Brevet FR2184108A1 — publié le 19731221

L'invention concerne un dispositif de sécurité de couple de charge pour grues, chargeurs et excavateurs à entratnement hydraulique, pour limiter le couple de charge sur les appareils qui sont munis d'une flèche en deux ou plusieurs éléments et déplacent la charge, à défaut d'un treuil, par déplacement des différentes parties de la flèche. On connais des dispositifs avec treuil à cible, qui, lorsque le couple de charge maximal admissible estatteint, agissent sur des mécanismes de manière à bloquer les mouvements qui agissent en augmentant le couple. De plus, on connaît des réalisations qui fournissent en outre à la personne de service des in- formations sur la puissance fournie par la machine, telles que des avertissements acoustiques, avant que soit atteinte la valeur limite, par exemple sur la charge ou sur la puissance appliquée. Dans plusieurs modes de réalisation connus, est évaluée, par exemple, la pression dans le cylindre de vérin de la flèche pour déterminer la charge appliquée à la grue. En raison des frottements sur les éléments de guidage et d'étanchéité dans le cylindre, il se produit une erreur de mesure considérable qui ne peut titre compensée que par une réduction de la force portante admissible. On connais encore des dispositifs, qui,outre une force déterminée ou une pression déterminée, exploitent un ou plusieurs paramètres géométriques, tels que la position angulaire d'une ou plusieurs parties de la flèche ou le parcours de d'extension d'une flèche télescopique. Pour obtenir, dans ce dispositif, une adaptation optimale de la sécurité relative au couple de charge à une courbe de coupure prédéterminée de forme quelconque, il faut cependant prévoir une grande dépense d'installation. Dans une autre forme de réalisation, l'inclinaison de la grue au moyen d'un niveau est exploitée comme mesure de la charge de celle-ci. Par la mouvement de la machine, il se produit cependant dans ce cas par suite des forces dynamiques, des possibilités d'erreur consiaérables. On connus également une autre variante dans laquelle, sur la base de la disposition d'un enre gistreut de valeurs de mesure, on exploite une composante de la force du vérin d'extension de la flèche, qui est proportionnelle au couple autour du point d'articulation de la flèche, indépendamment de la position des parties de la flèche. Par suite de la position du point d'articulation de la flèche à l'intérieur de la surface d'appui, la grue dans le cas d'une faible charge, n'est pas déchargée. Dans une autre variante, cet inconvénient est de nouveau partiellement compensé par le fait qu'est exploitée une telle composante de la force sur le vérin de la flèche, qui correspond à un couple décroissant linéairement avec le porte à faux, au point d'articulation de la flèche. Le domaine d'application de ce système est limité par la condition que le point d'articulation du cylindre de vérin de la flèche doit se trouver sur le chariot supérieur dans chaque poslblon cte la flèche en dehors du cercle de Thalès au-deld ie la distance entre le pied de la flèche et le point d'articulation du vérin sur la flèche. Pour transformer le signal de coupure de sécurité de couple de charge en une coupure de tous les mouvements des mécanismes agissant avec augmentation du couple, on connaît des dispositifs dans lesquels, par le signal de coupure, sont actionnés les éléments de commande des vérins de réglage de position pneumatiques ou hydrauliques, qui ramènent le levier de manoeuvre des mécanismes en question dans la position neutre. Dans un autre dispositif connu, la liaison mécanique entre le levier de manoeuvre et les soupapes hydrauliques à plusieurs voies est coupée par des éléments mécaniques spéciaux qui sont actionnés par des électro-aimants, de telle sorte que les soupapes à plusieurs voies sont ramenées, par leurs ressorts de rappel, dans leur position neutre. Ces dispositifs connus ont l'inconvénient que, par leur construction compliquée, ils sont très couteaux et qu'ils ne permettent pas une commande dans le temps du processus de coupure. l'invention a pour but de réaliser un dispositif de sécurité de couple de charge pour grues, chargeurs et excavateurs commandés hydrauliquement, avec une flèche en plusieurs éléments, qui, dans toutes les positions de la flèche, permet une utilisation optimale de l'appareil, exclut un basculement de la grue, du chargeur ou de l'excavateur et empêche sur surcharge d'éléments de construction déterminés. L'invention a pour but de traiter le signal d'un appareil de coupure de type connu de telle sorte qu'en fonction de la variante d'équipement de la flèche et de la position des différente parties de la flèche, soit toujours provoqué le blocage du sens de mo=vemer.t des mécanismes tui provoquent une augmentation du couple de charge. Le dispositif de ltinvention permet en outre une amélioration de l'utilisation des grues, chargeurs et excavateurs à grande vitesse de travail, par une réduction des charges dynamiques supplémentaires dans le processus de coupure. L'invention est caractérisée en ce que, en présence d'un signal de coupure à la sortie d'un appareil de coupure connu, des soupapes de coupure hydro-électriques sont commutées dans le circuit de commande préalable de soupapes à plusieurs