Brevet FR2009171A1 — publié le 19700130

La présente invention concerne un mécanisme anti-oscilla-toir» et anti-giratoire, et plus spécialement un mécanisme de ce type capable d'arrêter ou de s'opposer aux mouvements pendulaires d'une charge allongée suspendue à partir d'une plate-forme 5 de levage mobile telle que le chariot d'une grue ou d'une grue mobileo Un problème habituellement rencontré lors de la manutention d'une cttarge au moyen de grues mobiles et de chariots de grues est l'oscillation ou le mouvement giratoire de la charge 10 Qui se produit du fait que celle-ci est suspendue par les câbles et doit être déplacée horizontalement par la grue alors qu'elle est ainsi suspendue. Pendant ce mouvement, la charge prend habituellement un mouvement pendulaire qui résulte des forces horizontales d'accélération et de décélération inhérentes au dépla-15 cernent, et un mouvement angulaire qui résulte des forces centrifuges se produisant du fait de l'orientation de la grue mobile à l'intérieur de la zone de stockage et autour de celle-ci„ Pour obtenir un"positionnement précis de la charge suspendue en vue de son appui et de sa libération, il est nécessaire 20 d'attendre jusqu'à ce que le mouvement oscillatoire ou giratoire de la charge ait cessé, le temps qui se passe alors à attendre la fin de ce mouvement augmente la durée du cycle de manutention des charges par la grue, de sorte qu'un laps de temps considérable est perdu au cours d'une journée de travail. Pour augmenter 25 la capacité de manutention de la grue, il est extrêmement important de réduire le temps nécessaire à la suppression de ce mouvement pendulaire, de telle sorte que l'opération de manutention dès charges soit rendue plus efficace. Lors de la manutention de containers au moyen de grues de 30 manutention mobiles ou de chariots déplaçables montés sur des grues ou portiques de grandes dimensions, il est nécessaire de pouvoir déposer la charge de façon précise dans une position prédéterminée. Par exemple, lorsqu'on charge des containers sur un navire, il faut pouvoir placer de façon précise les containers 35 au-dessus du panneau d'écoutille ou bien d'un compartiment de l'écoutille ou de la cale, afin que les containers soient correctement alignés dans les guides de ces compartiments de réception. Des conditions comparables sont rencontrées lors du chargement ou du déchargement de containers par rapport à des remor-40 ques routières et (ou) lors du chargement de remorques portant 69 16456 2 2009171 des containers sur des wagons plates-formes en vue d'un transport ferroviaire. Dans ces conditions* il est nécessaire de déterminer la position du container par rapport a la remorque ou la position des roues de la remorque lorsqu'on soulève à la fois 5 la remorque et le container, par rapport aux positions d'amarrage de cette remorque sur les wagons de chemin dé fer. Comme dans le cas de la manutention de containers destinés à être chargés sur des navires, l'oscillation ou le mouvement giratoire du container ou "bien de l'ensemble formé par la remorque et le contai-10 ner retarde l'opération de chargement. Ceci correspond à une condition qui prend encore plus d'importance dans le cas d'ouvriers inexpérimentés ou peu expérimentés,, De nombreux dispositifs anti-oscillatoires et anti-giratoires ont été créés pour empêcher ou arrêter ce mouvement pen— 15 dulaire. L'un des plus usuels est constitué par un tambour de câble formant hauban, soumis à la sollicitation d'un ressort, qui est utilisé le plus souvent en combinaison avec des bennes articulées. * tJn dispositif anti-oscillatoire et anti-giratoire plus voi-20 sin de l'invention est décrit dans le brevet des Etats Unis d'Amérique 1P 3» 179«259* mécanisme anti-oscillatoire et antigiratoire de ce dispositif est toutefois, comme on le comprendra plus loin, très différent de celui de l'invention étant donné que tous les câbles d'arrêt du mouvement oscillatoire et giratoi-25 re sont associés à des freins individuels. L'inconvénient de ce système réside dans le fait que les freins travaillent de façon inégale et n'assurent pas tin arrêt coordonné du mouvement pendulaire. Même si ces freins étaient souvent réglés, l'usure des garnitures où patins modifierait très rapidement ce réglage» En 30 outre, dans le cas de l'utilisation d'un frein séparé pour chaque mécanisme à câble formant hauban, la probabilité de défaillance est plus grande. Le mécanisme faisant l'objet de l'invention présente l'avantage d'utiliser un frein commun à tous les câbles d'arrêt du 35 mouvâment oscillatoire et giratoire, de sorte qu'il se produit un arrêt coordonné de ce mouvement oscillatoire ou giratoire de la charge suspendue. Un but de 1finvention est également de créer un dispositif plus simple et moins coûteux, ce résultat étant obtenu, par le fait qu'un seul frein est utilisé au lieu de qua-40 tre frëins individuels.. 