"Procédé et appareil pour la détection et la commande du mouvement
d'un organe mobile"
La présente invention est relative à la détection des mouve-
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pour commander un ou plusieurs paramètres associés à cet organe mobile.
Il existe de nombreuses activités industrielles, commerciales et autres pour lesquelles il est désirable de commander le déplacement d'un organe mobile. Un exemple de telles activités est le fonctionnement d'un chariot élévateur pour le transport d'objets d'un emplacement à un autre. A cause du désir de parvenir à une productivité maximum à partir du chariot élévateur, la pratique générale parmi les utilisateurs a été de mettre à profit la transmission en tant que mécanisme de freinage, en amenant cette transmission au sens d'entraînement opposé avant que la vitesse de déplacement du véhicule ait été réduite dans une mesure appropriée.
Le résultat de cette opération se traduit de façon perturbatrice par les frais excessifs résultant de pannes fréquentes du véhicule, exigeant en général le remplacement ou la réparation de la transmission et la perte de productivité du véhicule au cours de la période requise pour ce remplacement ou cette réparation.
Un autre exemple d'activité impliquant la commande du déplacement d'un organe mobile est le maintien d'un mouvement prédéterminé d'un transporteur, par exemple pour la fourniture continue de nombres ou quantités spécifiées d'objets ou de matières
à des stations de traitement ultérieures.
Des dispositifs de détection et de commande de mouvement pour les activités précitées et d'autres on déjà été offerts. Toutefois, ils se caractérisent en général par des degrés excessifs d'imprécision, d'absence de reproductibilité et des constructions complexes entraînant des frais excessifs de fabrication, d'entretien et de réparation.
Dans son principe de base, le procédé et l'appareil suivant l'invention utilisent un organe mobile pour produire des signaux de bruit qui sont transformés en des signaux de courant continu
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prédéterminés produits qui, lorsqu'ils correspondent aux premiers signaux, permettent à une modification de mouvement et/ou à un autre phénomène de se produire.
C'est grâce à ce principe de base que le but principal de l'invention est atteint, à savoir surmonter les désavantages précités des dispositifs de détection et de commande de mouvement antérieurs.
Un autre but important de l'invention est d'offrir un procédé et un appareil du genre décrit qui permettent la commande
d'un mouvement avec précision dans une large gamme de conditions
de mouvement.
Un autre but important est d'offrir un procédé et un appareil du genre dépeint qui sont souples dans leur application à la détection et à la commande de mouvements et d'autres phénomènes associés à une large variété de types d'organes mobiles.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels:
La figure 1 est une vue en élévation latérale partielle d'un chariot élévateur dans lequel est incorporé un appareil de détection et de commande de mouvement suivant l'invention. La figure 2 est un schéma de circuits électriques et hydrauliques associés au chariot élévateur de la figure 1 afin de détecter et de commander son mouvement.
Les figures 3a, 3b et 3c sont des schémas électriques illustrant des variantes de réalisation de transducteurs convenant pour
une utilisation dans l'appareil suivant l'invention.
La figure 4 est une vue en élévation latérale partielle d'une pédale d'accélérateur utilisée sur le chariot élévateur de la figure 1 en combinaison avec l'appareil suivant l'invention. La figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne 5-5 de la figure 4. La figure 6 est un schéma de circuits électriques utilisés dans l'appareil suivant l'invention. La figure 7 est une vue en plan partielle d'un système de transporteur dans lequel est incorporé un appareil de détection et de commande de mouvement suivant l'invention. La figure 8 est un schéma partiel représentant une variante des circuits de la figure 6 à utiliser avec le système de transporteur de la figure 7. La figure 9 est une vue partielle raccourcie en élévation latérale d'une variante de réalisation d'une commande à pression de fluide utilisable avec le chariot élévateur de la figure 1.
La figure 10 est une vue en coupe partielle suivant la ligne
10-10 de la figure 9.
les figureslla à lle sont des représentations schématiques de diverses étapes de fonctionnement de la commande à pression de fluide de la figure 9.
La figure 12 est un schéma d'un circuit électrique associé à la commande à pression de fluide de la figure 9.
Bien que le procédé et l'appareil suivant l'invention trouvent de larges applications, comme mentionné précédemment, on
les décrira en se référant au fonctionnement d'un chariot élévateur tel qu'illustré à la figure 1 et d'un système de transporteur tel qu'illustré à la figure 7. En se référant tout d'abord à la forme de réalisation de la figure 1, le chariot élévateur comprend un châssis 10 porté par une paire de roues avant entraînées 12
et une roue ou une paire de roues arrière non entraînées 14. Dans l'application suivant l'invention, la ou les roues arrière ne sont pas équipées d'un mécanisme de freinage. Toutefois, si l'appareil suivant l'invention doit être utilisé avec un véhicule
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nisme de freinage, une roue folle supplémentaire engageant le sol peut être prévue, comme il sera évident d'après la description
qui suit.
Le chariot élévateur est équipé d'un moteur à combustion
interne ou d'un autre type approprié de moteur d'entraînement,
enfermé dans un carter 16. La vitesse du moteur est commandée
par une pédale d'accélérateur 18. L'arbre de sortie du moteur
est couplée d'une manière classique aux roues avant motrices
12, par l'intermédiaire d'une transmission à rapport variable 20
(figure 2). La transmission est normalement commandée par un
levier de rapport 22 monté sur la colonne de direction. Ce levier
est couplé par un assemblage de tringlerie à la tige faisant
saillie 24 d'une soupape de commande hydraulique 26 qui agit de manière à commander la mise en extension et en retrait longitudinale d'une tige de piston 28 d'un cylindre de changement de rapport hydraulique 30. Ce cylindre agit de manière à amener la transmission 20 à des positions de marche avant, de point neutre
et de marcher arrière.
Etant donné que tout ce qui précède est bien connu et classique, on ne l'a pas illustré en détail. Toutefois, pour une référence ultérieure, il convient de remarquer en ce point que la soupape de commande 26 illustrée plus en détail à la figure 9,
est du type à noyau classique dans lequel les positions de marche avant, de point neutre et de marche arrière sont situées grâce à un assemblage d'arrêt avec trois gorges annulaires dans le noyau de soupape disposées de manière à recevoir sélectivement une bil- <EMI ID=5.1>
de la soupape.
