques 220 et 230 afin de contrôler l'entrainement en rotation des éléments vibrants 225 et 235. Le système tel que représenté sur la figure 2 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 système de traction 100 dans le cas où ce dernier est un circuit hydraulique, mais elle peut également être employée pour le pilotage d'un frein 320 ou pour appliquer des pressions de pilotage.
[0049] Le circuit de gavage 300 est ainsi relié au système de traction 100 via un bloc de sécurité 150. Le bloc 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. L'organe de gavage 152 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 associée, ainsi qu'une protection en surpression.
[0050] Le bloc de sécurité 150 assure ainsi une pression minimale dans le système de traction 100 via l'organe de gavage 152 dès lors que la pompe de gavage 310 est actionnée, et réalise une décharge de pression lorsque la pression dans le circuit hydraulique du système de traction 100 dépasse une valeur de tarage via l'organe de décharge 154. A titre d'exemple, l'organe de décharge 154 associé au système de traction 100 peut être calibré à une pression de l'ordre de 350 bar. L'organe de décharge 154 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 l'organe de tarage 154 est typiquement définie en fonction des pressions admissibles par les différents composants du circuit hydraulique considéré, par exemple le cas échéant en fonction des pressions maximales admissibles par les moteurs hydrauliques 120, 130.
[0051] Le circuit de gavage 300 tel qu'illustré comprend une soupape tarée 330 en amont du bloc de sécurité 150, qui permet le cas échéant de définir la pression appliquée au frein 320. Le frein 320 peut être relié aux roues ou aux éléments vibrants 225 et 235. 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 du bloc d'échange 150. 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.
[0052] 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 réalise une fuite calibrée de la branche à plus basse pression du circuit pour renouveler l'huile en direction du réservoir R. 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 le clapet de gavage 257. 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 le bloc d'échange 150 au circuit de traction 100.
[0053]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, 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. [0054] Le clapet 340 fonctionne si la pompe 110 n'est pas activée. Dans ce cas le bloc d'échange n'est pas activé car il n'y a pas de différence de pression entre les lignes du circuit 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 le clapet 152
[0055] Le bloc d'échange 350 réalise un échappement de fluide du système de traction 100 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 du circuit 100 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 système de traction 100.
[0056] De plus, le tarage de la soupape tarée 345 va impacter la pression de gavage appliquée dans le système de traction 100 ; la baisse de pression entraînée par l'échappement d'huile dans la ligne basse pression du circuit de traction 100 va être compensée par le gavage.
[0057] Le contrôleur 400 est typiquement configuré de manière à ce que les éléments vibrants 225 et 235 actionnés, c'est-à-dire les éléments vibrants qui sont entraînés en rotation pour la réalisation de vibrations, 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 d'un ou des cylindres rotatifs 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. Le cylindre rotatif porte le palier de la masse vibrante associée.
Pour chaque cylindre muni d'une masse vibrante, les paliers de la masse vibrante et du cylindre sont donc concentriques. La vitesse rotation de l'arbre de la masse vibrante est égale à la somme de la vitesse de rotation du cylindre plus la vitesse de rotation différentielle entre le cylindre et l'arbre de la masse vibrante. On voit que la vitesse relative de rotation de la partie interne et externe du palier de la masse vibrante est diminuée de la vitesse de rotation du cylindre. Par ailleurs les frottements des paliers seront orientés de telle façon qu'ils contribuent à l'avancement du véhicule. De cette manière, la machine consomme moins d'énergie lorsqu'elle travaille avec la vibration enclenchée, et son autonomie est augmentée.
[0058]Comme indiqué précédemment, chaque élément vibrant peut par exemple comprendre une ou plusieurs masses vibrantes pouvant être actionnées indépendamment ou conjointement, ce qui permet notamment de faire varier l'amplitude des vibrations.
[0059] A titre d'exemple, on considère ici un cas où l'élément vibrant 225 comprend 2 masses A et B pouvant être entraînées en rotation. On distingue ainsi les différentes situations possibles :
- aucune masse n'est entraînée en rotation,
- seule la masse A est entraînée en rotation, la masse B est immobile. La masse A est alors entraînée en rotation dans le même sens que l'organe de déplacement associé.
