Brevet FR2104713A1 — publié le 19720421

La présente invention, mise au point à l'usine de MONTÀTAIRE d USINOR, est relative aux appareils de levage du type grappin ou palonnier. Dans les usines sidérurgiques, on emploie couramment des grappins ou des palonniers suspendus à des ponts roulants pour soulever et déplacer des charges telles que, par exemple, des piles de paquets de tôles ou autres objets. Un grappin comporte généralement deux mâchoires mobiles en regard qui sont munies à leurs extrémités inférieures de pattes ou doigts. Lorsqu'on désire soulever une pile de paquets, on place les mâchoires écartées du grappin à cheval sur cette pile et on les rapproche suffisamment pour que les pattes viennent se placer sous la pile de paquets légèrement soulevée. Ces grappins comportent en général des dispositifs limiteurs d'efforts capables de maintenir l'effort de serrage à des valeurs non susceptibles d'endommager les objets à manipuler. La pile de paquets est ainsi serrée comme dans un étau et peut alors être déplacée. Dans le cas d'une pile de paquets mal constituée, c'est-à-dire lorsqu'un paquet est légèrement déporté par rapport à un paquet inférieur ou supérieur, il n'est pas possible de s'assurer que les mâchoires du grappin ont suffisamment entouré cette pile.En effet, l'une des mâchoires peut buter contre la surface latérale d'un paquet et l'autre mâchoire contre la surface latérale opposée d'un autre paquet. Les pattes sont ainsi mal engagées sous le paquet inférieur de la pile et,au cours du levage ou du transport de cette pile, des paquets peuvent glisser de la pile et entraSner,ainsi qu'on le comprend aisément, de graves conséquences pour le personnel de l'usine. L'invention a pour but de fournir un appareil de levage perfectionné tel qu'un grappin remédiant aux inconvénients précités. Cet appareil de levage qui comporte deux mâchoires mobiles 1' une par rapport à l'autre munies à leur extrémité inférieure de doigts de préhension et un moteur d'entraînement de ces mâchoires, est caractérisé en ce qu'il comprend deux palpeurs mobiles, disposés chacun dans une mâchoire au voisinage des doigts, un dispositif pour additionner les déplacements des palpeurs,des moyens pour relier chaque palpeur audit dispositif et pour lui transmettre les indications des déplacements de celui-ci et des moyens pour indiquer si le serrage des mâchoires est suffisant. Grâce à ces caractéristiques,une information de serrage suffisant ne sera transmise à ltopérateur que si les pattes scntsufflsam- ment enfonces sous le paquet inférieur de la pile évitant ainsi le risque de chute d'un paquet au cours du levage et du transport de cette pile. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples: la Fig. 1 est une vue en élévation avec arrachements partiels d'un grappin suivant l'invention; la Fig. 2 est une vue en élévation avec arrachements partiels d'un dispositif de montage d'un palpeur sur une mâchoire et du dispositif additionneur associé; la Fig. 3 est une vue en élévation d'un dispositif complémentaire de sécurité placé sur le grappin de l'invention; la Fig. 4 est un schéma électrique montrant les liaisons entre les différents dispositifs de l'appareil suivant l'invention; la Fig. 5 est une vue de côté partiellement en coupe d'un grap- pin et d'une pile de paquets placée entre les mâchoires; la Fig. 6 est un schema montrant un autre mode de réalisation du dispositif additionneur relié aux palpeurs. Suivant l'exemple d'exécution représenté en particulier aux Fig. 1 et 2, le grappin suivant l'invention comprend un bâti 1 qui comporte deux longerons 2 le long desquels coulissent par des moyens classiques non représentés des mâchoires 3. Sur un longeron 2 est fixée une plaque 4 qui porte une chape 5 permettant le soulèvement du grappin par un dispositif de préhension tel qu'un pont roulant par exemple. Un moteur électrique 6, fixé sur la plaque 4 permet la fermeture et l'ouverture des mâchoires 3 du grappin et il est commandé respectivement par des boutons poussoirs 7,8 de commande du déplacement des mâchoires logés dans la partie latérale inférieure de chacune d'elles. les mâchoires 3 de forme générale rectangulaire sont renforcées par-des barres 9 et comportent chacune, fixées sur leur surface inférieure des doigts ou pattes 10 régulièrement espacées qui s'étendent en direction de l'autre mâchoire. Ces pattes sont destinées à saisir et maintenir une pile de paquets P entre les mâchoires 3 (voir Fig.5). Chaque mâchoire 3 porte un carter 11 dans lequel est monté un palpeur 12 en forme d'équerre et une tringlerie associée à ce palpeur dont le rôle est d'amplifier le mouvement des palpeurs. L'extrémité