La forme de réalisation de l'invention illustrée à la figu-
re 1 agit en détectant la vitesse de déplacement du chariot élé-
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sitions de marche avant et de marche arrière jusqu'à ce que la vitesse du chariot élévateur ait été réduite à une amplitude prédéterminée. Dans ce but, la liaison de tringlerie entre le levier de commande 22 et la tige en saillie 24 de la soupape de commande
26 est découplée et cette tige est couplée à l'armature d'un solénoide en va-et-vient à rappel par ressort et à position centrale neutre (figure 2). L'assemblage de transmission classique reste inchangé. Ainsi, la sortie de l'alimentation en pression hydraulique de la transmission à commande assistée 20 est connectée
une
par un conduit 32 à \ entrée de la soupape de commande 26. Un réservoir d'accumulation 34 peut communiquer avec le conduit de pression 32, pour conserver une réserve de pression de fluide. Une soupape de retenue 35 dans le conduit 32 est interposée entre le réservoir 34 et la source de pression 20, comme il doit être entendu. La lumière de sortie de la soupape est connectée par un con- duit 36 au carter de l'alimentation en pression hydraulique et
les lumières de sortie de marche avant et de marche arrière de
la soupape sont connectées par des conduits 38 et 40 aux extrémités opposées du cylindre de commande assistée 30. La tige de piston 28 en saillie du cylindre est couplée de façon classique à la transmission.
Le solénoîde à double action agit de manière à commander le fonctionnement de la soupape de commande 26. Il comprend une paire de bobines 42 et 44 et une armature mobile commune couplée à la tige de soupape 24. La sélection de l'entraînement en marche avant ou en marche arrière pour le chariot élévateur est effectuée manuel-lement par l'opérateur en déplaçant les contacts de commutateur .---
46 et 48 (figure 6) vers des positions alternées correspondant à la marche avant et à la marche arrière. Une commande manuelle des contacts de commutateur peut être réalisée de diverses façons. Par exemple, le levier de commande de rapport 22 peut être couplé d'une manière désirée quelconque aux contacts de commutateur afin de permettre une sélection grâce à la manipulation classique du levier de commande de rapport, en gardant présent à l'esprit que celui-ci
est isolé de la soupape de commande 26. D'une autre façon, une manipulation des contacts de commutateur peut être réalisée grace
à un levier de commutation 50 monté sur une boite de commande 52
qui abrite les circuits électroniques de la figure 6. Ce boîtier
peut être monté sur le tableau de bord du chariot élévateur pour permettre un accès aisé de la part de l'opérateur.
Un agencement préféré pour la commande par l'opérateur des contacts de commutation est illustré aux figures 4 et 5 des dessins. La pédale d'accélérateur 18 est munie à son extrémité avant
de prolongements latéraux dirigés à l'opposé 54. Une plaque oscillante allongée transversalement 56 surplombe les prolongements la.téraux en association espacée par rapport à ceux-ci et elle est supportée au centre de manière à permettre un mouvement de pivotement suivant l'axe longitudinal de la pédale 18 grâce à dés moyens tels qu'un assemblage à bille et douille allongé 58 ou grace à plusieurs unités à bille et douille espacées longitudinalement.
Entre la plaque oscillante et les prolongements latéraux sous-
jacents sont interposés, au voisinage des extrémités opposées, des organes élastiques 60. Ceux-ci agissent de manière à maintenir la plaque oscillante pratiquement parallèle aux prolongements latéraux sous-jacents, mais en permettant à la plaque oscillante de
pivoter autour de l'axe du pivot central, dans le sens soit des ai-guilles d'une montre, soit dans le sens opposé (figure 5). Les organes élastiques peuvent se présenter sous la forme de ressorts hélicoïdaux ou à lames ou d'autres moyens appropriés. Dans la forme de réalisation illustrée, ils sont constitués par des blocs de matière spongieuse ou d'autres formes de caoutchouc convenablement élastiques.
Au voisinage des extrémités opposées de l'assemblage de prolongements latéraux 54 et de plaque oscillante sus-jacente 56 se trouvent des commutateurs à lamas 46 et 48 coopérant avec des aimants permanents 46' et 48'. Les commutateurs à lames sont représentés comme étant supportés sur la face inférieure de la plaque oscillante, tandis que les aimants associés sont portés par la face supérieure des prolongements latéraux. Ces positions de montage peuvent être inversées, comme il sera évident.
Dans la position de repos normale de la plaque oscillante, pratiquement parallèlement aux prolongements latéraux sous-jacents, la paire de commutateurs à lames est espacée des aimants associés. Dans cette position, les contacts de commutation des commutateurs
à lames occupent les positions en traits pleins illustrées à la figure 6. Toutefois, lorsque l'opérateur fait pivoter son pied sur la pédale d'accélérateur pour amener la plaque oscillante à pivoter dans le sens opposé à celui des aiguilles d'une montre autour du pivot central 58, le commutateur à lames de gauche 48 est rapproché de son aimant associé. Ceci a pour résultat un déplacement des contacts de ce commutateur vers la position en pointillés illustrée à la figure 6 et la sélection en résultant de la marche arrière pour le chariot élévateur.
D'une façon analogue, lorsque l'opérateur déplace son pied sur la pédale d'accélérateur pour faire pivoter la plaque oscillante dans le sens des aiguilles d'une montre autour du pivot central, le commutateur à lames de droite
46 est déplacé vers son aimant associé, avec une commutation en résultant de ce contact vers la position en pointillés illustrée à la figure 6, pour la sélection de la marche avant du chariot élé- vateur.
Les manipulations qui précèdent permettent simplement une sélection initiale du sens d'entraînement par l'opérateur. Toutefois,
la mise en action finale du système d'entraînement dans le sens sélectionné n'est pas établie jusqu'à ce que le déplacement du véhicule dans le sens opposé ait été réduit à une amplitude pré- déterminée, après quoi les circuits illustrés à la figure 6 fonc-
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traînement.