- seule la masse B est entraînée en rotation, la masse A est immobile. La masse
B est alors entraînée en rotation dans le même sens que l'organe de déplacement associé.
- les masses A et B sont entraînées en rotation, dans le même sens que l'organe de déplacement associé.
[0060]0n comprend que cet exemple peut également s'appliquer pour un élément vibrant comprenant un nombre quelconque de masses, et pour l'un ou l'autre des éléments vibrant. Plus généralement, l'ensemble des éléments vibrants actionnés sont entraînés en rotation dans le même sens que l'organe de rotation associé.
[0061] Dans le cas où le contrôleur 400 pilote le système de traction 100, le contrôleur 400 dispose alors directement de l'information relative au sens de rotation des organes de déplacement 125 et 135, et peut donc piloter les moteurs électriques 220 et 230 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. Dans ce cas, on considère que le contrôleur 400, ou une interface homme-machine telle qu'un joystick de conduite, constitue un capteur de la situation de rotation, et du sens de rotation des organes de déplacement 125 et 135. En variante, le compacteur peut comprendre des capteurs adaptés pour délivrer une information au contrôleur 400 relative au sens de rotation des organes de déplacement 125 et 135, par exemple un capteur de rotation des moteurs 120 et 130 ou des organes de déplacement 125 et 135, ou tout autre capteur adapté notamment en fonction de la nature du système de traction 100. Le contrôleur 400 pilote ensuite les moteurs électriques 220 et 230 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.
[0062]0n peut distinguer sur le compresseur une partie vibrante, liée au rouleau, et une partie non vibrante, en particulier si le rouleau ou les roues sont isolées du châssis par un élément d'amortissement tel qu'un amortisseur, par exemple des tampons en caoutchouc. Les pièces liées au rouleau sont considérées comme des pièces vibrantes, tandis que le châssis ainsi que les différents éléments montés sur le châssis sont considérés comme non vibrants.
[0063] Comme indiqué précédemment, les moteurs électriques 220 et 230 sont typiquement pilotés par un contrôleur 400 et par une unité de commande, typiquement un variateur, que l'on désigne également par « convertisseur », incluant une carte de pilotage du moteur et une carte de puissance pour le découpage du courant. Les variateurs peuvent être dissociés des moteurs électriques et placés dans un environnement abrité des vibrations, par exemple fixés au châssis du compresseur, ou sur une autre partie non vibrante. Sur les figures, on représente par les références numériques 222 et 232 les variateurs associés respectivement aux moteurs électriques 220 et 230. D'une manière particulière, suivant la technologie du moteur choisi, chaque moteur électrique comprend un capteur de rotation ou de position lié à la carte de pilotage associée par un faisceau pour assurer le pilotage du courant d'alimentation du moteur par le variateur et la carte de puissance associés. Le capteur de position ou de vitesse est donc d'un type qui supporte les vibrations. D'une manière alternative, si la technologie du moteur employé est sans capteur, la carte de puissance ou la carte de contrôle du variateur sont adaptés pour déterminer la vitesse ou la position du rotor du moteur associé par la forme des courants d'alimentation. Pour ce type de moteur, il n'y a pas de capteur de vitesse ou de rotation qui reste sur le moteur électrique 220 et 230. Le faisceau électrique reliant le moteur au variateur est typiquement configuré supporté et fixé pour qu'il soit protégé des sollicitations dues à la vibration.
[0064] Un réducteur de vitesse, par exemple un réducteur à engrenage, plus particulièrement un réducteur épicycloïdal peut être positionné entre le moteur électrique et l'arbre des masses vibrantes à entrainer. On peut également envisager une structure avec des trains parallèles.
[0065] Le réducteur de vitesse peut par exemple être à passage central, c'est-à-dire qu'il comporte un dégagement au niveau de l'axe de rotation, pour pouvoir passer des arbres ou des commandes.
[0066] Une commande supplémentaire peut être prévue pour faire varier l'amplitude de vibration. Cette variation est obtenue par une excentration plus ou moins grande d'une masse d'un élément vibrant par rapport à son axe de rotation. Un système d'excentration est alors intégré et est adapté pour avoir le même fonctionnement dans les deux sens de rotation, de manière à pouvoir tourner dans les deux sens de rotation sans changer l'excentration.