inférieure horizontale du palpeur 12 s'étend au-dessus des doigts 10 au-delà de la face interne de la mâchoire de manière à pouvoir venir en contact avec l'objet à saisir lorsque les mâchoires se rapprochent l'une de l'autre. L'extrémité supérieure 13 en forme de bec du palpeur est articulée autour d'un axe 14 logé dans une ferrure 15 en U, de telle manière que le palpeur puisse effectuer un mouvement pendulaire autour de cet axe 14. Un ressort de rappel 16 fixé, d'une part sur un ergot 17 du palpeur et, d'autre part, sur une équerre 18 fixée au carter 11 sert à ramener le palpeur à sa position de repos représentée aux Fig. 1 et 2. Une biellette 19 relie, d'une part, l'extrémité supérieure 20 du palpeur au moyen d'un axe 21 et, d'autre part, la partie médiane d'une autre biellette 22 au moyen d'un axe 23 disposé entre deux branches d'extrémité de la biellette 19. La biellette 22 en forme de T est articulée en 24 à la ferrure 15 tandis que son extrémité opposée est articulée autour d'un axe 25 dans une chape 26.Cette chape est solidaire de l'extrémité du câble d'une commande mécanique souple 27 à distance dont l'autre extrémité est reliée à un dispositif additionneur ou sommateur fixé sur la plaque 4 du grappin. La liaison du câble de chaque commande à distance 27 associée à chaque palpeur 12 avec le dispositif sommateur est assurée au moyen d'une chape 28 fixée au câble dans laquelle est articulée, au moyen d'un axe 29, une biellette 30 dont l'autre extrémité est clavetée ou soudée à l'extrémité d'un axe 31 du sommateur. Le dispositif sommateur représenté à la Fig. 2 est un dispositif mécanique à différentiel. Chaque axe 31 porte un pignon planétaire 32 monté rotatif dans un palier 33 fixé sur la plaque 4 du bâti 1 du grappin. Les pignons 32 sont en prise avec deux satellites 34 montés par leurs axes dans un porte-satellites 35 en forme de cadre mobile autour des axes 31 des planétaires (Fig.2). Le côté supérieur 36 du cadre porte sur sa surface externe une rampe de came 37 qui, lorsque le cadre oscille autour des axes 31, vient en contact avec un interrupteur de fin de course 38 qui ferme un circuit électrique (non représenté) permettant l'allumage de lampes témoin 39 (Fig.1) disposées dans les mâchoires 3 du grappin à proximité des boutons de commande 7,8. le fonctionnement du dispositif des Fig. 1, 2 et 5 est le suivant. On place une pile de paquets P légèrement au-dessus du sol au moyen de cales. On place le grappin à cheval sur cette pile et 1' opérateur actionne le bouton poussoir 7 de commande de la fermeture des mâchoires. Les mâchoires se rapprochent jusqu'à venir serrer la pile ce qui amène les palpeurs en contact avec l'élément inférieur de la pile qui, seul, est à prendre en considération. Sous l'influence des mouvements des mâchoires et de ce contact avec l'objet, les palpeurs 12 se déplacent autour de leurs axes d'oscillation 14 ce qui actionne la tringlerie et la commande à distance 27 dans le sens des flèches Â (Fig.2), déplaçant ainsi les deux planétaires 32 dans le sens des aiguilles d'une montre comme représenté par les flèches B.Par l'intermédiaire des satellites le cadre 35 est actionné en rotation autour des axes 31 dans la direction de la flèche C et sa rampe de came 37 vient au contact de l'interrupteur 78 ce qui entraîne l'allumage des lampes témoin 39. Le dispositif est conçu de telle manière que ceci ne peut avoir lieu que si la somme des écarts (a + b) entre les joues des mâchoires et le paquet inférieur de la pile est inférieure à une valeur déterminée à l'avance (voir Fig.5). Le dispositif est réglé d'autre part pour qu'un enfoncement complet d'un seul palpeur ne soit pas suffisant pour actionner l'interrupteur 38. La lampe témoin allumée assure que les doigts 10 ont suffisamment pénétré sous le paquet inférieur pour qu'une chute d'un objet en cours de manutention ne puisse avoir lieu Sur la Fig. 6, on a représenté un autre mode de réalisation du dispositif additionneur ou sommateur.Ce dispositif est électrique et comprend deux potentiomètres P1 et P2 branchés en série, un relais ampéromètrique RA et un rhéoatat d'étalonnage P reliés en sé rie aux curseurs I1 et I2 des potentiomètres P1 et P2 respectivement 1 2 et une source de courant continu SA connecté au potentiomètre P1,P2 fournissant le courant nécessaire au dispositif. Chaque curseur I2 est relié à un palpeur 12, dans chaque carter Il. Dans la position de repos des palpeurs, les curseurs Il et sont respectivement en position A1 et A2, la tension U entre les curseurs étant nulle pour cette position. Un déplacement des curseurs (qui correspond à un enfoncement des palpeurs) le long des potentiomètres P1 ,P2 entraîne une augmentation de la tension U et si les palpeurs sont suffisamment enfoncés, la tension atteint une valeur pour laquelle le relais ampèromètrique RA s'excite ce qui entraîne l'allumage des lampes 39. Ce dispositif électrique joue le même rôle que le dispositif du type différentiel de la Fig. 2. On décrira maintenant en se référant à la Fig. 3, un dispositif de sécurité complémentaire du grappin fonctionnant en combinaison avec le dispositif précédemment décrit. Sur chaque mâchoire 3, est disposée, dans un carter 40 (Fig.1) à proximité des boutons de commande 7,8 une poignée de manoeuvre 41 qui est articulée autour d'un axe horizontal 42. Cette poignée dans la position représentée, cache les deux boutons 7,8. Un ergot 43, placé au-dessus de l'axe 42 est solidaire de l'extrémité du câble d'une commande à distance souple 44 (Fig. 1 et 3). Chaque câble des commandes à distance est relié par son autre extrémité à une tige 45 terminée par une tête plate en forme de disque 46 d'un dispositif de blocage de l'arbre 47 du moteur d'entraînement 6 des mâchoires, ce dispositif étant logé dans un carter 48 placé sur la plaque 4 (Fig. 1). Les deux tiges 45 sont situées, de part et d'autre, d'une plaque support 49 soudée à la plaque 4 et chevauchant l'arbre 47 du moteur, perpendiculairement à celui-ci. Sur chaque disque 46 s'appuie un levier 50 coudé, les deux leviers étant reliés entre eux solidairement par un axe 51 avec lequel ils sont solidaires en rotation. Cet axe 51, à peu près horizontal est mpnté rotatif dans deux plaques 52 soudées à la plaque 49. Entre ces plaques 52 et sur l'axe 51 est fixé un cliquet 53 qui vient en prise avec les dents d'une roue 54 à rochet clavetée sur l'arbre principal 47 du moteur 6. Le cliquet 53 est sollicité vers sa position de blocage entre les dents de la roue 54 par deux ressorts 55 fixés sur la plaque 49 et solidaires du cliquet 53. Dans la position représentée à la Fig. 3, l'extrémité du levier 50 opposée au disque 46 de la tige 45 vient s'appuyer contre un interrupteur de fin de course 56 qui permet, lorsqu'il est actionné, par l'intermédiaire d'un circuit électrique, l'allumage de lampes témoins 57 placées sur les quatre côtés du grappin sur la plaque 4 (Fig.1). Ces lampes servent à indiquer au grutier que le gratin peut être déplacé. Le levier est sollicité vers cette position, par un ressort 58 fixé à la plaque 49. Le fonctionnement de ce dispositif complémentaire de sécurité est le suivant. Dans la position représentée de blocage de l'arbre 47 du moteur, le grappin comportant une pile de paquets Pserrés entre les machoires 3 et prêts à être enlevés, les poignées 41 sont rabattues masquant ainsi les boutons poussoirs 7,8. Les lampes 57 sont allumées et le cliquet 53 bloque la rotation du moteur 6 dans le sens de l'ouverture des mâchoires. Dans cette position, les mâchoires 3 ne peuvent s'écarter car il n'est pas possible d'actionner les boutons 7,8, ceux-ci étant protégés par la poignée 41. Pour permettre l'ouverture des mâchoires, il est nécessaire de libérer e cliquet 53 de la roue 54. Pour ce faire, l'opérateur relève la poignée 41 et du fait de la position excentrée dey'ergot 43, le câble de la commande à distance est tendu ce qui provoque un déplacement de la tige 45 et du disque 46 dans le sens delta flèche -E (Fig.3). Ce déplacement entraine une rotation de l'axe 51 dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre et comme le cliquet 53 est solidaire de cet axe 51, ce cliquet se dégage des dents de la roue 54 tandis que l'extrémité du levier est relevée et ne vient plus en contact avec l'interrupteur 56 provoquant ainsi l'extinction des lampes 57. Ce dispositif peut fonctionner indifféremment avec l'un ou l'autre des jeux de boutons 7,8 placés sur les mâchoires. On décrira maintenant à l'aide de la Fig. 4 un montage électrique de commande de l'allumage des lampes 39 et 57 ainsi que de la commande du serrage et du desserrage des mâchoires. Ce circuit est alimenté en courant alternatif sur des lignes 1 etl2. Entre ces lignes sont branchés en parallèle les circuits suivants - une bobine de relais S de commande du'serrage des mâchoires montée en série avec un contact d de repos de relais et un bouton poussoir qui est le bouton déjà décrit, - une bobine de relais D de commande du desserrage des mâchoires montée en série avec un contact s de repos de relais et un contact de repos Y1 d'un contacteur qui remplit le rôle de l'interrupteur de fin de course 56 (Fig.3) et avec un bouton poussoir ui est le bouton 8 déjà décrit, - les deux lampes témoin 39 branchées en parallèle, ce montage étant monté en série avec un contact X qui dans le cas