FR2806849A1

FR2806849A1 - Rail d'alimentation electrique avec chariot collecteur

Info

Publication number: FR2806849A1
Application number: FR0003856A
Authority: FR
Inventors: Laurent Micheau; Bernard Thelier
Original assignee: REALISATIONS IND LYONNAISES S
Current assignee: REALISATIONS IND LYONNAISES S
Priority date: 2000-03-27
Filing date: 2000-03-27
Publication date: 2001-09-28
Anticipated expiration: 2020-03-27
Also published as: FR2806849B1

Abstract

A l'intérieur du rail (1) conformé en profilé (3), sont disposées longitudinalement des pistes électriquement conductrices (4), qui coopèrent avec des frotteurs de prise de courant (11) portés par le chariot collecteur (2), guidé par le rail (1), ce chariot étant lié à un élément mobile à alimenter électriquement. A l'intérieur du rail (1) il est prévu une piste de détection et/ ou de déplacement (17), qui coopère avec un détecteur (18) porté par la partie (7) du chariot collecteur (2) logée à l'intérieur du rail (1), le détecteur (18) étant relié à des moyens de traitement des signaux (23). La position et/ ou le déplacement de l'élément mobile associé peuvent ainsi être contrôlés.

Description

La présente invention concerne un rail d'alimentation électrique, conformé en profiléà l'intérieur duquel sont disposés longitudinalement des pistes électriquement conductrices, ce rail assurant le guidage d'un chariot collecteur de courant, liéà un élément mobileà alimenter électriquement, le chariot étant pourvu de frotteurs de prise de courant, venant au contact des pistes conductrices du rail.

Dans certaines industries, il convient de pouvoir alimenter, en énergie électrique, des éléments, ensembles ou appareils mobiles, par exemple des outils électriques,à utiliser en point variable,à l'intérieur d'une certaine zone,A cet effet, une solution technique connue consisteà utiliser un rail d'alimentation électrique avec chariot collecteur.

Le rail lui-même, disposé habituellement de facon horizontale, est constitué par un profilé en matière électriquement isolante, fermé de tous côtés excepté une fente longitudinale menagée sur sa face inférieure. A l'intérieur du profilé sont disposées pistes électriquement conductrices, notamment en cuivre, en nombre variable, ces pistes conductrices étant réparties sur les parois internes latérales et/ou supérieure du profilé.

Le chariot collecteur de courant comprend une partie logéeà l'intérieur du rail, et une partie située sous rail, ces deux parties étant reliées par une partie intermédiaire qui traverse fente longitudinale du profilé. La partie logéeà l'intérieur du rail est pourvue ou non de galets, qui roulent sur des pistes de guidage formées l'intérieur du profilé. Cette partie du chariot porte aussi des frotteurs de prise de courant, en contact glissant avec les pistes conductrices du rail. La partie du chariot collecteur située sous le rail sert de point de départ pour un câble d'alimentation électrique, dirigé vers l'élément mobileà alimenter, lequel "suit" le chariot dans ses déplacements.

Ainsi, quelle que soit sa position, le chariot collecteur assure la prise de courant, et l'amenée du courantà l'élément mobile associé. Le rail peut posséder des troncons rectilignes et/ou courbes, et il décrit éventuellement une boucle fermée, une prise de courant étant réalisable en tout point du rail.

Dans certains cas d'application l'élément mobile,à alimenter électriquement par le dispositif précédemment décrit, se trouve suspenduà un autre chariot, déplaçable le long d'un chemin de roulement parallèle au rail d'alimentation électrique. La position et/ou le déplacement de l'élément mobileà alimenter correspondent alorsà la position et/ou au deplacement du chariot collecteur de courant.

Dans ce dernier cas, il existe le besoin de connaître,à tout moment, la position occupée par l'élément mobile, que ce soit pour des raisons de sécurité, ou pour commander certaines actions de élément mobile dans des positions particulières. Ceci nécessite, actuellement, l'adjonction d'un appareillage spécial de contrôle de position dudit élément mobile. La présente invention viseà fournir une autre solution plus e simple et plus économique, permettant de détecter la position et/o. u le déplacement de l'élément mobile, associé au chariot collecteur de courant, en vue de la transmission de l'information de position et/ou de deplacement tout dispositif de contrôle-commande.