Le système de détection et de commande de mouvement de la figure 6 utilise un transducteur 62 (figure 1) du type qui trans- forme des signaux de bruit en des signaux de tension en courant alternatif correspondants. Des exemples de tels transducteurs sont représentés schématiquement aux figures 3a, 3b et 3c. Aux figures 3a et 6, le transducteur se présente sous la forme d'un cristal piézo-électrique 64. Un transducteur de ce genre est du type céramique disponible commercialement sous le nom de modèle Astetic 89T. Il est connecté à une extrémité d'une sonde métallique allongée 66, dont l'extrémité opposée est disposée en contact glissant avec l'une des roues folles 14 du chariot élévateur, comme illustré à la figure 1. La figure 3b illustre un transducteur inductif 68, tandis que la figure 3c illustre un transducteur capacitif 70.
Ceux-ci peuvent être amenés à fonctionner de nombreuses façons bien connues des techniciens en la matière.
Dans tous les cas, les signaux de bruit ou parasites produits
par le contact glissant de la sonde 66 sur la roue folle 14 sont <EMI ID=8.1>
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respondants en courant alternatif. Toutefois, à cause de la nature erratique de ces tensions de. sortie, une dépense considérable est impliquée par l'établissement de circuits destinés à les réduire
à des valeurs pratiques et à identifier les signaux de bruit qui sont uniquement en rapport avec le transducteur. Par conséquent, une caractéristique importante de l'invention est que la sortie de signal de tension en courant alternatif provenant du transducteur est transformée en courant. A cette fin, les signaux de ten-
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à passer par une résistance de charge de ligne pour les transformer en courants, afin de réduire au minimum les effets de bruit
ou de parasite induits dans la ligne par des sources extérieures ou étrangères. Ces courants sont amplifiés par un amplificateur opérationnel de ligne équilibré 72, par exemple du type Norton, afin d'établir une sortie de courant amplifiée quel que soit le type de dispositif d'entrée utilisé. Un potentiomètre de commande de sensibilité 74 permet un ajustage grossier grace auquel un niveau désiré de ce courant amplifié est sélectionné pour effectuer les fonctions ultérieures nécessaires.
Le niveau sélectionné de courant amplifié est alors envoyé dans un amplificateur inverseur 76. Une capacité 78 et une résistance 80 offrent une fonction de résistance et capacité qui supprime un niveau désiré de bruit à faible fréquence et une résistance
82 ainsi qu'une capacité 84 offrent une réaction à haute fréquence permettant d'éliminer par filtrage un niveau désiré de bruits à haute fréquence.
La sortie pratiquement constante provenant de l'inverseur est alors couplée par l'intermédiaire d'un rhéostat de réglage de vitesse 86 à un intégrateur de courant continu 88. Le réglage de <EMI ID=11.1>
vitesse agit en tant qu'étalonnage fin pour régler la détection de mouvement sur le chariot élévateur entre un état d'arrêt brutal et une vitesse désirée, par exemple de 15 mètres par seconde. L'intégrateur à courant continu agit de manière à transformer la
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teur inverseur 76 en un niveau de sortie en courant continu qui est directement proportionnel au bruit engendré dans le spectre de fréquences sélectionné du transducteur.
La sortie en courant continu de l'intégrateur est appliquée à un circuit de bascule de Schmitt 90 caractérisé par une fonction d'hystérésis extrêmement large. Par exemple, il est réglé pour être excité approximativement pour 8 volts et il est ramené à l'état initial approximativement à 2 volts. La sortie en onde carrée provenant de la bascule de Schmitt est appliquée à un inverseur
à transistor d'interface 92. Cet inverseur remplit la double fonction de réduire le niveau de tension jusqu'à une valeur, par exemple de 5 volts, convenable pour l'utilisation dans les circuits suivants et d'inverser le signal en onde carrée pour l'application à une porte NON-ET 94. Cette porte est de préférence du type à entrées multiples permettant l'introduction d'un nombre désiré quelconque de paramètres à commander. Parmi ceux-ci peuvent se trouver des conditions telles que la température de l'eau et de l'huile du moteur, la pression de l'huile, la vitesse du ventilateur de refroidissement à air et d'autres. Des transducteurs appropriés sont disponibles à cette fin, comme il doit être entendu. La porte NON-ET illustrée agit de manière à offrir une sortie à bas niveau si et uniquement si toute les entrées vers la porte se trouvent à haut niveau.
La fonction inverse, c'est-àdire une sortie à haut niveau avec toutes des entrées à bas niveau peut être offerte en incorporant une porte NON-ET supplémentaire ou un inverseur.
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Des moyens sont prévus pour appliquer à la porte NON-ET des signaux de commande prédéterminés avec lesquels doivent être comparés les signaux d'entrée précités appliqués à cette porte NON-ET. Dans la forme de réalisation illustrée, le générateur de signaux de commande comprend les vis platinées 96 d'un moteur de véhicule. Le contact à haute tension est couplé à un transistor d'entrée 98 par l'intermédiaire d'une diode de Zener de protection 100, une constante de temps à résistance et capacité offerte par une résistance 102 et une capacité 104 afin de réduire au minimum les problèmes de rebondissement des vis et un diviseur de tension constitué par des résistances 102 et 106 destinées à éviter une polarisation exagérée du transistor.
La sortie du transistor d'entrée 98 est une impulsion de forme améliorée et elle est appliquée à un circuit à bascule de Schmitt intégré 108 possédant une fonction d'hystérésis beaucoup plus étroite que celle du circuit à bascule de Schmitt 90 décrit précédemment. Le signal de sortie en onde carrée des circuits
à bascule de Schmitt est couplé par une porte NON-ET inverseuse
110 à la borne d'entrée de déclenchement 2 d'un circuit intégré
de multivibrateur monostable 112. A titre d'illustration, le circuit 112 peut être constitué par un circuit intégré modèle
n[deg.] NE 555 fabriqué par la firme Signetics, Inc., et les numéros des bornes correspondent à ceux du fabricant. La configuration
de ce multivibrateur monostable est telle qu'il n'est stable que dans un seul état et qu'il est instable dans l'autre. Ainsi, une impulsion de déclenchement d'entrée d'allure négative à la borne
2 produit une impulsion de commande de sortie positive à la borne 3 possédant une durée déterminée par la constante de temps offerte extérieurement d'un réseau d'accumulation d'énergie constitué
par la capacité 114, une résistance 116 et une résistance de potentiomètre 118. Ce réseau est connecté à la borne d'entrée de <EMI ID=14.1>
7. Lorsque cette constante de temps s'écoule, la capacité s'est chargée jusqu'à un niveau qui ramène le multivibrateur à son état
de sortie zéro.