69 16456 3 2009171 L'invention est matérialisée dans un mécanisme anti-oscillatoire et anti-giratoire étudié principalement en vue d'une utilisation sur les grues de manutention des containers, pour arrêter le mouvement pendulaire et giratoire de containers de grande 5 longueur suspendus par des câbles. Toutefois, on comprendra (et ceci sera indiqué en détail plus loin) que l'invention peut être utilisée pour arrêter le mouvement oscillatoire et giratoire d'une grande diversité de charges suspendues. D'une façon générale, l'invention concerne un mécanisme 10 anti-oscillatoire et anti-giratoire destiné à arrêter le mouvement pendulaire d'une charge suspendue par rapport à sa plateforme de levage. Ce mécanisme comprend au moihs un tambour de . réception d'un câble monté à chaque extrémité d'un arbre qui est lui-même monté à rotation sur la plate-forme. Les tambours por-15 tent des câbles qui peuvent être déroulés à partir desdits tambours et qui sont fixés aux extrémités opposées de la charge suspendue. Des organes de réenroulement coopèrent avec les tambours pour absorber le mou des câbles, et des organes de freinage sont montés sur l'arbre pour fournir un travail sous l'effet du eâble 20 qui est prélevé aux tambours par suite du mouvement oscillatoire ou giratoire de la charge. Un but important de l'invention est en conséquence de créer tin mécanisme anti-oscillatoire ou anti-girsfoire capable d'arrêter le mouvement pendulaire et le mouvement giratoire d'une charge 25 suspendue et agissant automatiquement, sans exiger une commande par un opérateur. Un autre but de l'invention est de créer un mécanisme antioscillatoire et anti-giratoire autonome, servant à arrêter le mouvement pendulaire ou giratoire d'une charge suspendue, compor-30 tant son propre dispositif d'entraînement et fonctionnant de façon continue. Un autre but encore de l'invention est de créer un mécanisme anti-oscillatoire et anti-giratoire arrêtant le mouvement pendulaire et le mouvement giratoire d'une charge suspendue et per-35 mettant à une grue mobile oufun chariot déplaçable de pouvoir subir une accélération ou décélération plus grandes, lors du déplacement de la charge, que cela n'était possible jusqu'ici. Un autre but encore âs l'invention est de créer un mécanisme anti-oscillatoire et anti-giratoire dans lequel la. vitesse d'ar-40 rêt du mouvement oscillatoire et "giratoire de la charge soit 69 16456 4 2009171 aisément réglable. L'invention a encore pour "but de permettre là réalisation d'un mécanisme anti-oscillatoire et anti-giratoire servant à arrêter le mouvement pendulaire et le mouvement giratoire d'une 5 charge suspendue, exerçant des forces de retenue égale?ou identiques sur chacun des câbles d'arrêt du mouvement giratoire. Un autre but encore de l'invention est de créer un appareil simplifié et moins coûteux pour arrêter le mouvement pendulaire d'une charge suspendue. 10 La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, donnés à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention. La fig. 1 est une vue en perspective d'une grue mobile paur la manutention de containers, équipée du dispositif suivant 15 l'invention. La fig. 2 est une vue d'extrénité de l'ensemble du mécanisme, montrant le mouflage des câbles d'arrêt du mouvement oscillatoire et giratoire. La fig. 3 est une vue en coupe verticale du mécanisme de 20 commande, par la ligne 3-3 en fig. 6. La fig. 4 est une vue en coupe transversale du frein utilisé suivant l'invention, par la ligne 4-4 en fig. 3» La fig. 5 est une vue en coupe transversale d'une variante de réalisation de frein. 