A cet effet, l'invention a essentiellement pour objet un rail d'alimentation électrique avec chariot collecteur, du genre ici concerné, dans lequel il est prévu,à l'intérieur du profilé constituant le rail une piste de détection de position et/ou de déplacement s'étendant de façon continue sur la longueur du rail, et coopérant avec un détecteur porté par la partie du chariot collecteur logéeà l'intérieur dudit rail, le détecteur étant reliéà des moyens de traitement des signaux issus de ce détecteur.

Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, la piste détection de position et/ou de déplacement est constituée par un élément continu cranté selon un pas régulier, notamment une courroie crantée, fixé longitudinalementà l'intérieur du rail, tandis que le détecteur, porté par le chariot collecteur, est un détecteur de type optique, par exempleà fibres optiques, situé en regard de l'élément cranté.

Ainsi, l'invention procure des moyens de détection de la position et/ou du déplacement du chariot collecteur, donc de l'élément mobile associéà ce chariot et alimenté électriquement par celui-ci, qui sont entièrement intégrés au rail d'alimentation et au chariot collecteur, et qui ne nécessitent donc aucun appareillage additionnel. Les déplacements de l'élément mobile peuvent ainsi être parfaitement contrôlés.

De plus, dans la forme de réalisation préférentielle de l'invention utilisant une courroie crantée, on dispose d'un moyen particulièrement économique, mais suffisamment précis, cet élément cranté étant d'une longueur indéfinie et pouvant suivre, si nécessaire, un trajet courbe. L'élément cranté, tel que courroie crantée, peut être logé dans une rainure longitudinale intérieure du profilé constitutif du rail, analogue aux autres rainures longitudinales de ce profilé qui reçoivent, de façon habituelle, les pistes conductrices.

Toutefois, dans une variante de l'invention, la piste de détection de position et/ou de déplacement est constituée par une règle ou une bande magnétique, fixée longitudinalementà l'intérieur du rail, et coopérant avec un détecteur de type magnétique.

Selon une autre variante, la piste de détection de position et/ou de déplacement est constituée par une simple bande graduée, fixée longitudinalementà l'intérieur du rail, et coopérant avec un détecteur de type optique.

Selon un mode d'exécution avantageux, les moyens de traitement des signaux, issus du détecteur porté par le chariot collecteur, comprennent une unité de traitement électronique portée par ce chariot collecteur lui-même. De plus, cette unité de traitement "embarquée" peut communiquer, par les pistes conductrices du rail lui-même, avec un boîtier de contrôle fixe, qui effectue un traitement complémentaire des informations pour les rendre utilisables.

pratique, le dispositif permet de détecter la position du chariot collecteur, de reconnaître son sens de déplacement, et de mesurer sa vitesse de déplacement.

De toute façon, l'invention sera mieux compriseà l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant,à titre d'exemple, une forme d'exécution de rail d'alimentation électrique avec chariot collecteur: Figure1 est une vue générale en perspective rail d'alimentation, avec partie arrachée,:et du chariot collecteur; Figure 2 est une vue en coupe transversale du rail et du chariot Figure3 est une vue en coupe longitudinale du chariot, de la zone correspondante du rail; Figure 4 est un schéma synoptique de l'ensemble du dispositif, avec l'élément mobile associé; Figure5 montre le détail du détecteur, et la carte électronique associée. Sur les figures, le repère1 désigne, dans son ensemble, rail d'alimentation électrique, tandis que le repère 2 désigne, globalement, un chariot collecteur de courant, guidé le long du rail1.

Le rail d'alimentation électrique1 est constitué par un profilé isolant3, à l'intérieur duquel sont disposées longitudinalement des pistes électriquement conductrices 4.

Le profilé isolant3 possède une section de forme rectangulaire, avec deux faces latérales, une face supérieure et une face inférieure, comme montré aux figures1 et 2. Une fente longitudinale5 est ménagée dans face inférieure du profilé3.

Les pistes conductrices 4 comprennent, dans l'exemple illustré, deux pistes conductrices 4 superposées placées sur une face latérale du profilé3, deux autres pistes conductrices 4 superposées placées sur l'autre face latérale du profilé3, et une dernière piste conductrice 4 placée la face supérieure du profilé3. Ces pistes conductrices 4 sont constituées notamment par des barrettes en cuivre, logées dans des rainures longitudinales intérieures6 du profilé3.