Simultanément, la sortie en onde carrée du circuit à bascule
de Schmitt 108 est appliquée à la base du transistor de décharge
120 qui agit de manière à décharger le condensateur de réglage de temps 114. Ce dernier fixe la période de temps au cours de laquelle la sortie du multivibrateur monostable est à haut niveau. Ainsi, si le condensateur se décharge avant que la sortie n'est tombée à zéro et que le condensateur continue à se décharger, la sortie du multivibrateur restera à son état positif. Toutefois,
si la cadence d'impulsions provenant des vis platinées ou d'allu-
mage 96 est plus rapide que la constante de temps établie par les résistances 116 et 118 et la capacité 114, la sortie du multivibrateur restera positive, parce que la même impulsion est utilisée pour redécharger le condensateur de réglage de temps 114 à zéro.
Le condensateur de réglage de temps doit se charger jusqu'à
un peu plus des deux tiers de la tension appliquée avant de pou-
voir ramener la sortie à zéro. Par conséquent, la résistance de potentiomètre ajustable 116 agit en tant que moyen de réglage
de la largeur d'impulsion de sortie pendant laquelle le multivibrateur est bloqué. De la sorte, un nombre prédéterminé d'impulsions par seconde, produit par le fonctionnement des vis d'allumage. est identifié en fonction du nombre de tours par minute du moteur. Comme expliqué ci-après, les circuits de commande agissent au-dessus d'une vitesse de rotation prédéterminée du moteur,
de manière à empêcher le changement de position de la transmission.
Il convient de remarquer en ce point que le multivibrateur monostable pouvant être ramené à l'état initial est ajustable dans une plage extrêmement large, c'est-à-dire que la constante de temps peut être modifiée entre une période de temps extrêmement brève,
par exemple inférieure à une milliseconde, et une période de temps très longue, par exemple supérieure à une heure. Par conséquent, cette souplessement de fonctionnement permet admirablement l'adap- tation à de très nombreuses applications autres que la commande particulière décrite ici.
La sortie positive du multivibrateur monostable est appliquée
à un circuit d'univibrateur RD 122, à déclenchement par le flanc.
Ce signal d'entrée peut être transféré à la sortie uniquement lorsqu'une impulsion d'horloge offerte par une entrée en onde carrée positive à l'inverseur 110 et appliquée au circuit univibrateur
par un conducteur 124, est d'allure positive. A n'importe quel
autre moment, la sortie restera inchangée, quelle que soit l'entrée provenant du multivibrateur. Si une impulsion d'horloge retombe à zéro avant que n'arrive l'impulsion d'entrée suivante, l'entrée à partir du multivibrateur sera toujours zéro en ce moment dans le temps. Toutefois, si la vitesse des impulsions d'horloge est supérieure à la constante de temps présélectionnée du multivibrateur, l'entrée vers le circuit univibrateur à partir
du multivibrateur restera à l'état positif lorsque l'impulsion d'horloge parvient et la sortie du circuit univibrateur sera positive. Cette cadence est ajustable par le potentiomètre 118.
Il convient de remarquer en ce point que les impulsions de circuit de commande peuvent être dérivées de divers autres moyens
que les vis d'allumage ou platinées 96 illustrées. Ainsi, par exemple, les impulsions peuvent être dérivées d'une onde sinusoïdale en courant alternatif, d'une large variété de générateurs d'impulsions ou de divers types de transducteurs qui agissent de manière à convertir diverses propriétés physiques en des signaux électriques correspondants.
Les signaux de commande de sortie provenant du circuit univibrateur RD 122 sont envoyés à la porte NON-ET 94 où ils sont comparés aux signaux d'entrée provenant de l'inverseur d'interface
92 associé à un ou plusieurs des circuits de paramètres ou phénomènes mentionnés précédemment. La porte NON-ET peut donc être considérée comme un moyen de commande de paramètres ou de phénomènes.
La sortie à partir de la porte NON-ET de commande de phénomènes est envoyée dans un circuit de bascule de Schmitt 126 qui agit, en établissant un niveau de tension en dessous duquel la sortie est coupée et au-dessus duquel la sortie est offerte, de manière à offrir une protection vis-à-vis d'une instabilité de température. La sortie du circuit de bascule de Schmitt est appliquée à un excitateur de ligne à charge d'émetteur 128 qui offre une sortie à basse impédance, une impulsion bien façonnée et une commande à forte intensité et faible tension.
L'excitateur de ligne 128 et les autres circuits décrits ci-après sont mis en action par la sortie de signal détecté provenant de la porte NON-ET et ils seront par conséquent dénommés circuits de détection. Ces circuits peuvent être agencés de manière à fonctionner, en réponse à de tels signaux détectés, pour actionner des moyens de détection tels que des appareils de mesure visuelle ou enregistreurs, des lampes, des dispositifs d'avertissement, des dispositifs de commande de mouvement tels que les solénoîdes de déplacement décrits précédemment, etc.
Ainsi, dans la forme de réalisation illustrée à la figure 6, la sortie provenant de l'excitation ou commande de ligne est couplée aux contacts 46 et 48 des commutateurs actionnés indépendamment qui commandent les circuits d'excitation de sortie pour les
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quand les deux bobines 42 et 44 sont hors circuit, l'armature rappelée par ressort revient en une position neutre centrale. Par conséquent, la soupape de commande hydraulique 26 est également ramenée à la position neutre. Ainsi, l'assemblage d'arrêt de position normalement prévu dans la soupape de commande et mentionné précédemment, est mis hors d'action, par exemple en enlevant la bille rappelée par ressort. Ceci est effectué parce que l'agencement à solénoïdes permet un positionnement convenable du noyau
de la soupape dans les trois positions de réglage et une puissance
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carter le noyau de soupape des arrêts.
A titre d'explication seulement, la figure 6 représente également un circuit d'actionnement pour une bobine de solénoïde
de position neutre 130. Il peut être incorporé lorsque le solénoîde de la figure 2 est remplacé par un solénoide comportant trois bobines, dont la bobine centrale agit de manière à amener la soupape de commande à la position neutre.
