Brevet FR2137860A1 — publié le 19721229

La présente invention concerne un ensemble à levier de commande fixé sur une plaque basculante centrée dans une position centrale et suspendue d'une manière universelle -ou tous azimuts à un bâti autour de pivots montés sur deux axes de rotation perpendi-5 culaires entre eux, ces pivots permettant d'obtenir un mouvement rotatif de sortie commandé par les basculements du levier. De tels leviers sont utilisés par exemple pour la commande électro-hydraulique de grues et d'excavatrices dans lesquelles deux pivots, placés respectivement chacun sur l'un des axes de ro-10 tation d'une plaque basculante à suspension universelle, sont reliés à un potentiomètre qui est actionné par la rotation des pivots lorsque la plaque est écartée de sa position centrale et qui, par l'intermédiaire de convertisseurs électro-hydrauliques et de vannes sélectrices de direction, commandent des ensembles de vélins 15 hydrauliques de manière à les faire fonctionner à une vitesse proportionnelle à l'angle de basculement du levier. A l'aide d'un tel levier de commande à suspension universelle qui comporte deux axes de rotation, on peut commander aussi bien séparément que simultanément deux mouvements opérationnels hydrauliques différents. AicëL 20 si le levier est déplacé exclusivement dans une direction perpendiculairement à l'un des axes de rotation universelle, un seul mouvement opérationnel est commandé alors que, si le levier est déplacé dans toutes les autres directions, les deux mouvements opérationnels sont commandés. 25 Si pair exemple dans un appareil de levage comportant un ou plusieurs ensembles à levier de commande du type précité, tin tel ensemble est monté sur une table de commande et si l'appareil peut pivoter par rapport à celle-ci, le conducteur doit parfois plus ou moins tourner la tête et le corps en s'éloignant du dis-■jq positif de conmande pour pouvoir suivre des yeux la course de levage et il ne peut compter que sur la perception que lui donne sa main, du déplacement du levier, pour commander la direction correcte désirée de.la course de levage, par exemple un mouvement de basculement perpendiculaire à l'un des axes de rotation. Une per-25 ception sûre des positions prises par les deux directions de commande perpendiculaires entre elles, ne peut cependant être atteinte qu'après une longue expérience, et ne peut pas être assurée avec le même degré par tous les conducteurs. Un conducteur non entraîné présente donc un grand inconvénient. Des tentatives ont 40 déjà été faites pour faire percevoir au conducteur ces directions 72 17117 2 2137860 de commande perpendiculaires à l'axe de rotation, au moyen de voies de guidage qui sont ménagées autour du levier dans des supports montés autour des axes de rotation et qui commandent ainsi mécaniquement le levier. Toutefois, le levier ne peut ainsi être 5 déplacé que dans une de ces directions de commande à un moment donné, et ne peut pas être déplacé dans une autre direction intermédiaire, ce qui complique une manoeuvre combinée de l'engin de levage pour laquelle un basculement du levier autour des deux axes de rotation est requis. Cette manoeuvre combinée doit donc être 10 effectuée en deux phases successives. Un autre inconvénient dudit guide mécanique est que les voies de guidage et le levier, sont soumis à une usure assez forte d'une manière telle que la préeisiar de la direction de commande est graduellement perdue. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients précités 15 en fournissant un dispositif à levier de commande ayant deux directions de manoeuvre indiquées^ disposées perpendiculairement entre elles dans un plan, passant par les axes de rotation universelle, ces directions de manoeuvre étant perceptibles par une force minimale exercée sur le levier de commande et pouvant ainsi être 20 clairement distinguées pour un conducteur ou opérateur normal. Ces directions peuvent être détectées en toute- sécurité même par un opérateur non entraîné qui se tourne en s'écartant du dispositif de commande. L'ensemble de commande à levier ne comporte pas de voies de guidage susceptibles de s'user ou limitant d'une manière 25 quelconque la liberté de mouvement du dispositif de commande. Le levier peut par conséquent être commandé de telle manière que l'on puisse par. exemple régler et commander simultanément sur un engin une manoeuvre faisant intervenir une combinaison de deux mouvenents A cet effet, le centrage en position centrale de la plaqut 50 basculante, est maintenu au moyen de quatre ressorts agissant entre le côté de la plaque