Brevet FR2010261A1 — publié le 19700213

La présente invention se rapporte d'une façon générale aux engins mobiles servant à lever des charges, du type comportant un châssis ou cadre principal supportant une flèche orientable, qui porte elle-même le palan de levage, et un ensemble formant 5 contrepoids d'équilibrage, déplaçable en combinaison avec le mouvement d'orientation afin de compenser la tendance de la flèche orientée latéralement et de la charge à faire basculer l'engin. Un exemple d'engin de ce type est constitué par une grue sur rails ou grue ferroviaire dont la flèche est montée à pivo-10 tement de façon à se déplacer sur un bâti lui-même monté à rotation sur le châssis ou cadre principal en vue de l'orientation de la flèche, ce bâti portant un ensemble formant contrepoids (lest) qui, pendant l'orientation, bascule vers le côté de l'engin opposé à celui vers lequel la flèche est orientée. L'inven-15 tion peut également s'appliquer avantageusement aux excavateurs et autres machines du type général sus-mentionné, qu'il s'agisse d'engins ferroviaires ou routiers, mais l'invention sera décrite plus spécialement ci-&près dans son application à une grue ferroviaire étant donné qu'elle a été mise au point plus spécialement 20 pour satisfaire aux conditions assez sévères exigées d'un tel engin. Suivant l'aspect principal de l'invention, une partie seulement (dénommée lest) du contrepoids nécessaire est montée sur le bâti rotatif portant la flèche, tandis que le reste (dénommé 25 ci-après "contrepoids auxiliaire") est monté en un autre endroit sur le châssis de l'engin et est étudié de façon à se déplacer automatiquement en synchronisme avec le lest, dans le sens nécessaire pour compléter l'équilibrage de la flèche orientée latéralement. De cette manière, la distance (dénommée "rayon d'encom— 30 brement arrière du lest") sur laquelle le lest fait saillie par rapport à l'axe d'orientation de la flèche peut être considérablement réduite et l'étendue correspondante du contrepoids auxiliaire peut également être étudiée de façon à ne pas dépasser ce rayon d'encombrement du lest. 35 Cet agencement présente un certain nombre d'avantages dans le cas d'une grue moittée sur rails ou grue ferroviaire. L'espace libre réduit nécessaire autour de l'engin permet son utilisation dans des zones restreintes, par exemple au voisinage de murs ou dans des tunnels, et il reste à l'intérieur du gabarit de charge, 40 de sorte qu'il peut être utilisé sans devoir interrompre le 69 18304 2 2010-261 trafic sur une voie voisiné. La stabilité de l'engin est nettement améliorée, qu'il soit chargé,~déchargé ou même débarrassé de la flèche, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de sustenter l'engin au moyen de béquilles ou sabots pour un grand nombre 5 d'opérations. La flèche et le contrepoids auxiliaire peuvent être disposés respectivement vers les extrémités opposées du cadre ou châssis de l'engin. Cet agencement permet une bonne distribution du poids sur les roues, les,essieux et la voie quand la flèche 10 est repliée et lorsque l'engin se déplace, et il supprime les variations inacceptables de distribution du poids de la charge lors d'une orientation, qui autrement aboutiraient à une surcharge des roues et des essieux ou à une certaine instabilité. Cet agencement permet également à la flèche d'être rentrée ou re--15 pliée sur l'engin sans surplomb, ce qui autrement exigerait un wagon supplémentaire. Ceci permet d'économiser du temps, ainsi que l'espace qui serait autrement nécessaire pour recevoir ce wagon supplémentaire pendant que la grue est au travail. Cet agencement permet en outre d'obtenir une "portée" longitudinale s'é-20 tendant au delà du châssis ou cadre, ce qui habituellement n'est pas possible avec legs grues classiques dont l'axe d'orientation de la flèche se trouve au milieu de la longueur du châssis ou au voisinage de ce point. A cet égard, l'invention facilite l'utilisation d'une flèche extensible, par exemple d'une flèche télesco-25 pique hydraulique, qui peut être rentrée pour le déplacement (te l'engin et qui se trouve alors à l'intérieur de la longueur hors-tout du châssis, mais qui peut être sortie pour fournir une portas accrue. Un autre avantage de cet agencement réside dans le fait 30 qu'il permet d'obtenir une charge uniforme et un écartement ou entre-axes