Etant donné que les circuits d'actionnement pour les bobines de solénotde de rapport de marche avant, de position neutre et de rapport de marche arrière sont identiques, leurs composants sont désignés par les mêmes référence.
Aux fins de la présente description, on admettra que le chariot élévateur circule dans un sens de marche avant (le contact de commutateur 46 occupant la position en pointillés illustrée à la figure 6) et que l'opérateur désire alors inverser le sens de marche. Il fait pivoter son pied sur la pédale d'accélérateur 18 de manière à amener la plaque oscillante 56 à pivoter dans le sens opposé à celui des aiguilles d'une montre depuis la position illus- <EMI ID=18.1>
che arrière 48 vers son aimant associé 48'. Ceci déplace le contact de commutateur 48 vers la position en pointillés de la figure 6 et ramène le contact de commutateur 46 à la position en traits pleins.
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que le transistor d'actionnement principal 138 soit conducteur
en tout temps. Ainsi, lorsque le mouvement de marche avant du véhicule a été réduit jusqu'à une amplitude prédéterminée, comme expliqué ici, un signal électrique provenant de l'excitation de j ligne 128 est envoyé par l'intermédiaire du contact de commutateur
48 à l'électrode de porte d'un redresseur commandé au silicium 140.
Ceci amène ce dernier à débiter par l'intermédiaire de la bobine
de solénoïde de rapport de marche arrière 44. Cette dernière est
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que 26 jusqu'à la position dans laquelle le cylindre de commande
30 est actionné de manière à effectuer l'inversion de la transmission 20.
Il convient de remarquer qu'en associant la sonde de trans- ducteur 66 à une roue non entraînée et non freinée, le fonctionne- ment du mécanisme de détection et de commande suivant l'invention ne peut pas être shunté ou contourné d'une autre façon par un opérateur.
Lorsque l'opérateur ramène la plaque oscillante 56 de la pédale d'accélérateur 18 à la position neutre illustrée à la figure 5 ou fait pivoter la plaque oscillante dans le sens des aiguilles d'une montre de manière à provoquer un déplacement de la transmission vers la marche avant et que la vitesse de marche arrière du véhicule a été réduite jusqu'à l'amplitude prédéterminée précitée, un signal électrique est appliqué par l'intermédiaire du transistor inverseur 132 à la base d'un transistor 134, pour bloquer ce dernier. Ceci provoque un blocage du transistor de verrouillage 138 avec le déverrouillage en résultant du redresseur commandé au silicium 140 et la mise hors d'action de la bobine de
solénoide de rapport de marche arrière 44. La soupape de commande
i
26 est ainsi ramenée soit à la position neutre, soit à la position
de marche avant, en fonction de la position jusqu'à laquelle l'opérateur a déplacé la plaque oscillante.
Comme expliqué précédemment, lorsque les circuits d'actionnement de la figure 6 sont utilisés, le mécanisme d'arrêt prévu habituellement dans la soupape de commande est mis hors d'action. Lorsque l'on désire utiliser ce mécanisme d'arrêt, chacun des circuits de commande ou d'entraînement illustrés à la figure 6
peut être modifié en omettant le redresseur commandé au silicium
140 et en remplaçant le transistor NPN 134 par un transistor PNP.
De la sorte, le transistor de blocage ou de verrouillage 138 ezt normalement non conducteur et il est rendu conducteur momentanément seulement par un signal provenant du transistor d'excitation
de ligne 128. Cette mise sous tension momentanée de la bobine de solénoïde ou de soupape de commande associée agit de manière à déplacer la soupape 26 jusqu'à la position d'arrêt appropriée où
elle est maintenue par le mécanisme d'arrêt après que le solénoïde
a été mis hors circuit.
On se rendra compte que les solénoïdes 42, 44 et 130 peuvent être utilisés ou être remplacés par d'autres moyens appropriés de manière à actionner des indicateurs avertissant l'opérateur de l'arrivée aux conditions convenables pour effectuer une commande manuelle de la transmission.
Les circuits illustrés à la figure 6 sont construits utilement et économiquement en utilisant divers circuits intégrés dis-ponibles commercialement. Par exemple, les composants 72, 76, 88 et 90 peuvent être offerts en utilisant un circuit intégré modèle n[deg.] LM 3900 fabriqué par la firme National Semiconductor Corp.;
les circuits de bascule de Schmitt 108 et 128 peuvent être offerts par un circuit intégré modèle n[deg.] SN 7413 fabriqué par la firme Texas Instruments; la porte NON-ET 110 peut être un modèle
SN 7400 et la porte NON-ET 94 un modèle n[deg.] SN 7400, SN 7410 ou
SN 7440 (en fonction du nombre de phénomènes à commander), tous fabriqués par la firme Texas Instruments Corp.; et le circuit univibrateur RD à déclenchement par un flanc 122 peut être offert
par un circuit intégré modèle n[deg.] SN 7474 fabriqué par la firme Texas Instruments Inc.
Avec de légères modifications, les circuits de la figure 6 peuvent être utilisés pour détecter et commander le mouvement d'autres dispositifs mobiles, comme par exemple un système de transporteur. Ainsi, en se référant à la figure 7 des dessins, on a illustré un transporteur principal allongé 150 entraîné par un moteur électrique 152 qui lui est couplé par des moyens tels que des pignons 154 et 156 et une chaîne de liaison 158. Dans la forme de réalisation illustrée, le moteur électrique est du type réversible, dont le fonctionnement est commandé par les bobines de solénoîde 42, 44 et 130 illustrées à la figure 6. Les bobines de solénoîde fonctionnent de manière à commander des commutateurs contenus dans le carter 160 et incorporés dans le circuit électrique du moteur.
Des rails de guidage espacés 162 bordent les côtés opposés du transporteur principal et sont interrompus à intervalles de manière à recevoir des portes pivotantes grâce auxquelles des objets P sur le transporteur principal sont dirigés sélectivement vers un transporteur de sortie désiré parmi plusieurs. Deux de ces transporteurs de sortie 164 et 166 sont illustrés et chacun d'eux est équipé de rails de guidage latéraux 168. La porte 170 associée au transporteur du côté aval 164 est représentée en position d'ouverture afin de faire dévier des objets du transporteur principal vers le transporteur latéral en amont 164, tandis que
la porte 172 associée au transporteur en aval 166 est fermée.
