La présente invention concerne un dispositif de branchement automatique de circuits électriques et/ou fluidiques entre deux appareils, dont l'un au moins est mobile, sans nécessité de la présence d'un opérateur à proximité des organes d'accouplement, comprenant sur chacun des appareils au moins un élément coupleur et sur l'un des appareils un système d'accouplement à vérin.
On connaît déjà par le document FR-A-1 214 457 un dispositif de branchement automatique de circuits électriques et fluidiques entre deux rames de matériel ferroviaire, comprenant un organe de couplage mécanique avec verrouillage, et des coupleurs électrique et pneumatique.
De tels dispositifs conviennent pour du matériel ferroviaire, où un opérateur peut commander manuellement sur place les accouplements ou désaccouplements, ou tout au moins venir contrôler ceux-ci lorsqu'ils sont commandés-à distance à partir d'une cabine de conduite. Ils sont d'un emploi plus difficile lorsque la précision de positionnement des appareils est moindre, par exemple dans le cas de l'accouplement de wagons-poches de matériau fondu à relier à un poste fixe, ou bien de la commande en sidérurgie de poches de coulée à partir d'un organe de transport de celles-ci d'un poste de chargement à un poste de coulée, où l'opérateur est exposé à des projections de métal fondu.
La présente invention a pour but de permettre un accouplement et un désaccouplement automatiques rapides de circuits électriques et/ou fluidiques entre deux appareils dont le positionnement l'un par rapport à l'autre ne peut être assuré avec précision, ou dans un milieu dangereux, sans nécessiter la présence d'un opérateur à proximité des organes d'accouplement des circuits. Elle est pourvue de systèmes de sécurité ayant pour but d'éviter les fausses manoeuvres dans de telles opérations d'accouplement et de désaccouplement automatiques.
Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que l'élément coupleur d'au moins l'un des appareils est supporté par un dispositif permettant un débattement vertical ou horizontal pour assurer un accouplement correct même avec un positionnement approximatif des deux appareils, et en ce qu' il comprend en outre sur chaque appareil deux dispositifs de rappel dans l'axe d'alignement selon deux directions perpendiculaires entre elles et perpendiculaires à cet axe, d'une part du vérin d'accouplement, d'autre part de l'élément coupleur de l'appareil ne portant pas le vérin d'accouplement.
Il répond en outre de préférence à au moins l'une des caractéristiques suivantes:
Il est décrit ci-après, à titre d'exemple et en référence aux figures de dessin annexé, un dispositif de branchement automatique de circuits électriques et pneumatiques entre un pivoteur et une poche de coulée d'une usine sidérurgique.
Dans la figure 1, le pivoteur 1 se compose d'une partie gauche 2 supportant la poche 4, et d'une partie droite 3 supportant la poche 5. Les moitiés gauche de la poche 4 et droite de la poche 5 sont représentées en coupe horizontale. Les deux parties 2 et 3 du pivoteur tournent autour d'un axe 7. De part et d'autre du pivoteur sont disposées des passerelles d'accès pour le personnel 8 et 9. Sur la partie en haut à gauche de la figure sont représentés schématiquement l'ensemble des organes de branchement électrique et pneumatique 10 du pivoteur et 11 de la poche 4. Il en est de même pour les organes de branchement de la poche 5.
Dans la figure 2, on voit en élévation le berceau 12 du pivoteur de réception de la poche 4 et l'ensemble 10 des organes de branchement électrique et pneumatique du pivoteur, vu selon la fléche Il de la figure 1. Cet ensemble est protégé des projections éventuelles d'acier fondu par un capotage en U de tôles épaisses 13,14,15 l'entourant sur trois côtés, visible également sur la figure 3.
Sur la figure 3, à échelle agrandie, on voit l'arrière du vérin d'accouplement 20 des organes de connexion pneumatique, ainsi qu'un dispositif 21 de rappel dans l'axe d'accouplement dans un plan horizontal des connexions, et deux dispositif verticaux 22, 23 de suspension et de rappel dans l'axe réglant l'inclinaison du vérin 20 et des connexions autour de l'axe horizontal. Le dispositif de rappel dans l'axe 21 s'appuie sur une tôle solidaire de la paroi latérale du berceau du pivoteur par l'intermédiaire d'un axe 24, et les dispositif de rappel dans l'axe 22 et 23 sur la tôle supérieure de protection par l'intermédiaire d'axes 25, 26.
La figure 4 représente à échelle agrandie, avec coupe partielle par un plan horizontal, le détail IV de la figure 1.