[0067] La figure 3 présente un exemple d'une telle commande.
[0068] Dans l'exemple illustré, l'axe de pivotement Z-Z de la masse de l'élément vibrant 225 considéré intersecte l'axe de rotation du rouleau X-X associé, et est perpendiculaire à celui-ci. L'excentration est par exemple réalisée en écartant le barycentre de la masse de l'axe de rotation du rouleau X-X par un pivotement. La masse est alors par exemple articulée sur l'axe de pivotement Z-Z. Un pivotement de 90° de la masse fait varier l'amplitude de la vibration de zéro jusqu'au maximum. Un organe de commande 227 tel qu'commande axiale, par exemple qu'un vérin, une tige, ou un câble permet de faire varier l'excentration depuis l'extérieur du rouleau. L'organe de commande 227 peut par exemple passer par l'orifice central du moteur ou du réducteur à passage central.
[0069] Le moteur électrique 220 réalisant l'entrainement en rotation de l'élément vibrant 225 est ici représenté associé à un réducteur 221, et est par exemple déporté sur le côté du réducteur 221 associé.
[0070] En variante, un pignon denté de sortie du moteur électrique 220 peut être tangent à la couronne dentée du réducteur 221, ce qui réalise une excentration du moteur électrique 220 par rapport à l'axe de rotation de la sortie du réducteur 221. Une telle configuration dégage la partie centrale pour favoriser le passage d'éléments de commande.
[0071] Le système tel que proposé est notamment avantageux du fait de l'utilisation de moteurs électriques pour l'entrainement des éléments vibrants.
[0072] En effet, l'utilisation de moteurs électriques permet une intégration simplifiée par rapport à des systèmes hydrauliques ou pneumatiques communément employés pour de telles applications.
[0073] De plus, le pilotage de moteurs électriques peut être réalisé directement via le contrôleur 400, et le contrôle du sens de rotation est réalisé par application d'une commande au moteur électrique considéré. Ainsi, le système de vibration est flexible et réactif.
[0074] En outre, l'emploi de moteurs électriques pour la réalisation de l'entrainement des éléments vibrants permet de réaliser une liaison directe, ce qui est avantageux en termes de rendement et de bilan énergétique par rapport à un système qui emploie un circuit intermédiaire. Cela permet une meilleure compacité en limitant le nombre de composants à installer et la taille de la batterie pour une autonomie donnée, tout en conservant la visibilité du conducteur sur l’environnement de la machine.
[0075] Le système tel que proposé est aussi réversible, et permet de réaliser une fonction de récupération d'énergie lors de l'arrêt du système de vibration 200 comme on l'explique ci-après. [0076] De manière avantageuse, les moteurs électriques 220 et 230 du système de vibration 200 peuvent présenter un fonctionnement de générateur lors de l'arrêt du circuit de vibration 200. Lorsqu'on souhaite stopper le circuit de vibration 200, les éléments vibrants 225 et 235 vont temporairement continuer à tourner du fait de leur inertie. Ils vont ainsi entrainer en rotation l'arbre des moteurs électriques 220 et 230, qui vont alors réaliser une fonction de générateur électrique permettant de charger un moyen de stockage de courant tel que le moyen de stockage de courant 250, par exemple un accumulateur électrique tel qu'une batterie. Ainsi, tout ou partie de l'énergie des éléments vibrants est récupérée lors du freinage. 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.
[0077] 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.
[0078] 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] Compacteur comprenant :
- un premier rouleau (125) entraîné en déplacement par un système d'entrainement (100),
- un premier élément vibrant (225) comprenant une masse excentrée par rapport au premier rouleau (125), adapté pour générer des vibrations du premier rouleau (125),
- un premier moteur électrique (220), adapté pour entrainer en rotation le premier élément vibrant (225), dans lequel un contrôleur (400) est configuré de manière à piloter le premier moteur électrique (220) de manière à ce que le premier élément vibrant (225) soit entraîné dans un même sens de rotation que le premier rouleau (125).