Il doit être entendu que des moyens sont prévus pour faire pivoter les portes entre des positions d'ouverture et de fermeture. Ces moyens peuvent être actionnés manuellement ou grâce à divers moyens mécaniques commandés à distance, suivant les désirs.
Aux portes sont associés des commutateurs 46 et 48, respectivement, qui ont été décrits précédemment. Chacun de ces commutateurs est fermé lors de l'ouverture de la porte associée, par exemple à l'aide d'un bras d'actionnement de commutateur 174 accompagnant le déplacement de la porte.
Le transducteur de bruit 62 est monté sur le système de transporteur de manière à engager la sonde associée 66 avec le transporteur principal 150 en mouvement.
Au lieu des vis d'allumage ou platinées 96 de la figure 6
en tant que source de signaux commandés prédéterminés, on peut utiliser n'importe quel type parmi plusieurs de générateurs d'impulsions électriques. Dans la forme de réalisation illustrée,
une unité détectrice d'impulsions magnétiques 176 est située au voisinage du pignon d'entraînement 154 sur le moteur électrique
152, le pignon assurant le montage d'au moins un élément d'aimant au voisinage de sa périphérie afin d'actionner l'unité émettrice pendant le fonctionnement du moteur.
En se référant à présent aux figures 6 et 8, les impulsions de sortie provenant de l'unité d'émission magnétique 176 sont appliquées à un amplificateur et façonneur d'impulsions 178, dont la sortie est couplée à un circuit de bascule de Schmitt intégré 108, décrit précédemment. Avec cette variante, les circuits de la figure 6 agissent de la manière décrite précédemment pour détecter et commander le mouvement du transporteur principal 150 dans le sens de marche avant grace à une mise en action de la bobine de solénoîde 42, dans le sens de marche arrière grâce à une mise en action de la bobine de solénoïde 44 et de manière à arrêter le transporteur grace à une mise en action de la bobine de solénoîde 130.
Ainsi, par exemple, si des objets sur le transporteur principal se recueillent ou s'accumulent à l'endroit de la porte ouverte 170, entraînant la réduction de la vitesse du transporteur principal à une valeur inférieure à une amplitude prédéterminée, les circuits agissent de manière à mettre hors circuit le moteur et à arrêter le transporteur principal.
Les figures 9 à 12 illustrent des moyens gr3ce auxquels les mouvements réversibles d'un chariot élévateur ou autre dispositif mobile sont amorcés par une manipulation manuelle d'un levier, comme par exemple le levier de commande 22 de la figure 1 et ensuite achevés automatiquement grâce au fonctionnement des circuits détecteurs de mouvement de la figure 12.
Les figures lla à lle sont des représentations schématiques des divers mouvements d'un système de liaison ou d'embiellage à perte de course illustré à la figure 9.
En se référant tout d'abord aux figures 9 et 10 des dessins, l'élément de noyau 180 de la soupape de commande hydraulique 26 a été représenté en pointillés afin de révéler les arrêts de marche avant, de position neutre et de marche arrière 182, 184
et 186, respectivement, avec la bille d'arrêt 188 et le ressort de rappel 190 associés. La tige 24 reliée au noyau fait saillie à partir du carter de la soupape 26 et est couplée à l'extrémité en saillie d'une tige de piston 192. L'extrémité opposée de la
<EMI ID=21.1>
d'un mouvement de va-et-vient dans une chambre 196 d'un cylindre
à double chambre 198. La seconde chambre 200 du cylindre est i- solée de la première au moyen d'une cloison de séparation 202 et elle enferme un second piston 204 destiné à y être animé d'un mouvement de va-et-vient. Une tige de piston 206 reliée au second piston fait saillie vers l'extérieur à travers la paroi d'extrémité opposée du cylindre et son extrémité externe est reliée
à pivotement, par exemple par une goupille pivot 208, à un levier
210 fixé à la tige de levier de changement de vitesse 22 et en en faisant saillie latéralement. Le levier 210 est doté d'une fente allongée 212 (figure 10) à travers laquelle s'étend librement la goupille pivot 208, afin d'accepter le mouvement de pivotement
du levier 210 pour réaliser un déplacement rectiligne de la tige de piston 206.
Entre les extrémités de la tige de levier de changement de vitesse 22 se trouve un mécanisme d'arrêt qui agit de manière à identifier les positions de marche avant, neutre et de marche arrière pour y maintenir le levier de manière libérable. Ainsi,
à la tige de commande est fixé un épaulement élargi 214 doté de trois arrêts espacés périphériquement 216. Un boîtier 218 enferme l'épaulement et il est maintenu contre une rotation par la connexion à un organe structural approprié du véhicule. Une ouverture dans le bottier enferme une bille d'arrêt 220 et un ressort de rappel 222. Ce dernier est repoussé par une vis de serrage ajustable 224 à l'aide de laquelle la compression du ressort peut être ajustée. A ce sujet, ce ressort est ajusté pour offrir une force légèrement supérieure sur la bille par rapport à la force du ressort de rappel 190 de la bille d'arrêt 188 du noyau de soupape.
L'extrémité de droite de la chambre de cylindre 196 communique par un conduit flexible 230 avec une lumière d'une soupape
à solénoïde 232. L'extrémité de droite de l'autre chambre de cylindre 200 communique également par un conduit flexible 234 avec cette même lumière de soupape. La soupape est dotée d'une lumière d'admission 236 et d'une lumière d'échappement 238. Lorsque la source de pression de fluide est de l'air, la lumière d'échappement débouche simplement vers l'atmosphère. Si la source est constituée par un fluide hydraulique, la lumière d'échappement communique avec un carter de pompe, comme il sera évident.
Les extrémités de gauche des deux chambres de cylindre communiquent avec des lumières d'échappement 240. Si la source de pression est de l'air, ces lumières d'échappement débouchent simplement dans l'atmosphère, tandis que si la source de pression
est constituée par un fluide hydraulique, ces lumières d'échappement communiquent avec le carter de la pompe.
La soupape à solénoide 232 est actionnée par un solénoïde
242 commandé par les circuits dans le bottier 52 et illustrés
à la figure 12. Dans une position de réglage, la soupape fait communiquer la lumière d'admission 236 avec la lumière à laquelle sont connectés les conduits flexibles 230 et 234. Dans une seconde position de réglage, la soupape fait communiquer la lumière d'échappement 238 avec la lumière à laquelle sont connectés les conduits flexibles.