opposé au levier et le châssis et ramenant la plaque dans la position centrale, où les: ressorts agissent sur la plaque dans une direction sensiblement perpendiculaire à celle-ci, tous les ressorts ayant les mêmes caractéristiques d'é-35 lasticité et étant répartis le long d'un cercle concentrique au levier, et étant diamétralement opposés par deux le long des deux axes de rotation universelle de manière à constituer pour le levier deux directions de commande qui sont orientées dans des plans passant par le levier centré dans sa position centrale 40 par les axes de rotation, et selon lesquelles le levier peut être 72 17117 3 2137860 commandé par une force moindre que dans toutes les autres directions . D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description ci-après donnée à titre d'exemple 5 non limitatifs en référence aux dessins annexés dans lesquels : - Figure 1 est me vue en perspective d'un ensemble à levier de commande, muni d'un mécanisme selon l'invention d'une plaque de basculement à suspension universelle fixée sur le levier de commande, 10 - Figure 2 est une vue en coupe suivant II - II du levier de commande de figure 1, - Figures 3 et 4 représentent le levier de commande dans deux directions de commande différentes, les figures montrant les forces différentes de rappel qui agissent sur la plaque de basculement 15 par un couple tendant à la raaener dans une position centrale. - Figure 5 est un schéma représentant la force nécessaire pour commander les levier et fonction de la direction angulaire dans laquelle le levier est basculé. On voit aux dessins tin ensemble 1 de commande comportant un 20 levier 2 dont l'extrémité inférieure, est fixée perpendiculairement au plan d'une plaque basculante 3 plane et rectangulaire. La plaque est suspendue à rotation à une bague carrée (formant cadre) 4 entourant la plaque, au moyen de deux pivots 5, 6, montés sur un axe de pivotement 7 parallèle au plan de la plaque. Le cadre 4 est 25 également suspendu à rotation à un châssis 8 en forme de U, de manière à tourner autour de deux pivots 9*10 fixés aux bords du cadre et montés sur un axe de pivotement 11 situé dans le même plan que l'axe 7 et orienté perpendiculairement à celui-ci. La plaque basculante est donc à suspension universelle à partir du 30 châssis 8 dont les branches sont dirigées vers le bas et entourent la plaque ainsi que le cadre, et dont le fond ou voile ou partie arrière 14 comporte une ouverture 15 traversée par le levier de commande et dont les dimensions permettent un libre mouvement du levier de commande dans ses mouvements de manoeuvre. 35 Entre le levier de commande et le châssis, il est prévu un soufflet d'étanchélté 16 en matière élastique. Le pivot 10 du cadre 4 qui dépasse d'une certaine longueur la branche 12 porte, sur un pivot 17 muni d'une patte vers le bas, la partie mobile 18 d'un potentiomètre 19 en forme de secteur, la partie fixe 20 du poten-40 tiomètre étant fixée sur la branche du châssis. Le potentiomètre 72 17117 * 2137860 est relié par des câbles 21, 22 à un convertisseur électro-hydraulique non représenté. Le pivot'6 de la plaque basculante porte en même temps que le cadre ou bague carrée 4 un potentiomètre identique qui est lui-même relié à un autre convertisseur électro-hy-5 draulique non représenté. Les potentiomètres sont tels qu'ils peuvent fournir au convertisseur correspondant un courant proportionnel à la rotation des pivots. Parallèlement au fond 14, un plateau 23 est fixé sur la surface inférieure des branches 12,13; ce plateau supporte un carter XO 24 dirigé vers le bas pour le logement de ressorts. Le carter comporte quatre trous 25 parallèles entre eux et perpendiculaires au voile ou fond 14 ; ils sont répartis le long d'un cercle 26 concentrique au levier lorsque celui-ci se trouve dans sa position centrale où le levier est perpendiculaire au fond ou voile du 15 châssis. Les trous répartis sur le cercle sont diamétralement opposés deux par deux et leurs axes sont situés dans des plans 27, 28 qui passent par la position centrale du levier de commande et par les axes 7 et H de rotation universelle. Dans chaque trou, une tige de manoeuvre 29 dépasse vers le haut au travers des trous 20 30 du plateau 23 et est arrondie à son extrémité supérieure. Le côté inférieur'de la plaque basculante est pourvu de quatre creux 31 en forme de cuvettes et relativement profonds qui, lorsque la • plaque est dans sa position centrée se trouvent au-dessus des trous 25 et forment sièges pour les extrémités supérieures arron-25 dies dés quatre tiges de manoeuvre 29. L'extrémité