On voit le vérin 20 d'accouplement pneumatique, le dispositif de rappel dans l'axe 21 de celui-ci dans un plan horizontal par rotation autour de l'axe vertical 21A, ainsi que la pièce femelle 27 de connexion pneumatique solidaire du pivoteur. En face de celle-ci, est disposée la pièce mâle 28 de connexion pneunatique solidaire de la poche 4, et comportant um cône de guidage 44. La pièce 28 est portée par une rotule 29, portée elle-même par une pièce 30 fixée sur la paroi de la poche 4. Elle est protégée des projections d'acier par um capotage en tôle épaisse 31. Le dispositif de rappel dans l'axe 32, s'appuyant sur l'axe 33 solidaire de la tôle 34 fixée sur la paroi de la poche, assure son rappel dans l'axe dans un plan horizontal.
La figure 5 est une vue schématique en élévation du dispositif de connexion selon la flèche V de la figure 1. On y voit parmi les organes solidaires du berceau 12 du pivoteur le vérin d'accouplement pneumatique 20, son axe vertical de rotation 21A, l'un des dispositifs de rappel dans l'axe 23 de l'appareil réglant son inclinaison autour de son axe horizontal, la pièce femelle 27 d'accouplement pneumatique, l'organe 37 d'accouplement électrique et le vérin 38 de commande de l'accouplement électrique. Du côté des organes solidaires de la poche 4, la pièce mâle d'accouplement pneumatique 28, supportée par la pièce fixe 30 par l'intermédiaire de la rotule 29, voit son orientation autour de son axe horizontal réglée par un dispositif de rappel dans l'axe 35 s'appuyant sur l'axe 36 fixé sur la tôle 40. Sur cette pièce d'accouplement pneumatique est fixée la pièce d'accouplement électrique 39, faisant face à la pièce d'accouplement 37 solidaire du pivoteur.
La figure 6 représente à plus grande échelle en élévation le dispositif de connexion de la figure 5, en position de désaccouplement. On y voit plus en détail la pièce femelle 27 d'accouplement pneumatique comprenant les deux jonctions de canalisation 47 et 48 (par exemple l'une pour de l'air, l'autre pour de l'argon), et un capteur 51 de la position de la pièce 27 au contact de la pièce 28, et destiné à commander la manoeuvre d'accouplement électrique lorsque l'accouplement pneumatique est réalisé. Au vérin de commande 20 de l'accouplement pneumatique sont associées deux tiges de guidage, dont seule l'une 45 est visible.
Du côté de la poche de coulée, la pièce mâle d'accouplement pneumatique 28 comporte un cône de guidage 44 facilitant le centrage mutuel des accouplements pneumatiques comportant les jonctions de canalisations 49 et 50, et permettant ainsi l'accouplement même avec un positionnement approximatif de la poche par rapport au pivoteur.
Les organes d'accouplement électrique associés au pivoteur comprennent la pièce mobile 37 d'embrochage, masquée en position de désaccouplement par le cache 41, ce dernier s'effaçant par rotation de 90° dans la position 41A lorsque la pièce d'embrochage est poussée en position d'accouplement 37A par son vérin 38, auquel sont associées deux tiges de guidage, dont seule l'une 46 est visible. Un capteur 52 de détection de la position de la pièce 37 commande un contact électrique ne permettant le désaccouplement pneumatique que lorsque le désaccouplement électrique est déjà réalisé.
En face de la pièce 37 d'embrochage associée au pivoteur se trouve la pièce fixe 39 associée à la poche de coulée. Cette dernière pièce est également masquée en position de désaccouplement par le cache 42, qui s'efface également par rotation de 90° lors de l'accouplement électrique.
La figure 7 représente le même dispositif de connexion que la figure 6, mais en position d'accouplements pneumatique et électrique. Les jonctions de canalisations 47 et 49 d'une part, 48 et 50 d'autre part, sont réalisées sous l'effet de la manoeuvre du vérin 20, qui repousse la tige 53 et les tiges de guidage 45.
Le vérin de commande de la comnexion électrique 38, solidaire de la pièce femelle 27, a amené en contact les pièces embrochables 37 et 39, les caches 41 et 42 s'étant écartés par rotation.
Le dispositif de connexion compremd en outre un circuit pneumatique ou électrique de sécurité (non représenté) permettant de désaccoupler rapidement les jonctions pneumatiques et électriques en cas d'incident de fonctionnement de la poche.
L'invention s'applique avantageusement, comme décrit en référence aux figures, au branchement automatique de circuits électriques et fluidiques entre un pivoteur et une poche de coulée de matériau liquide. Mais elle a aussi d'autres applications, notamment aux branchements entre un wagon de transport d'un matériau fondu et un poste fixe, et de manière plus générale aux branchements de circuits électriques et fluidiques en milieu dangereux ou non accessible.