Il convient de remarquer que les conduits flexibles 230
et 234 permettent un déplacement rectiligne du cylindre 198 qui est supporté de façon flottante sur les tiges de piston 192 et <EMI ID=22.1>
de la figure 12, le solénoïde 242 est mis en action pour amener la soupape 232 à la position appliquant une pression de fluide
<EMI ID=23.1>
lorsque la vitesse du chariot élévateur ou d'un autre dispositif mobile a atteint une amplitude minimum prédéterminée. Jusqu'à
ce que cette vitesse minimum soit atteinte, la soupape reste dans la position de réglage dans laquelle les extrémités de droite
des chambres de cylindre communiquent avec la lumière d'échappement 238. Dans cette position de réglage, le levier de commande
22 peut être déplacé vers l'une quelconque des positions de marche avant, neutre et de marche arrière sans provoquer un déplacement du noyau de soupape 180. Toutefois, lorsque la vitesse minimum précitée est atteinte et qu'il en résulte la mise en action
du solénoïde 242, la soupape est amenée à la position dans laquelle une pression de fluide est appliquée aux côtés de droite des deux chambres de cylindre. Dans ces conditions, les deux pistons sont amenés à rencontrer les extrémités de gauche de leurs chambres associées, soit par un déplacement des pistons, soit par un déplacement du cylindre par rapport à eux.
Par conséquent, on se rendra compte que l'agencement de pistons et cylindres décrit agit en tant que liaison à perte de course lorsque les chambres de cylindre sont mises en communication avec l'échappement et en tant que liaison rigide entre le levier de commande et le noyau de soupape lorsque les chambres de cylindre sont mises en communication avec la source de pression de fluide.
Les fonctions précitées de l'assemblage de cylindre ont été
<EMI ID=24.1> les mêmes positions qu'à la figure 9, à savoir lorsque les deux
<EMI ID=25.1>
chambres de cylindre respectives 196 et 200, le noyau de soupape
180 est maintenu en position neutre par la bille d'arrêt rappelée
<EMI ID=26.1>
neutre(figure 10).
En admettant que les extrémités de droite des deux chambres de cylindre sont mises en communication avec la lumière d'échappement 238, il est évident que le piston de droite 204 peut être déplacé vers la droite librement à travers sa chambre 200, en faisant pivoter le levier de commande 22 dans le sens opposé à celui des aiguilles d'une montre jusqu'à la position de réglage correspondant à la marche avant (figure 10) sans modifier la position neutre du noyau de soupape 180. De même, si le levier de commande est amené à pivoter dans le sens des aiguilles d'une montre jusqu'à la position de réglage correspondant à la marche arrière
à partir de la position neutre illustrée à la figure lla, le piston de droite 204 sera amené à se déplacer vers la gauche. Comme illustré à la figure llb, ce déplacement vers la gauche du piston de droite provoque un déplacement vers la gauche simultané du cylindre 198. Toutefois, étant donné que les extrémités de droite des deux chambres de cylindre sont mises en communication avec l'échappement, le piston de gauche 194 est maintenu dans la même position qu'à la figure lla à cause de la force élastique de la bille d'arrêt de noyau 188. Par conséquent, malgré que le levier de commande a été déplacé jusqu'à la position de marche arrière,
le noyau de soupape reste dans la position neutre. Il en résulte que la transmission reste également en position neutre.
En se référant à présent à la figure llc, on admettra que
la vitesse du véhicule a été réduite jusqu'au minimum prédéterminé pour lequel les circuits de la figure 12 sont mis en action pour exciter le solénoide de soupape 242 et amener la soupape 232 à
<EMI ID=27.1>
<EMI ID=28.1>
200. Etant donné que la bille d'arrêt 220 sur le levier de commande
22 est rappelée par le ressort 222 avec une intensité supérieure à celle de la bille d'arrêt de noyau de soupape 188, l'application d'une pression de fluide à l'extrémité de droite de la chambre de cylindre de gauche 196 repousse le piston de gauche 194 vers la gauche à partir de sa position de la figure llb. Le noyau de soupape 180 est donc déplacé vers la gauche jusqu'à la position dans laquelle la bille d'arrêt 188 engage l'arrêt de droite 186. Ce déplacement du noyau de la soupape provoque la fourniture de fluide hydraulique au cylindre de commande hydraulique 30 (figure 2) pour provoquer un déplacement de la transmission jusqu'à la position d'entraînement en marche arrière.
On se rendra compte d'après ce qui précède que l'opérateur
du véhicule ou autre dispositif mobile peut présélectionner une position de rapport ou de marche en déplaçant convenablement le
levier de commande 22 mais que la commutation effective de la transmission n'aura pas lieu jusqu'à ce que la vitesse de déplacement du véhicule ou autre dispositif mobile a été réduite au minimum voulu. A ce moment, le fonctionnement des circuits de la figure 12 provoque automatiquement le fonctionnement de l'assemblage de cylindre pour achever la commande présélectionnée.
On admettra à présent que l'opérateur décide de présélectionner une condition de marche avant alors que le véhicule ou autre dispositif mobile se déplace en marche arrière à une vitesse supérieure à la vitesse minimum prédéterminée. En se référant à la figure lld, l'opérateur fait pivoter le levier de commande 22 dans le sens opposé à celui des aiguilles d'une montre à partir de la position de marche arrière jusqu'à la position de marche a- vant (figure 10). Ce déplacement du levier a pour résultat un déplacement simultané du piston de droite 204 vers la droite depuis la position illustrée à la figure llc jusqu'à celle illustrée
à la figure lld. Toutefois, étant donné que les extrémités de droite des deux chambres de cylindre sont en communication avec la lumière d'échappement 238, ce déplacement vers la droite du pis-
ou
ton ne s'accompagne d'aucun déplacement du cylindre 198\du noyau
de soupape 180.
Avec le levier de commande 22 ainsi préréglé à la position
de marche avant, on admettra que la vitesse de déplacement en marche arrière est réduite jusqu'au minimum prévu. Le fonctionnement des circuits de commande de la figure 12 met alors en action
le solénoide de soupape 242 pour amener la soupape 232 à la position dans laquelle une pression de fluide est appliquée aux extrémités de droite des deux chambres de cylindre (figure lle).
