Brevet FR2000112A1 — publié le 19690829

Cette invention est relative d'une manière générale à des flèches du type utilisé dans les grues de construction et elle concerne plus particulièrement une flèche à sections multiples dans laquelle les sections sont entraînées proportionnellement. Les flèches télescopiques utilisant des sections d'extension de la flèche aussi bien que la flèche et la flèche de base (expéditeur) présentent un problème pour la manoeuvre de la flèche. De manière conventionnelle, la manoeuvre de pareilles flèches représente un choix entre la stabilité de la grue et la résistance de la flèche. Si le mécanisme de manoeuvre est disposé de manière à pousser vers l'extérieur d'abord la lourde flèche et ensuite déployer les extensions dans l'ordre jusqu 'à ce que la plus légère donne à la flèche sa plus grande portée, on conserve le maximum de résistance à la flèche pour chaque pied d'extension. Cependant, la stabilité de la grue est affectée lorsqu'on étend la flèche à cause du poids de la flèche en porte à faux.D'autre part, si on pousse dehors en premier lieu la section la plus légère suivie par d'autres sections d'extension et ensuite la flèche, on obtient le maximum de stabilité mais aux dépens de la résistance de la flèche puisque même les charges les plus lourdes à faible portée seront portées par la section de la flèche la plus légère. A cause de ce conflit entre la résistance et la stabilité, certaines grues permettent un choix à l'opérateur en fournissant des commandes permettant de faire varier l'ordre d'extension de la flèche et de ses sections. Mais ceci n'a pas donné satisfaction car on a constaté que souvent les opérateurs commettent des erreurs dans l'appréciation de ce qui est nécessaire pour une tâche particulière. La possibilité de variantes de manoeuvres rend aussi le mécanisme de manoeuvre assez complexe et, dans le cas de moteurs hydrauliques, il en résulte un grand nombre de conduites et de raccordsge tuyaux. I1 est clair que le meilleur compromis pour manoeuvrer une flèche à sections multiples est d'étendre et de rétracter la flèche et chaque section simultanément et proportionnellement de manière que toutes les sections atteignent simultanément leurs positions d'extension ou de retrait complet. Par conséquent, le but principal de l'invention est de fournir une flèche nouvelle à extensions multiples, actionnée hy drauliquement, caractérisée en ce que la flèche et ses extensions s'étendent et se rétractent simultanément et proportionnellement. Un autre but de l'invention est de fournir une flèche ayant les caractéristiques précitées utilisant peu d'éléments de manière à rendre la construction économique et le fonctionnement sûr. D'autres buts et avantages de l'invention ressortiront de la lecture de la description détaillée ci-dessous avec réfé rence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une coupe longitudinale, représentée plus ou moins schématiquement, d'un ensemble de flèche à quatre sections, incorporant l'invention; la figure 2 est un schéma hydraulique du piston de poussée incorporé dans la flèche de la figure 1; la figure 3 est une coupe agrandie d'une des vannes apparaissant sur la figure 2 et la figure 4 est une coupe agrandie d'une autre vanne apparaissant sur la figure 2 avec les pièces dans une. position de fonctionnement autre que celle représentée sur la figure 3. Bien qu'on décrira l'invention appliquée à une forme préférée de réalisation, il est bien entendu qu'on ne désire pas limiter l'invention à cette forme de réalisation. Au contraire, on désire couvrir toutes les variantes,modifications et équiva lents qui pourraient être compris dans l'esprit et le cadre de l'invention tels qu'ils sont définis dans les.revendications annexées. Sur les dessins, on a représenté sur la figure 1 un ensemble de flèche à sections multiples 10 comprenant une flèche de base (expéditeur) 11 dans laquelle coulisse longitudinalement une flèche 12. Une première extension de flèche 13 coulisse lon gitudinalement dans la flèche 12 et une seconde extension de flèche 14 est montée de manière analogue dans