25 La fig. 6 est une vue en plan du dessus correspondant à l'invention, le dispositif étant fixé sur une plate-forme de levage. La fig. 7 est une vue de profil correspondant à la fig. 6. La fig. 8 est une vue schématique en perspective du dispo-30 sitif suivant 1'invefation, montrant une charge suspendue se déplaçant dans une première direction au cours d'un mouvement pendulaire . La fig. 9 est une vue en perspective schématique suivant l'invention, montrant une charge suspendue subissant un mouve-35 ment giratoire. La fig. 10 est une vue en perspective schématique suivant l'invention, montrant une charge suspendue se déplaçant vers le haut. _ -On a représenté en perspective sur la fig. 1 une grue mo— 40 bile 11 pour la manutention de charges, comportant un chariot 69 16456 5 2009171 13 reposant sur les traverses 15 du portique de la grue. Un palonnier de levage 17» destiné à des containers, est suspendu par des câbles 19 au-dessous du chariot mobile, afin de saisir des containers 21 individuels ou des remorques 23 portant des containers. Les câbles mouflés qui supportent le palonnier de levage et la charge sont dirigés en principe verticalement vers le bas. Quand la charge est soulevée et lorsque la grue se déplace sur le sol ou sur le quai, les forces d'accélération, de décélé-10 ration et centrifuge subies par la charge suspendue pendant le mouvement et la rotation de la grue engendrent des mouvements pendulaires et giratoires de cette charge. On se reportera à la fig. 3» lui montre le mécanisme antioscillatoire et anti-giratoire 25 fixé sur une plate-forme de 15 levage 27 qui habituellement est constituée par un chariot mobile quelconque. Ce mécanisme comprend un arbre 29 qui est monté à rotation sur la plate-forme au moyen de paliers 31• Cet arbre est divisé en trois tronçons, les tronçons externes 33 pouvant être enlevés indépendamment en vue de leur réparation ou 20 ôLe leur remplacement en desserrant ou en enlevant les boulons qui sont prévus dans les accouplements à brides rigides 35. Ceci permet au tronçon central 37» Qui comprend le système de frein 39, d'être laissé en place lorsque les tronçons terminaux sont enlevés j on peut également démonter ce tronçon central et lais-25 ser les tronçons terminaux en place. Un système de frein est monté sur l'arbre, afin d'effectuer le travail nécessaire lorsque les câbles d'arrêt 4-1 sont tendue par suite de l'oscillation ou du mouvement giratoire de la charge. Le système de frein comprend un tambour de frein rotatif 30 4-3 monté sur l'arbre. Une garniture de frein 4-5 se présentant sous la forme d'une bande ou d'un ruban est fixée sur la plateforme 27 pour arrêter la rotation du tambour de frein. Cette bande est fixée au moyen d'un organe.de montage élastique 4-7, afin que sa tension puisse être modifiée en réglant l'écrou 4-9 35 de retenue du ressort. Deux tambou&s 51 destinés à des câbles sont montés à chaque extrémité de l'arbre ; ils portent des câbles 4-1 qui peuvent être déroulés à partir de ces tambours. Ces câbles s'étendent dans des directions opposées à partir des deux tambours 4-0 prévus à la même extrémité de l'arbre. Le déroulement des câbles 69 16456 6 2009171 depuis chacun des tambours provoque une rotation unidirectionnelle de 1* arbre. Les cables sont guidés au moyen de moufles ou poulies 53 de changement de direction, qui sont fixés sur la plate-forme ' 5 de levage. Les extrémités des câbles sont fixées sur les bords-opposés de la*charge suspendue 55® Du fait de cette fixation sur les bords opposés du palonnier de levage comme montré sur la fig. 2, les câbles d'arrêt exercent une force latérale maximum pour s'opposer au mouvement oscillatoire. 10 Chacun des tambours comprend un organe d'accouplement in terne indépendant (non représenté) qui relie chaque tambour à l'arbre afin d'assurer la rotation de cet arbre lorsque le câble est déroulé de l'un des tambours. Les organes d'accouplement sont des organes du commerce et sont étudiés afin de permettre 15 une libre rotation, unidirectionnelle des tambours quand le câble est enroulé sur ces tambours. Des organes de réenroulement attaquant les tambours pour absorber le mou des cables» Ces organes peuvent comporter des dispositifs d'actionnement à ressort indépendants 57» associés 20 à chacun des tambours. Ces dispositifs enroulent les câbles sur les tambours quand le palonnier est soulevé et lorsque les câbles sont détendus pendant le mouvement oscillatoire en retour de la charge suspendue. L'ensemble formé par un tambour, un câble et un dispositif 25 de réenroulement sans frein,, forme, d'une façon générale, un système de haubannage à mise en tension constante. On a montré sur les fig. 6 et 7 la manière dont le mécanisme anti-oscillatoire et anti-vibratoire est monté sur la grue mobile. Ce mécanisme peuts en pratique, être incorporé à un bâ-30 ti amovible 59 On a montré sur les fig» 8, 9 et 10, la manière selon la-35 quelle le mécanisme agit. Les flèches indiquent le sens de dépla cernent de la charge, le sens dans lequel le câble d'arrêt se déplace et le sens de rotation des tambours. Sur la fige 8, la charge 55 se déplace selon un mouvement pendulaire dans une direction latérale. Les câbles d'arrêt 40 41 sont prélevés aux deux tambours inférieurs 51 prévus à 69 16456 7 2009171 la même extrémité de l'arbre par l'oscillation de la charge vers la droite et vers le haut, les accouplements unidirectionnels font tourner l'arbre, ce qui exerce un travail sur le frein 39» Qui lui-même fournit une force d'arrêt s'opposant 5 au déroulement des câbles à partir des tambours. En même temps» les tambours supérieurs tournent librement et les câbles peuvent être réenroulés sur eux par les dispositifs d'entraînement à ressort. Sur la fig. 9» la charge 55 se déplace selon un mouve- . 