[Revendication 2] Compacteur selon la revendication 1, comprenant un second rouleau (135) et un second élément vibrant (235) comprenant une masse excentrée par rapport au second rouleau (135), adapté pour générer des vibrations du second rouleau (135), et comprenant un second moteur électrique (230) configuré de manière à entraîner le second élément vibrant (235) et le contrôleur (400) est configuré de manière à piloter le second moteur électrique (230) de manière à ce que le second élément vibrant (235) soit entraîné dans un même sens de rotation que le second rouleau (135).
[Revendication 3] Compacteur selon la revendication 1, dans lequel le contrôleur (400) est adapté pour obtenir une information relative au sens de rotation du premier rouleau (125).
[Revendication 4] Compacteur selon la revendication 3, comprenant en outre un capteur adapté pour délivrer une information relative au sens de rotation du premier rouleau (125) au contrôleur (400).
[Revendication 5] Compacteur selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le système d'entrainement (100) comprend un moteur primaire (Ml), une pompe hydraulique (110) et un moteur hydraulique (120, 130) adapté pour entrainer le rouleau (125, 135) en rotation, le moteur primaire (Ml) étant adapté pour entrainer la pompe hydraulique (110) en rotation, de manière à alimenter le moteur hydraulique (120, 130).
[Revendication 6] Compacteur selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le premier moteur électrique (220) est configuré de manière à réaliser une fonction de générateur de courant par le premier moteur électrique (220) lors d'une phase de décélération de la rotation du premier élément vibrant (225).
[Revendication 7] Compacteur selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le premier moteur électrique (220) est associé à un réducteur (221), de manière à ce que la vitesse de rotation du premier élément vibrant (225) soit inférieure à une vitesse de rotation du premier moteur électrique (220).
[Revendication 8] Compacteur selon la revendication 7, dans lequel le réducteur (221) présente un passage central selon l'axe de rotation (X-X).
[Revendication 9] Compacteur selon l'une des revendications 7 ou 8, dans lequel la masse excentrée de l'élément vibrant est mobile en rotation selon un axe de pivotement (Z-Z) perpendiculaire à un axe de rotation (X-X) du rouleau, et dans lequel le compacteur comprend un organe de commande adapté pour faire varier l'excentration de la masse du premier élément vibrant (225) de manière à faire varier l'amplitude des vibrations.
[Revendication 10] Compacteur selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel le premier moteur électrique (220) est associé à une unité de commande montée sur un châssis fixe du compacteur.
[Revendication 11] Procédé de pilotage d'un système d'entrainement électrique pour la génération de la vibration au sein d'un compacteur, le compacteur comprenant :
- un premier moteur électrique (220) adapté pour mettre en rotation un premier élément vibrant (225),
- un système d'entrainement (100) adapté pour entrainer en rotation un premier rouleau (125), le système d'entrainement (100) comprenant un moteur primaire (Ml), une pompe hydraulique (110) et un moteur hydraulique (120) adapté pour entrainer le premier rouleau (125) en rotation, le moteur primaire (Ml) étant adapté pour entrainer la pompe hydraulique (110) en rotation, de manière à alimenter le moteur hydraulique (120) le procédé étant caractérisé en ce que le premier moteur électrique est piloté de manière à ce que le premier élément vibrant soit sélectivement entraîné dans un même sens de rotation que le premier rouleau (125).
[Revendication 12] Procédé selon la revendication 11, dans lequel lors de la décélération du premier élément vibrant (225), le moteur électrique (220) est entraîné en rotation de manière à générer un courant électrique et à charger un moyen de stockage de courant (250).
PCT/FR2023/050775 2022-06-02 2023-06-01 Compacteur et procédé de pilotage d'un système d'entrainement électrique pour la génération de vibrations au sein d'un compacteur WO2023233115A1 (fr)

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PCT/FR2023/050775 WO2023233115A1 (fr) 2022-06-02 2023-06-01 Compacteur et procédé de pilotage d'un système d'entrainement électrique pour la génération de vibrations au sein d'un compacteur

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4759659A (en) * 1987-07-01 1988-07-26 Fernand Copie Variable vibrator system
WO2000055430A1 (fr) * 1999-03-18 2000-09-21 Ulf Bertil Andersson Generateur de vibrations mecaniques
US20170016184A1 (en) * 2015-07-15 2017-01-19 Caterpillar Paving Products Inc. Vibratory Compactor Having Conventional and Oscillatory Vibrating Capability

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