judicieux des essieux., de sorte que, lorsque l'engin est placé dans un train, il permet la marche à une vitesse beaucoup plus élevée que cela n'était possible jusqu'ici, et il fournit une charge beaucoup plus admissible sur la voie et sur les 35 ponts ou autres ouvrages. Par ailleurs, la réduction du rayon d'encombrement arrière du lest diminue nettement la tendance à une instabilité vers l'arrière quand la flèche non chargée est orientée latéralement par rapport à ce qui est le cas avec des grues classiques à répartition des charges constante0 40 Un grand nombre des avantages sus-mentionnés sont également 69 18304 3 2010261 obtenus par l'application de l'invention à des véhicules routiers munis de roues ou de chenilles, ce qui leur permet de travailler dans des conditions et positions qui ne sont pas, normalement, considérées comme possibles jusqu'ici. 5 La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, donnés à titre non limitatif et montrant l'application de l'invention à une grue ferroviaire montée sur deux bogies, permettra de mieux comprendre cette invention» Sur les dessins:-La fig. 1 est une vue en plan schématique du véhicule, -10 montrant le principe de l'invention. La fig. 2 est une vue de profil du véhicule ou de l'engin, montrant simplement certaines parties de celui-c, sont nécessaires pour la compréhension de l'invention. La fig» 3 est une vue en coupe verticale de côté, montrant 15 à plus grande échelle les organes servant à faire tourner les deux couronnes d'orientation visibles sur la fig. 2. La fig. 4- est une vue en plan du châssis de l'engin représenté sur la fig. 2. La fige 5 est une vue en coupe transversale par la ligne 20 V-V en fig„ 4. La fig» 6 est une vue d'extrémité du mécanisme de freinage, prise en regardant dans la direction de la flèche A sur la fig.3<> Si l'on se reporte à la fig. 1 des dessins, on voit que le châssis du véhicule ou de l'engin est désigné par 1 et que les 25 axes transversaux de ses deux bogies sont désignés par 2 et 3« La flèche 4 est montée sur le bâti 5 qui, à son tour, est monté sur le châssis 1 afin de pouvoir être orienté autour d'un axe vertical 6 passant sensiblement par l'axe 2; ce bâti 5 porte un lest 7 qui est décalé par rapport à l'axe 6. Un bâti 30 auxiliaire 8 est monté sur le châssis 1 pour pouvoir tourner autour d'un axe vertical 9 passant sensiblement par l'axe 3 et porte un contrepoids auxiliaire 7X qui est décalé par rapport à l'axe 9» Chaque bâti est disposé de telle sorte que la partie asso-35 ciée (par exemple la moitié) du contrepoids total soit la plus rapprochée de l'extrémité voisine du châssis 1 lorsque la flèche 4 se trouve à l'intérieur du gabarit de l'engin ou est rentrée, comme indiqué en traits pleins sur la fig. 1» Deux couronnes portant les bâtis sont reliées cinématiquement l'une à l'au-40 tre par des organes de transmission mécaniques, hydrauliques, 69 18304 4- 2010261 électriques ou d'un autre«type convenable et par des organes d'entraînement, de telle sorte que la rotation du lest 7 lors de l'orientation de la flèche provoque automatiquement une rotation du contrepoids auxiliaire 72 dans le sens opposé et se-5 Ion le même angle, comme indiqué en traits mixtes sur la fig. 1, sur laquelle la flèche a subi une orientation sur 90° vers un côté de l'engin, les deux contrepoids ayant pivoté de 90° vers le côté opposé, un rayon d'encombrement arrière maximum de 14-2 cr: maintient le surplomb latéral des contrepoids à l'intérieur 10 du gabarit de roulage maximum admissible selon les règlements ferroviaires applicables en Grande Bretagne, et on peut adapter le rayon d'encombrement arrière en fonction des règlements en vigueur dans chaque pays0 On remarquera que, puisque l'effet d'équilibrage du contre-15 poids auxiliaire est transmis au bâti portant la flèche par l'intermédiaire du châssis, celui-ci va être soumis- à des efforts de torsion considérables. En conséquence, le châssis doit être agen ce ou renforcé afin de pouvoir résister à ces efforts de torsion comme expliqué plus loin. 20 Suivant le mode de réalisation de l'invention représenté sur les fig. 2 à 6, le châssis du véhicule-est désigné d'une façon générale par la référence 10. Gomme montré sur les fig. 4-et 5, ce châssis comprend principalement deux longerons latéraux 11 ayant une section.en caisson soudée, reliés par quatre.tra-25 