la première ex tension de flèche 13. L'ensemble de flèche 10 comprend ainsi quatre sections y compris la flèche de base (expéditeur) 11 qui est normalement montée de manière à pouvoir pivoter et monter sur un véhicule portant une grue. Trois moteurs hydrauliques 21, 22 et 23 à double action linéaire sont agencés de manière à commander l'extension et le retrait de l'ensemble de flèche 10. Le moteur 21 est le piston de poussée de la flèche et sa tige 24 est ancrée en 25 à ltex- trémité intérieure de la flèche de base 5: (expéditeur) 11 et son cylindre 26 est ancré en 27 sur la flèche 12. Le moteur 22 est le piston de poussée de l'extension intermédiaire et sa tige 28 est ancrée en 29 sur la flèche 12 et son cylindre 30 est ancré en 31 sur l'extension de la flèche 13. Le moteur 23 est le piston de poussée de l'extension externe et son cylindre 32 est ancré en 31 sur l'extension de flèche 13 et l'extrémité de sa tige 33 est ancrée en 34 à l'extrémité extérieure de l'extension 14. Selon l'invention, des vannes de division de courant 41 et 42 sont interposées entre les moteurs 21-23 pour établir une proportion fixée aux courants de fluide hydraulique qui coulent vers et des moteurs. Lorsque l'ensemble de flèche est en cours d'extension, la vanne 42 divise le fluide venant d'une conduite 43 vers deux canalisations 44 et 45 qui alimentent l'extré- mité droite du moteur 22 et l'extrémité gauche du moteur 23, comme on le voit sur les dessins. Ceci provoque le déplacement simultané vers l'extérieur, ou vers la droite, de la première et de la seconde extension 13, 14. En même temps, la vanne 41 divise le fluide venant d'une conduite 46 vers une conduite 47 aboutissant à l'extrémité droite du moteur 21 et à la vanne 42 par l'intermédiaire de la canalisation 43.Ceci provoque l'exten- sion de la flèche 12 en même temps que les extensions de la flèche sont poussées au dehors. Pour rétracter l'ensemble de flèche 10, le fluide est dirigé par les canalisations 51, 52, et 53 vers les extrémités gauches des moteurs 21 et 22 et vers l'extrémité droite du moteur 23, comme on le voit sur les figures. Au cours du retrait, le fluide est chassé des cylindres par les vannes divisant le courant 41 et 42 et ces vannes déterminent les débits combinés prédéterminés qui commandent les déplacements simultanés de la flèche 12 et des extensions 13 et 14 vers les positions rétractées. Les débits passant par les vannes 41 et 42 forcent les moteurs 21-23 à atteindre leurs positions entièrement étendues et entièrement rétractées à peu près en même temps. En supposant que les trois pistons déplacent environ la même quantité de fluide pour un accroissement donné de mouvement et que la course totale de la flèche et des extensions de la flèche soient égales, alors la vanne 41 dirige un tiers du fluide de la conduite 46 vers le moteur 21 et deux tiers du fluide reçu vers la vanne 42. Les deux tiers de la quantité initiale de fluide sont ensuite distribués par la vanne 42, une moitié du fluide allant vers le moteur 22 et l'autre moitié allant vers le moteur 23. Ainsi, chaque moteur reçoit simultanément la même quantité de fluide sous pression et le déplacement de la flèche et celui de ses extensions sont simultanés et proportionnels. Les réglages nécessaires sont faits dans les caractéristiques de division du courant dans les annes 41 et 42 si les dimensions des moteurs sont différentes ou s'il y a des variations dans les longueurs totales des courses de la flèche et des extensions de la flèche. Les vannes divisant le courant 41 et 42 sont en substance de construction identique sauf en ce qui concerne la grandeur des orifices déterminant le débit. En considérant la vanne 42 comme typique (voir figure 4), la vanne comprend un corps 60 dans lequel sont ménagés des passages 61, 62 et 63 débouchant respectivement dans les canaliisations hydrauliques 43, 44 et 45. Une paire de manchons 64 et 65 sont maintenus fixes aux deux extrémités d'un alésage central 66 par une paire de chapeaux d'extrémité 67. Les manchons 64 et 65 présentent des orifices périphé riques 68 et 69 débouchant dans les passages 