10 ment giratoire dans le sens anti-horaire. Les paires de tambours prévues à chaque extrémité de l'arbre tournent en sens opposés, l'un assurant un réenroulement et l'autre un déroulement. Le frein 39 exerce une force d'arrêt sur les deux câbles qui tendent à être déroulés des tambours. Quand la charge 15 subit simultanément un mouvement de rotation et un mouvement pendulaire, ce mouvement est encore arrêté étant donné que, chaque fois que ledit mouvement est suffisamment important pour . prélever le câble à un tambour, un travail doit être effectué par le frein. 20 Sur la fig. 10, la charge 55 est soulevée, de sorte que tous les câbles sont en cours de réenroulement sur les tambours 51, qui tournent librement, et aucun travail n'est exercé sur le frein 39• S'il se produit un mouvement d'oscillation suffisant pendant le levage pour prélever le câble à un tambour, un travail doit être fourni par le frein. Quand le mécanisme anti-oseillatoire et anti-giratoire est utilisé sur une grue de faible hauteur, comme cela est visible sur la fig. 1, le frein est en prise de façon permanente, comme montré sur la fig. 4, et par suite il exerce un certain travail 30 lors de la descente de la charge. La dissipation de chaleur à partir du frein peut être assurée de façon appropriée pour les grues de faible hauteur, ce qui permet de laisser le frein en service de façon permanente. Quand le mécanisme doit être utilisé dans une grue de hauteur plus grande, un dispositif télécom-35 mandable de dégagement du frein peut être utilisé, comme celui visible sur la fig. 5, de sorte que le frein peut.être mis au repos par le conducteur de la grue pour la descente de la charge. Un vérin hydraulique 61 est représenté ici, mais on pourra uti 69 16456 8 2009171 liser pour assurer la mise en service et la mise au repos un solénoïde électrique ou même une tringlerie mécanique. On comprendra aisément que le mécanisme peut être utilisé également pour arrêter le mouvement oscillatoire et giratoire 5 d'une chatge suspendue en un point en reliant tous les cables provenant des --poulies ou moufles de changement de direction au crochet prévu à l'extrémité du câble de levage ou à quatre pointe opposés de la charge. De même, un dispositif plus simple comportant un seul tambour à chaque extrémité de l'arbre pourrait 10 être utilisé, avec chaque fois Tin seul câble pour arrêter le mouvement oscillatoire et giratoire, dans certaines conditions. L'invention présente cet avantage remarquable de comporter un seul frein commun à tous les systèmes de câbles. Ceci signifie que la force d'arrêt exercée sur chaque câble est égale. 15 Si les freins séparés sont prévus, des forces d'arrêt différentes peuvent intervenir, ce qui peut alors provoquer un mouvement angulaire à partir de ce qui était précédemment un mouvement pendulaire. Ceci peut être très indésirable dans des conditions correspondant à un faible espace libre. L'efficacité 20 plus grande et la simplicité de ce dispositif est un facteur très important, et la comparaison avec la technique antérieure montre que l'inveirbion apporte des perfectionnements notables aux systèmes existants. Des modifications peuvent être apportées aux modes de 25 réalisation décrits, dans le domaine des équivalences techniques sans s'écarter de l'invention. 69 16456 9 2009171 REVENDICATIONS 1. Mécanisme anti-oscillatoire et anti-giratoire, destiné à arrêter le mouvement pendulaire d'une charge suspendue par rapport à sa plate-forme de levage, caractérisé en ce qu'il 5 comprend au moins un tambour de réception d'un câble, monté à chaque extrémité d'un arbre pouvant tourner sur une plate-forme et portant des câbles pouvant être déroulés à partir de ces tambours, ces câbles étant fixés aux côtés opposés d'une charge, des organes de réenroulement coopérant avec les tambours pour 10 absorber le mou des câbles, et des organes de freinage montés sur cet arbre pour qu'un travail soit effectué par le câble lorsque celui-ci est déroulé des tambours sous l'effet du mouvement oscillatoire et giratoire de la charge. 