de la Fig. 2 est l'interrupteur 38 et dans le cas de la Fig. 6 est commandé par la bobine de relais RA, - les lampes témoin 57 branchées en parallèles, ce montage étant monté en série avec un contact de travail Y2 qui est couplé mécaniquement au contact Y1 et qui fait partie du contacteur correspondant 9l'interrupteur 56. Le contact Y2 est connecté également à la jonction entre le contact de relais X et le montage en parallèle des lampes 39. il est à noter que les contact d et s sont des contacts de blocage mutuel des bobines de relais S et D afin d'empêcher leur excitation simultanée. Le fonctionnement de ce circuit est le suivant: Pour serrer les mâchoires, on appuie sur le bouton poussoir 7 ce qui excite la bobine S et empêche l'excitation de la bobine D. Sile serrage est suffisant, le contact X est fermé ce qui allume les lampes 39 et le bouton poussoir 7 est relâché ce qui met au repos le moteur 6. Pour bloquer le moteur 6 en rotation, l'opérateur rabat la poignée de manoeuvre 41 ce qui évite l'actionnement par inadvertance des boutons poussoirs 7,8 et actionne les contacts Y1 et Y2. De ce fait les lampes 57 s'allument et le desserrage des mâchoires est empêché puisque le circuit de la bobine de relais D est ouvert. Après le déplacement du grappin, on soulève la poignée 41 ce qui remet les contacts Y1 et Y2 dans leur position initiale, éteint les lampes 57 et prépare le circuit de la bobine de desserrage D pour actionner le moteur dans le sens du desserrage des mâchoires par l'enfoncement du bouton poussoir 8. Revendications 1 - Appareil de levage tel que grappin, du type comportant deux mâchoires mobiles l'une par rapport à l'autre, munies à leurs extrémités inférieures de doigts de préhension, et un moteur d' entrainement, caractérisé en ce qu'il comprend deux palpeurs mobiles, disposés chacun dans une mâchoire au voisinage des doigts, un dispositif pour additionner les déplacements des palpeurs, des moyens pour relier chaque palpeur audit dispositif et pour lui transmettre les indications des déplacements de celui-ci et des moyens pour indiquer si le serrage des mâchoires est suffisant. 2 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque palpeur est articulé sur un axe solidaire de la mâchoire de manière à effectuer un déplacement pendulaire et un dispositif élastique est prévu pour le rappeler à sa position de repos. 3 - Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractéri84 en ce que les moyens de liaison du palpeur audit dispositif d'addition comprennent une tringlerie d'amplification et une commande à distance souple à câble associé à chaque palpeur. 4 - Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif d'addition est du type à différentiel monté en sommateur, le porte-satellites du différentiel étant conçu de telle manière que pour un déplacement prédéterminé de celui-ci, il actionne lesdits moyens indiquant le serrage suffisant des mâchoires. 5 - Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens indiquant le serrage suffisant comprennent un interrupteur actionné par le dispositif d'addition qui provoque l'allumage d'au moins une lampe témoin montée sur l'appareil de levage. 6 - Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif d'addition est électrique et comprend deux potentiomètres dont les curseurs sont reliés chacun aux moyens de liaison avec les palpeurs et conçus de telle manière qu'un déplacement additionné prédéterminé des curseurs entraine au moins l'allumage d'une lampe témoin montée sur l'ap- pareil de levage. 7 - Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de sécurité supplémentaire conçu pour bloquer l'arbre principal du moteur d'entratnement des mâchoires dans le sens d'ouverture de celles-ci. 8 - Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif de sécurité supplémentaire comprend une roue à rochet solidaire de l'arbre du moteur et un cliquet susceptible d'être engagé dans cette roue, ledit cliquet étant relié à une poignée de manoeuvre, logée dans un carter, disposée à proximité des boutons de commande. 9 - Appareil suivant l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce qu il comprend un dispositif électrique relié au cliquet qui, lorsque la roue à rochet est bloquée par le cliquet, provoque, seul ou en combinaison avec les moyens indiquant le serrage suffisant tels que définis à la revendication 5 ou 6, l'allumage d'au moins une lampe placée sur le grappin. 10 - Appareil suivant la revendication 9, caractérisé en ce que ledit dispositif électrique comporte un contact électrique qui, lorsque le dispositif électrique est actionné, bloque le circuit de commande du moteur dans le sens ouverture des mâchoires.