inférieure de la tige de manoeuvre 29 est filetée et porte deux écrous,. à savoir un écrou de blocage 33 à collerette 32 et munie d'un trou radial 32a et un écrou de sécurité 34 bloqué'contre l'écrou 33. Entre 1 *écrou de butée et un couvercle de fond 35 prévu sur le carter 20 24, quatre ressorts de compression 36 ayant tous la même caractéristique d*élasticité sont engagés dans les trous sous la même tension. Par des trous 37 du couvercle de fond et des trous 38 ménagés dans la paroi latérale du carter à son extrémité supérieure, les écrous 33 et 3^ peuvent être tournés par rapport aux ti-ges de manoeuvre 29 de"manière telle que celles-ci engagent et sont forcées contre les surfaces des évidements J>1 de la plaque basculante par les ressorts de compression 36, sous une force élastique Pp qui est la même pour toutes les tiges de manoeuvre. Le fonctionnement du dispositif de l'invention est le suivant: 40 ] a plaque basculante est retenue par les ressorts de compression 72 17117 5 2137860 36 dans la position médiane ou centrale (figure 1 et 2) et dans laquelle le levier de commande est orienté perpendiculairement au voile 14 du châssis. Lorsque le levier est déplacé par translation de manière à s'écarter de sa position de centrage, la plaque bas-5 culante exerce une poussée sur une ou sur deux des tiges d'action-nement 29 et comprime ainsi les ressorts de compression 26 agissait sur les tiges. La plaque basculante est actionnée par un couple engendré par les forces élastiques tendant à ramener la plaque dans la position de centrage, ce couple devant être vaincu lors de 10 la manoeuvre du levier par la force P^ exercée sur ce dernier et correspondant au bras de levier. Si le levier est déplacé dans une direction de commande qui coïncide avec les plans 27,28 passant par les axes de rotation universelle, comme représéhté à la figure 3, la plaque basculante n'est actionnée que par une force élasti-15 que de rappel. Cependacfc lorsque le levier de commande est déplacé dans toutes les autres directions de commande, par exemple celle représentée en figure 4, deux forces élastiques de rappel agissent sur la plaque basculante. La force P^ exercée sur le levier et nécessaire pour vaincre le couple de rappel varie par conséquent 2Q dans les différentes directions de manoeuvre, comme représenté en . fl-gure 5. Dans les directions i*assant par les plans 27,28, la foi«-ce à exercer sur le levier a une valeur minimale. Si cette force minimale de levier est considérée conme égale à 1, la force à. exet*- cer sur le levier dans une direction de déplacement inclinée, d'un égale / 25 aigle de 4-5° par rapport aux plans précités, a une valeur maritale ou 1,414. Cette différence permet au conducteur de retrouver les;deux directions de coaanande définies par les plans 27 et 28.Le levier peut être déplacé dans ces directions de commandé' par la force minimale sans qu'il soit besoin d'un contrôle à vue de sa jq position. L'opérateur est donc automatiquement informé par son sens tactile, des directions de commande du levier et il peut ain-siiaisser son corps et ses yeux suivre complètement l'opération de levage, de manière h obtenir toujours une information sûre du déroulement de l'opération. 72 17117 6 2137860 REVENDICATIONS 1. Ensemble de commande à levier, comprenant un levier de commande (2) fixé sur une plaque basculante (3) centrée dans une position centrale et à suspension universelle sur tin châssis (8) 5 autour de pivots (5*6,9,10) placés sur deux axes de rotation (7, 11) perpendiculaires entre eux, ces pivots exécutant un mouvement de rotation commandé par les mouvements de basculement du levier, ledit ensemble étant caractérisé en ce que le centrage de la plaque basculante (3) dans la position centrale est maintenu au 10 moyen de quatre ressorts (36) disposés entre le côté de la plaque opposé au levier et le châssis et ramenant la plaque dans 3a position centrale, en ce que les ressorts agissent sur la plaque dans une direction sensiblement perpendiculaire à celle-ci, et en ce que tous les ressorts ont les mêmes caractéristiques élastiques 15 et sont répartis le long d'un cercle 26 concentrique au levier 2 et étant opposés diamétralement par deux le long des deux axes de rotation universelle (7*11) de manière à fournir pour le levier (2) deux directions de commande qui sont orientées dans des plans (27,2.8) passant par le levier dans sa position centrale et passant par les axes de rotation (7,11) et dans lesquelles le levier peut être adionné par une force' (F } Inférieure à. celles à exercer dans M toutes les autres directions.