Etant donné que la bille d'arrêt de levier de commande 220 est rappelée par le ressort 222 dans une mesure supérieure à celle
de la bille d'arrêt de noyau de soupape 188, la pression de fluide fournie à l'extrémité de droite de la chambre de cylindre de
droite 200 amène le cylindre 198 à être déplacé vers la droite depuis la position de la figure lld jusqu'à ce que le piston de droite 204 rencontre l'extrémité de gauche de sa chambre. Ce déplacement vers la droite du cylindre 198 provoque un déplacement vers la droite correspondant du piston de gauche 194 et par conséquent du noyau de soupape 180, jusqu'à la position dans laquelle la bille d'arrêt 188 engage l'arrêt de gauche 182. La soupape
26 est ainsi ajustée à la position dans laquelle du fluide hydraulique est fourni au cylindre de commande 30 pour amener la trans-mission 20 à la position de marche avant.
En se référant à présent à la figure 12, les signaux de tension en courant alternatif provenant du transducteur 64 sont amenés à passer par une résistance de charge de ligne 250 pour les transformer en courants, comme décrit précédemment. Ces courants sont amplifiés par un amplificateur à filtre passe-haut 72 et ensuite par un amplificateur à filtre de bande 76. Ceci procure une fréquence de fonctionnement centrale qui est essentiellement identique à celle du transducteur d'entrée. Cette sortie est connectée par une diode 252 à un amplificateur intégrateur à courant continu 88. La tension de courant continu variable fournie à l'amplificateur est directement proportionnelle au bruit engendré par le transducteur.
Ainsi, grace à ces moyens de réduction au minimum des bruits extérieurs ou étrangers, le système peut être utilisé efficacement pour détecter et commander le mouvement de dispositifs qui à cause de leur voisinage ou d'autres facteurs, engendrent ou sont voisins de quantités excessives de bruits
qui pourraient sans cela provoquer un déclenchement erroné des circuits.
La sortie de l'amplificateur 88 est une tension en courant continu qui représente l'amplititude de déplacement du dispositif. Cette tension de sortie est appliquée à une bascule de Schmitt 90 dont la sortie est connectée à un transistor de circuit ET 254. La sortie de ce transistor agit de manière à exciter le solénoîde de commande 242 par l'intermédiaire de transistors 134, 136 et
138: de la même manière que celle décrite précédemment.
Si on le désire, un second solénoïde 256 peut également être excité par le circuit d'excitation ou d'actionnement précité. Ce solénoîde peut par exemple actionner un instrument enregistreur <EMI ID=29.1>
ou un autre moyen de contrôle afin d'offrir une preuve visuelle ou enregistrée du fonctionnement du dispositif mobile.
Le circuit NON-ET comprend aussi un second transistor 258 qui répond à des signaux de commande prédéterminés, d'une manière analogue à celle de la porte NON-ET 94 décrite précédemment. Dans la forme de réalisation illustrée à la figure 12, la source de signaux de commande prédéterminée comporte le circuit d'allumage d'un moteur de chariot élévateur comme à la figure 6. Toutefois, à la figure 12, un noyau de ferrite 260 est couplé au conducteur électrique 262 reliant la bobine d'allumage au commutateur d'allumage. La circulation de courant résultant de la fermeture des contacts ou vis d'allumage est ainsi couplée par l'intermédiaire du noyau de ferrite et du transistor amplificateur 264 au circuit intégré 266 dans lequel il est façonné jusqu'à une impulsion de dimension particulière.
A ce sujet, il doit être entendu que le fonctionnement du système d'allumage implique un temps de crois-
qui
sance\produit des impulsions de sortie de largeur variable, inversément proportionnelle à la vitesse du moteur. Toutefois, la différence de ces largeurs d'impulsion par rapport au temps et en nombre est très faible en moyenne. Cette impulsion de sortie moyenne est appliquée à un circuit façonneur 266 qui possède une durée de temps particulière. Par conséquent, les impulsions de sortie provenant du circuit façonneur ont une largeur constante quelle que soit la vitesse du moteur.
Les impulsions de sortie à largeur constante sont redressées par une diode 268 de manière à offrir une tension moyenne en courant continu pour le nombre des impulsions. Cette tension est appliquée à un amplificateur de courant continu 270. Un rhéostat
272 permet un réglage grâce auquel le solénoïde de blocage de commande de rapport 242 est actionné pour une amplitude désirée de vitesse du moteur.
La sortie de l'amplificateur 270 est appliquée à un circuit
de bascule de Schmitt 274, dont la sortie est connectée au transistor de circuit NON-ET 258.
Par conséquent, afin d'actionner le solénoïde de blocage
de commande de rapport 242, on doit appliquer des signaux aux
deux transistors 254 et 258, un signal étant obtenu par le transducteur 64 et l'autre étant dérivé du système d'allumage du moteur. Si l'un ou l'autre de ces signaux n'est pas présent, le solénoïde de commande de rapport ne peut pas être mis en action.
Comme dans le circuit de la figure 6, le circuit de la figure 12 peut aussi être complété pour incorporer un ou plusieurs phénomènes supplémentaires à commander. Ainsi, des transistors supplémentaires, tels que le transistor 276 illustré, peuvent
être connectés en série avec les transistors série 254 et 258,
la base de chaque transistor étant agencée de manière à recevoir
un signal de commande dérivé d'une source de paramètre ou de phénomène désirée 278, de la même façon que le transistor 258.
reçoit les signaux de commande du système d'allumage. Par exemple,
le transistor 276 peut être agencé de manière à recevoir un signal de commande représentant une température maximum prédéterminée de l'huile ou de l'agent de refroidissement du moteur, une pression d'huile de moteur minimum prédéterminée, une vitesse de ventilateur de refroidissement minimum prédéterminée, etc. Grâce
à ces moyens, le véhicule est mis hors d'action lorsque l'un quelconque des paramètres incorporés dans les circuits atteint un
état dépassant des limites préréglées.
D'après ce qui précède, on se rendra compte que l'invention offre un nouveau procédé pour la détection et la commande du mouvement d'un organe mobile avec un appareil qui a une construction