2. Mécanisme anti-oscillatoire et anti-giratoire suivant 15 la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de freinage comprennent un organe télécommandable de mise au repos du frein, ce qui permet d'assurer la mise au repos du frein pendant la descente de la charge à partir de la plate-forme» 3 = Mécanisme anti-oscillatoire et anti-giratoire suivant 20 la revendication 1, caractérisé en ce que les câbles s'étendent des tambours jusqu'à la charge en passant sur des poulies ou moufles de changement de direction. 4-, Mécanisme anti-oscillatoire et anti-giratoire- suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de frei-25 nage comprennent tin tambour de frein monté à rotation sur l'arbre, une garniture de frein fixée sur la plate-forme afin de coopérer avec ce tambour de frein, les organes de réenroulement comportant des organes d'accouplement indépendants combinés à chacun des tambours, pour assurer la rotation de l'arbre quand 30 le câble est déroulé à partir des tambours et pour permettre un libre déplacement quand le câble est réenroulé sur les tambours par les organes de réenroulement. 5, Mécanisme anti-oscillatoire et anti-giratoire suivant la revendication 1, caractérisé en ce que deux tambours au moins 35 sont montés à chaque extrémité de l'arbre. 6. Mécanisme anti-oscillatoire et anti-giratoire pour arrêter le mouvement pendulaire d'une charge suspendue par rapport à sa plate-forme de levage, caractérisé en ce qu'il comprend un arbre monté à rotation sur la plate-forme, un tambour de frein 40 rotatif fixé sur eet arbre, une garniture de frein fixée sur la bad original 69 16456 10 2009)171 plate-forme pour arrêter la rotation du tambour, au moins un tambour destitié à un câble monté à chaque extrémité de l'arbre et à partir duquel ce câble peut être déroulé, les câbles étant'fixés aux extrémités opposées de la charge suspendue, des organes d'ac-5 couplement indépendants coopérant avec chacun des tambours'pour assurer la rotation de l'arbre quand le câble est prélevé à ces tambours et pour permettre une libre rotation quand le câble est réenroulé sur les tambours, et des dispositifs d'entraînement à ressorts indépendants bandés au préalable, combinés à 10 chacun des tambours pour assurer le réenroulement des câbles sur câs tambours quand lesdits câbles présentent du mou. 7= Mécanisme anti-oscillatoire et anti-giratoire suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les organes de freinage comprennent des organes télécommandables de mise au repos du 15 frein, de sorte que pendant la descente de la charge par rapport à la plate-forme9 le frein peut être mis au repos. 8. Mécanisme anti-oscillatoire et anti-giratoire pour arrêter le mouvement pendulaire d'une charge suspendue par rap-pprt à sa plate-forme de levages caractérisé en ce qu'il comprend 20 un arbre monté à rotation sur cette plate-forme, un tambour de frein rotatif fixé sur cet arbre, une garniture de frein fixée sur cette plate-forme pour arrêter la rotation de ce tambour de frein, deux tambours destinés à des câbles, montés à chaque extrémité de l'arbre et à partir desquels des câbles peuvent être 25 déroulés, ces câbles s'étendant à partir de ces tambours en passant sur des poulies ou moufles de changement de direction et étant fixés sur les bords opposés d'une charge suspendue, des organes d'accouplement indépendants5 combinés à chacun des tambours de façon à faire tourner cet arbre quand les câbles sont 30 déroulés des tambours et à permettre une libre rotation quand les câbles sont réenroulés sur les tambourss et des dispositifs d'entraînement à ressorts indépendants^ combinés à chacun des tambours pour assurer le réenroulement des câbles sur ceux-ci quand ces câbles preipient du mou0 35 9= Mécanisme anti-oscillatoire et anti-giratoire suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les organes de freinage comprennent des organes télécommandables de mise au repos du frein, de sorte que pendant la descente de la charge à partir de la plate-forme^ ces organes de freinage peuvent être mis au 40 repos 0 BAD ORIGINAL 16456 n 2Q09171 10. Mécanisme anti-oscillatoire et anti-giratoire suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend un "bâti supportant l'arbre et pouvant être fixé sur la plate-forme, de sorte que ce mécanisme est fixé amoviblement sur cette plateforme sous forme d'un ensemble accessoire.