62 et 63 respectivement. Dans les manchons 64 et 65 coulissent des noyaux cylindriques creux 71 et 72 respectivement, dont les extrémités intérieures 73 sont fermées et les extrémités extérieures 74 sont ouvertes. Les extrémités fermées adjacentes 73 des noyaux 71 et 72 présentent des butées 75 en forme de crochet de sorte que les noyaux peuvent s'écarter jusqu a ce que les butées entrent en contact (figure 4). Les noyaux peuvent aussi se rapprocher jusqu'à ce que les butées heurtent les extrémités fermées des noyaux (figure 3). Une paire de ressorts de centrage 76, placés chacun entre un des bouchons 67 et l'extrémité ouverte d'un des noyaux 71 et 72 rappellent les noyaux l'un vers l'autre et un ressort d'écartement 77 entre les extrémités fermées des noyaux les écartent l'un de l'autre. En I'absence de fluide sous pression, les noyaux 71 et 72 sont rappelés par les ressorts approximativement dans les positions représentées sur la figure 4. Les noyaux 71 et 72 présentent plusieurs orifices 78 et 79, respectivement, qui déterminent le débit, aux extrémités fermées des noyaux et des orifices d'étranglement 81 et 82, respectivement, qui s'alignent sur les orifices respectifs 68 et 69 des manchons. La dimension des orifices 78 par rapport à la dimension des orifices 79 détermine la proportion du débit dans les passages 62 et 63 dans la vanne. La vanne 42 est représentée sur la figure 4 divisant le fluide de la conduite 43 entre les moteurs 22 et 23 pour déplacer les extensions de la flèche dans le sens de l'extension. Le fluide sous pression dans la conduite 43 entre par le passage 61, passe au centre des noyaux 71 et 72 par les orifices 78 et 79 déterminant le débit et sort par les orifices de vanne 81, 68, 82 et 69 vers les passages 62 et 63 et les canalisations 44 et 45. Aussi longtemps que le fluide passe par les noyaux 71 et 72 avec des débits déterminés par le grandeur des orifices 78 et 79, la pression à l'intérieur des noyaux les placera par rapport à leurs orifices de manchon respectifs 68 et 69 de manière à diviser le courant proportionnellement entre les passages 62 et 63. Cependant, si le courant passant dans le passage 63, par exemple, devient inférieur au débit prédéterminé, la perte de charge de part et d'autre des orifices 79 diminue, augmentant ainsi la pression à l'intérieur du noyau 72 ce qui a pour résultat de déplacer ce dernier vers la gauche et forcer le noyau 71 vers la gauche en comprimant le ressort 77. Ceci ferme partiellement les orifices d'étranglement 81 et 68 réduisant ainsi le débit à travers le noyau 71 et ramenant la proportion antérieure des débits de fluide hydraulique dans les passages 62 et 63. La vanne 41 représentée sur la figure 3 est construite de la même façon que la vanne 42 et par conséquent les parties correspondantes ont reçu les mêmes indices de référence avec addition du suffixe distinctif a. La vanne 41 comprend donc un corps de vanne 60a avec un passage 61a raccordé à la canalisation 46 et des passages 62a et 63a aboutissant respectivement aux canalisations 47 et 43. Des manchons 64a et 65a dans le corps de vanne 60apportent de manière glissante des noyaux 71a et 72a. Une différence entre les systèmes utilisant les vannes 41 et 42 est que les orifices 79a déterminant le débit dans le noyau 72a qui conduit le fluide vers et de la conduite sont plus grands que les orifices 78a déterminant le débit du fluide vers et du passage 62a et le piston 21. De cette manière, le fluide doit traverser le noyau 72a avec un débit plus grand que dans le noyau 71a pour maintenir l'équilibre des forces sur les noyaux. La raison de ce débit supérieur vers la conduite 43 est, comme il a été dit ci-dessus, qu'il assure que les pistons 22 et 23 se déplacent à peu près à la même vitesse que le piston 21. La figure 3 montre les positions des pièces des vannes lorsque la flèche et ses extensions sont en train de se rétracter. Le fluide retournant sous pression du moteur 21 et de la vanne 42 traverse les orifices d'étranglement 68a, 81a, 69a et 82a, respectivement, de manière à remplir les noyaux creux 71a et 72a en les ramenant