Le rail d'alimentation électrique1 est fixé, et notamment suspendu,à une structure de support, par des moyens appropriés tels que tiges de suspension, non représentés.

Le chariot collecteur de courant 2 comprend une partie supérieure7 logéeà l'intérieur du rail1, et une partie inférieure8 située sous rail1 ; ces deux parties7 et8 sont reliées entre elles par une partie intermédiaire9, qui traverse verticalement la fente longitudinale5 du profilé 3.

La partie supérieure7 du chariot 2 est pourvue de galets10, qui roulent sur des pistes de guidage forméesà l'intérieur du profilé3. Cette partie supérieure7 porte aussi des frotteurs11 de prise de courant, associés aux différentes pistes conductrices 4 du rail1. Dans l'exemple illustré, chaque frotteur11 se compose de deux balais 12 en cuivre, montés aux extrémités d'une lame-ressort métallique13 fixée, par sa partie centrale, au corps de la partie supérieure7 du chariot 2.

La partie inférieure8 du chariot 2 se présente comme un boîtier, d'où part un câble d'alimentation électrique 14 qui aboutità un élément mobile, schématisé en15 sur lafigure 4, qui est associé au chariot 2. Dans la région de sa fente longitudinale5, le profilé3 porte deux lèvres d'étanchéité16, appliquées de part et d'autre de la partie intermédiaire9 du chariot 2.

Selon l'invention, il est prévu encore,à l'intérieur du profilé3 constitutif du rail d'alimentation électrique1, une piste de détection de position et/ou de déplacement, constituée par une courroie crantée17. Celle-ci coopère avec un détecteur18 de type optique, porté par la partie supérieure7 du chariot collecteur de courant 2.

La courroie crantée17, s'étendant dans la direction longitudinale du rail1, est logée et retenue dans une rainure longitudinale intérieure19 du profilé3. Elle se situe ainsi sur une paroi latérale de ce profilé3, entre les deux pistes conductrices 4 portees par la même paroi. Les crans ou dents 20 de la courroie crantée17 se succèdent selon un pas P constant, par exemple égalà 1,25 mm- voir aussi la figure5.

Le détecteur optique18 est porté par le corps de la partie supérieure7 du chariot 2, de manièreà se situer regard de la courroie crantée17. Il s'agit d'un détecteurà fibres optiques 21 et 22, reliéà une carte électronique23 "embarquée", cette carte électronique23 étant logée dans la partie inférieure8, en forme de boîtier, du chariot 2.

La carte électronique23 inclut plusieurs sous-ensembles fonctionnels, comme schématisé sur la figure5 : - Un bloc 24 de traitement optique assure, de façon analogique, la détection des crans ou dents 20 (fronts montants) de la courroie17. On notera que ce bloc 24 réalise aussi, par un dispositif additionnel25, la détection du point origine d'un tronçon du rail1, de manièreà assurer une remiseà zéro, par exemple tous les quatre mètres, afin d'éviter toute dérive indésirable dans la détection de position.

- Un bloc26 de traitement de l'information assure le comptage, le traitement et la conversion des fronts montants, et effectue le calcul de la position, du sens de déplacement et de la vitesse du chariot 2.

- Un dernier bloc27, servant de transmetteur, assure l'adaptation électrique des signaux, afin de permettre leur transmission sous forme numérique, les pistes conductrices 4 du rail1, vers un boîtier de contrôle fixe28.

Le boîtier de contrôle28, aussi visible sur la figure 4 qui reçoit ainsi informations transmises par les conducteurs de puissance du rail 1, effectue un traitement complémentaire de ces informations, pour les rendre utilisables après traitement. En particulier, les signaux reçus sont traités l'intérieur de ce boîtier de contrôle28, de manière' délivrer, sur une sortie29, un signal de type "codeur incrénental" et, sur une autre sortie une information de vitesse sous forme analogique (tension électrique proportionnelleà la vitesse).