verses 12, 13* 14- et 15 qui ont également une section droite en caisson soudée (voir la fig* 5)? ces traverses étant disposées de chaque côté de chacun des deux, axes- de rotation des deux bâtis mentionnés précédemment. D'autres traverses (non représentés^ fixées entre les longerons ou transversalement à ceux-ci sont 30 nécessaires pour supporter d'autres parties de l'engin et confèrent -une rigidité additionnelle au châssis. Les longerons 1 sont en.outre renforcés par soudage à l'intérieur de ceux-ci, à certains intervalles de plaques ou cloisons 16» Oette construction de châssis est beaucoup plus rigide et 35 plus robuste que ceux normalement utilisés, pour les engins comportant un seul lest, afin de pouvoir résister aux contraintes de torsion exceptionnelles qui sont alors engendrées» Le châssis 10 repose vers chaque extrémité sur la plateforme ou couronne 20 d'un, châssis de bogie 21» La "flèche 22 40 est montée- de. façon à pouvoir pivoter.autour d'un axe horizontal 69 18304 5 2010261 23 dans des flasques 24 fixés sur un "bâti de flèche 25 qui est monté par l'intermédiaire d'une couronne d'orientation 26 sur le châssis 10, de telle sorte que son axe d'orientation vertical 26X coïncide sensiblement avec l'axe de rotation verti-5 cal du châssis de "bogie 21. La flèche peut être du type téles-copique hydraulique^ comme visible sur la fig. 2^ ou de n'importe quel autre type désiré, et elle ne sera pas décrite plus en détail ici étant donné qu'elle n'appartient pas directement à l'invention,, Le bâti de flèche 25 porte un lest 27 placé du 10 côté opposé de l'axe d'orientation par rapport au côté sur lequel la flèche s'étend. Un bâti auxiliaire 28 est de même monté sur le châssis 10 au moyen d'une plate-forme ou couronne 29 dont l'axe de rotation 292 coïncide sensiblement avec l'axe de rotation ver-15 tical de l'autre châssis de bogie 21, et ce bâti 28 porte un contrepoids auxiliaire 30. Un moteur d'orientation hydraulique 32 est monté sensiblement au centre du châssis 10, et son arbre 33 porte un pignon 34 engrenant avec un pignon de renvoi 35 qui lui-même 20 engrène avec un pignon terminal 36 calé sur un arbre d'entraînement 37» les arbres portant ces pignons étant tourillonnés dans des paliers 38, 39» 40 supportés dans un carter 41 lui-même fixé sur le châssis 10. L'arbre 33 du moteur porte également un tambour de frein 25 42 associé àdèux mâchoires ou sabots 43j 44 montés à pivotement, accouplés par l'intermédiaire d'une tige filetée pivotante 45 et reliés par des leviers 46 montés à pivotement à la tige 47 d'un piston se déplaçant dans un cylindre 48. Le frein est normalement maintenu serré par un ressort de 30 compression 49 monté entre un collet 50 fixé sur la tige 47 et une chape 51 ancrée par des tiges 52 sur une partie du carter 41, mais il peut être desserré par la commande du piston monté dans le cylindre 48, sous l'effet d'une pression hydraulique commandée de toute manière classique. 35 Une extrémité de l'arbre 37 est reliée par un arbre à cardan télescopique 53 à un arbre 54 monté dans un corps de palier 55 fixé au-dessous du châssis 10. L'arbre 54 porte un pignon conique 56 engrenant avec un pignon conique 57 fixé sur un arbre vertical 58 qui est monté dans des corps de pa-40 liers 59, 60. L'extrémité supérieure de l'arbre 58 porte una 69 18304 6 2010261 pignon droit 61 engrenant» avec une couronne dentée 62 fixée concentriquement sur la couronne ou plate-forme 26 portant la flèche. l'autre extrémité de l'arbre 31 est reliée de même par 5 l'intermédiaire d'un arbre à cardan télescopique 63, de l'arbre 64- monté dans un corps de palier 65, d'un pignon conique 66, d'un autre pignon conique 67, d'un arbre 68 monté dans des corps de paliers 69, 70 et d'un pignon droit 71 à la couronne dentée 72 fixée concentriquement sur la couronne ou 10 plate-forme auxiliaire 29. De cette manière, chaque fois que le moteur d'orientation 32 est commandé pour faire tourner le bâti de flèche 25, il fait tourner également le bâti auxiliaire 28, mais dans le sens opposé, de sorte que les deux contrepoids pivotent vers le même 15 côté de l'engin. Un espace suffisant est ménagé sur la plate-forme de l'engin ou du véhicule pour permettre aux deux contrepoids de pivoter au moins sur 180°. Le moteur d'orientation peut être alimenté en fluide sous 20 pression de toute manière