l'un vers l'autre. Cette pression est relâ chée avec des débits commandés par les dimensions des orifices 78a et 79a.Si l'arrivé du fluide entrant dans le passage 63a, par exemple, tombe en dessous de sa valeur prédéterminée et réduit ainsi la contre-pression à l'intérieur du noyau 72a, l'autre noyau 71a poussera les noyaux vers la droite sur la figure 3, fermant ainsi partiellement les orifices d'étranglement 68a et 81a et ouvrant les orifices 69a et 82a jusqu'à ce que les débits du fluide convergeant dans le passage 61a soient de nouveau proportiononés par la dimension relative des orifices 78a et 79a. I1 est clair que lorsque le sens de circulation du fluide est inversé dans la vanne 41, son fonctionnement est celui qui a été décrit pour la vanne 42 et, de même, une inversion de la circulation dans la vanne 42 provoquera le fonctionnement de cette vanne de la manière décrite pour la vanne 41. I1 est donc clair que le circuifihydraulique de l'ensemble de flèche 10 assure que la flèche et ses extensions s'étendent et se rétractent simultanément avec des vitesses proportionnelles de sorte qu'elles atteignent leurs positions complètement étendues et complètement rétractées à peu près en même temps. Ceux qui sont familiarisés avec cette technique comprendront rapidement qu'il suffit d'un minimum de pièces, y compris les conduites et appareils hydrauliques, pour mettre l'invention en pratique. I1 est donc clair qu'un ensemble de flèche ainsi construit peut être fabriqué économiquement et qu' il fournit un service sûr. REVENDICATIONS 1.- Ensemble de flèche comprenant, en combinaison, une flèche de base (expéditeur), une flèche pouvant se déplacer longitudinalement à l'intérieur de cette flèche de base (expéditeur), une première extension de flèche pouvant se déplacer longitudinalement à l'intérieur de cette flèche, une seconde extension de flèche pouvant se déplacer longitudinalement à l'intérieur de la première extension de flèche, un premier moteur hydraulique à double action reliant la flèche de base (expéditeur) et la flèche pour provoquer un déplacement relatif entre elles, un deuxième moteur hydraulique à double action reliant la flèche et la première extension de la flèche pour provoquer un déplacement relatif entre elles, un troisième moteur hydraulique reliant la première et la seconde extension de la flèche pour provoquer un déplace- ment relatif entre elles, un dispositif comprenant une première vanne divisant le courant pour établir une proportion fixée dans les débits simultanés de fluide hydraulique vers et des deuxième et troisième moteurs hydrauliques et un dispositif comprenant une seconde vanne divisant le courant pour établir une proportion fixée dans les débits simultanés de fluide hydraulique vers et du premier moteur hydraulique et de la première vanne, ces débits déterminés par ces vannes étant tels que la flèche et ses extensions atteignent leurs positions complètement étendues et complètement rétractées en substance simultanément. 2.- Ensemble de flèche comprenant, en combinaison, une flèche de base (expéditeur), une flèche pouvant se déplacer longitudinalement à l'intérieur de cette flèche de base (expéditeur), une première extension de flèche pouvant se déplacer longitudinalement à l'intérieur de cette flèche, un premier moteur hydraulique à double action reliant la flèche de base (expéditeur) et la flèche pour produire un déplacement relatif entre elles, un second moteur hydraulique à double action reliant la flèche et la première extension de la flèche pour produire un déplacement relatif entre elles et un dispositif comprenant une vanne divisant le courant pour établir une proportion fixée dans les débits simultanés de fluide hydraulique à la fois de et vers le premier et le second moteurs hydrauliques, ces débits déterminés par cette vanne étant tels que la flèche et son extension atteignent leurs positions complètement étendues et complètement rétractées en substance simultanément. 3.- Flèche télescopique à déplacement proporllonnel t substan tiellement telle que décriteprécédemment et illustrée aux dessins annexés.