Comme il va de soi, l'invention ne se limite pasà la seule forme d'exécution de ce rail d'alimentation électrique avec chariot collecteur qui a été décrite ci-dessus,à titre d'exemple; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention: en modifiant la forme du profilé constitutif du rail et/ou le nombre des pistes conductrice de ce rail; en remplaçant la courroie crantée par tout élément cranté analogue, tel que crémaillère, ou encore par une règle ou une bande magnétique, ou une bande gr aduée, coopérant avec un détecteur approprié; en disposant la courroie crantée, ou autre piste de détection équivalente, en toute positionà l'intérieur du rail; - en modifiant la configuration du chariot collecteur, lequel peut posséder une structure monobloc (au lieu de plusieurs parties), et peut aussi être un chariot glissant, dépourvu de galets; - en traitant de manière différente les signaux issus du détecteur; - en associant le dispositifà tout élément, ensemble ou appareil mobileà alimenter électriquement, dont la position et/ou le déplacement sontà contrôler. REVENDICATIONS 1 - Rail d'alimentation électrique(1), conformé en profilé(3) à l'intérieur duquel sont disposées longitudinalement des pistes électriquement conductrices (4), ce rail(1) assurant le guidage d'un chariot collecteur de courant (2) liéà un élément mobile(15) à alimenter électriquement, dont la position et/ou le déplacement correspondentà la position et/ou au déplacement du chariot collecteur de courant (2), ce chariot (2) étant pourvu de frotteurs de prise de courant(11), venant au contact des pistes conductrices (4) du rail(1),caractérisé en ce qu'il est prévu,à l'intérieur du profilé(3) constituant le rail(1), une piste de détection de position et/ou de déplacement(17, 20) s'étendant de façon continue sur la longueur du rail(1), et coopérant avec un détecteur(18) porté par une partie(7) du chariot collecteur (2) logéeà l'intérieur dudit rail (1), le détecteur(18) étant reliéà des moyens de traitement(23, 28) des signaux issus de ce détecteur(18).

2- Rail d'alimentation électrique avec chariot collecteur selon la revendication1, caractérisé en ce que la piste de détection de position et/ou de déplacement est constituée par un élément continu cranté selon un pas régulier (P), notamment une courroie crantée(17, 20), fixé longitudinalementà l'intérieur du rail(1), tandis que le détecteur, porté par le chariot collecteur (2), est un détecteur de type optique(18), par exemple à fibres optiques (21, 22), situé en regard de l'élément cranté(Il 7, 20).

3 - Rail d'alimentation électrique avec chariot collecteur, selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément cranté, tel que courroie crantée(17, 20), est logé dans une rainure longitudinale intérieure(19) du profilé(3) constitutif du rail(1), analogue aux autres rainures longitudinales (6) de ce profilé(3) qui reçoivent les pistes conductrices (4).

4- Rail d'alimentation électrique avec chariot collecteur selon la revendication1, caractérisé en ce que la piste de détection de position et/ou de déplacement est constituée par une règle ou une bande magnétique, fixée longitudinalementà l'intérieur du rail(1), et coopérant avec un détecteur de type magnétique.

5 - Rail d'alimentation électrique avec chariot collecteur selon la revendication1, caractérisé en ce que la piste de détection de position et/ou de déplacement est constituée par une bande graduée, fixée longitudinalementà l'intérieur du rail(1), et coopérant avec un détecteur type optique.

6 - Rail d'alimentation électrique avec chariot collecteur selon l'une quelconque des revendications1 à 5, caractérisé en ce que moyens traitement des signaux, issus du détecteur(18) porté par chariot collecteur (2), comprennent une unité de traitement électronique (23) portée par ce chariot collecteur (2) lui-même.

7 - Rail d'alimentation électrique avec chariot collecteur selon revendication6, caractérisé en ce que l'unité de traitement "embarquée" (23) communique, par les pistes conductrices (4) du rail(1) lui-même, avec un boitier contrôle fixe(28), qui effectue un traitement complémeniaire des informations.

- Rail d'alimentation électrique avec chariot collecteur selon la revendication6 ou7, caractérisé en ce que l'unité de traitement électronique(23) réalise aussi, par un dispositif additionnel(25), la détection point origine d'un tronçon du rail(1), de manièreà assurer une remiseà zéro.