désirée, cette caractéristique ne faisant pas partie de l'invention. Par exemple, un moteur peut entraîner une pompe afin de fournir du fluide sous pression qui peut être utilisé pour commander le moteur 32, le frein 4-2, un moteur servant à la propulsion de 1'engin ou du véhicule, un mo-25 teur de treuil, des vérins de commande de flèche et n'importe quel autre équipement désiré. Des modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. Par exemple, au lieu de monter le con-30 trepoids auxiliaire d'une manière permettant son déplacement sur un arc de cercle, il peut être monté de façon à coulisser ou à se déplacer d'une autre manière selon un trajet en ligne droite, soit latéralement par rapport au châssis du véhicule, soit dans n'importe quelle autre direction convenable, à condition qu'il ss 35 déplace en synchronisme avec le lest afin de conserver la stabilité désirée pour l'engin. Dans ce cas, si cela est désirable, une commande manuelle prioritaire peut être prévue pour permettre de régler la position du contrepoids auxiliaire en vue d'une a-daptation à des conditions de travail particulières. - 69 18304 7 2010261 REVEND I GATIONS 1. Engin mobile pour le levage de charges, du type comportant un châssis ou cadre principal supportant une flèche orientable qui porte un palan de levage, et un ensemble, formant contre- 5 poids déplaçable en combinaison avec le mouvement d'orientation de cette flèche pour compenser la tendance de la flèche orientée latéralement et de la charge à provoquer le.basculement de l'engin, caractérisé en ce qu'une partie seulement (dénommée ci-après "lest") du contrepoids total nécessaire est montée sur un ensem-10 ble rotatif portant la flèche de façon à équilibrer partiellement le poids de cette flèche, le reste (dénommé ci-après "contrepoids auxiliaire") étant monté en un autre endroit sur le châssis de l'engin et étant étudié de façon à se déplacer automatiquement en synchronisme avec le mouvement du lest, dans un sens complé-15 tant l'équilibrage de la flèche orientée latéralement. 2. Engin suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe d'orientation de la flèche est placé vers une extréiaité du châssis, le contrepoids auxiliaire étant disposé vers l'extrémité opposée de ce châssis. 20 3. Engin suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'axe d'orientation de la flèche et les organes de montage du contrepoids auxiliaire sont placés en principe verticalement au-dessus des centres des ensembles de support munis de roues ou de chenilles du châssis» 25 4. Engin suivant lime quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le lest et le contrepoids auxiliaire sont montés chacun sur une plate-forme ou couronne en étant décalés par rapport à l'axe de rotation, ces plates-formes ou couronnes étant disposées de façon à être déplacées angulairement en syn-30 chronisme, afin que les deux contrepoids pivotent vers le côté de l'engin opposé à celui vers lequel la flèche est orientée. 5„ Engin suivant la revendication 4-, caractérisé en ce que ces plates-formes ou couronnes sont étudiées de façon à être entraînées par des organes de liaison mécaniques à partir d'un mo-35 teur commun. S. Engin suivant la revendication 4-, caractérisé en ce que ces plates-formes ou couronnes sont étudiées de façon s, être entraînées par l'intermédiaire d'organes hydrauliques à partir d'une source d'énergie hydraulique commune. 40 7. Engin suivant la revendication 5, caractérisé en ce que 69 18304 8 2010261 chacune des plates-formes ou couronnes est équipée d'une couronne dentée entraînée par un 'pignon par l'intermédiaire de pignons coniques et d'un arbre à cardan, à partir d'un arbre d'entraînement qui est commun aux deux arbres à cardan. 5 8. En^in suivant l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un frein commandé mécaniquement ou par une source d'énergie, pour maintenir les deux plates-formes ou couronnes dans toute position désirée. 9o Engin suivant l'une quelconque des revendications pré-10 cédentes, caractérisé en ce que le châssis principal comporte des longerons reliés par des traverses, toutes ces membrures ayant une section en forme de caisson soudée, les longerons présentant, à l'intérieur de cette section en caisson et à certains intervalles sur leur longueur, des plaques de renforcement transversales 15 soudées en place.