voies. Ces soupapes de coupure qui, en cas de fonctionnement, lorsque l'aimant a attiré, libèrent le courant d'huile de commande entre les soupapes de commande préalable et les groupes de réglage des soupapes à plusieurs voies, provoquent, en cas de surcharge, quand l'aimant est décroché, un blocage du courant d'huile de commande et un raccordement des groupes de réglage à la canalisation de reflux d'huile. Les soupapes de coupure sont disposées dans le circuit de commande préalable des soupapes à plusieurs voies des mécanismes qui agissent en augmentant la charge ou en provoquent des contraintes dynamiques supplémentaires. Sur une flèche à plusieurs éld- ments, est fixé un disque à came, qui, dans une position déterminée de la flèche par rapport au chariot supérieur, actionne un commutateur. Lors de la modification de l'état d'équipement de la flèche, le point d'inversion du commutateur est décalé par un déplacement du disque à came, ou bien, à chaque variante de la flèche, est associé un commutateur séparé. Au moyen d'un commutateur variable, on peut choisir la commutation correspondant à la variante d'équipement de la flèche. Pour la commande dans le temps du processus de coupure, il est prévu, dans la canalisation de reflux des soupapes de coupure, une soupape d'étranglement. La solution conforme à l'invention garantit une amélioration de l'utilisation de grues, chargeurs, et excavateurs à grande vitesse de travail et par conséquent avec de grandes contraintes dynamiques, par suite de la réduction des vitesses de travail des mécanismes dans la gamme de grandes char gens, par réduction du courant dthuile des divers mécanismes, par exemple par réduction de la pression dans le circuit de commande des soupapes hydrauliques à plusieurs voies, au moyen d'une soupape de limitation de pression, d'une soupape de commutatior en amont de laquelle est branchée une soupape d'étranglement, et en amont d'une deuxième soupape de limitation de pression réglée sur uJe pression plus faible que la première soupape de limitation de pression. L'invention est expliquée en détail ci-après avec un exemple d'exécution représenté aux dessins - la figure 1 représente l'enregistreur de valeurs de mesure et 1' inverseur. - la figure 2 représente le schéma des circuits hydrauliques pour un mécanisme. - la figure 3 représente le schéma des montages électriques. le dispositif de sécurité de couple de charge est constitué par un registreur de valeurs de mesure composé d'une bascule 1 et d'un transformateur 2 et d'un appareil de coupure 3 de construction connue ainsi que de leen- semble de montage hydro-électrique. Comme signal d'entrée pour l'appareil de coupure 3, une composante de la force du cylindre de la flèche 4 est transformée au moyen de transformateur 2 en un signal électrique. Dans ce but, comme représenté dans la figure t, le cylindre de vérin de la flèche 4 est monté d'une façon connue dans la bascule 1 sur le chariot supérieur 5. La grandeur du signal d'entrée, indépendamment de la position des différentes parties de la flèche 6, 7, est proportionnelle à la charge de la grue. Ce signal d'entrée est traité dans l'appareil de coupure 3, de telle sorte que la sortie 8 de celui-ci est sous tension quand une force de coupure prédéterminée est atteinte. Sur la partie 6 de la flèche est fixé, au point d'articulation de la flèche, un disque à came 10 par Lequel, lors du basculement de la partie 6 de la flèche, un commutateur 11 est actionné. Le disque à came tO est'réglé de telle sorte que le commutateur 11 s'inverse quand le point de suspension de la charge 12 a atteint le même niveau que le point d'arti culation de la flèche 9.Comme par la partie 7 de la flèche, il se produit un degré de liberté supplémentaire f 2, le point d'in- version du commutateur 11 ne dépend que de l'angle ç 1, il peut se produire, par le défaut de commutation ainsi produit, dans le cas le plus défavorable, une variation du porte-à-faux AI. Par la répartition régulière du défaut dans la gamme positive et négative, celui-ci peut titre maintenu petit. Lors de changements d'équipement sur la flèche, une correction du point de commutation du commutateur 11 devient généralement nécessaire. Cela est réalisé par une rotation du disque à came 10 par rapport à la partie 6 de la flèche, ou par plusieurs commutateurs il disposés de façon décalée, chaque commutateur il étant associé à un équipement de la flèche. Avec un commutateur en variante 13, comme représenté dans la figure 3, on sélectionne le commutateur 11 correspondant à ltéquipe- ment de la flèche. Dans le circuit de commande hydraulique est disposée, comme on peut le voir dans la figure 2, pour chaque sens du mouvement à couper une soupape de coupure il actionnée électromagnétiquement, par laquelle, en cas de chute de tension, le groupe de réglage de la soupape à plusieurs voies 15 est relié au reflux, tandis que l'arrivée de l'huile de commande est interrompue par la soupape de commande préalable 16. Dans la canalisation de reflux commune des soupapes de coupure 14, est disposée une soupape d'étranglement 17 pour la réduction des forces dynamiques dans le processus de coupure. En cas de surcharge a lieu un blocage des mécanismes 18, non décritsen détail, comme le dispositif d'avance, le dispositif de rotation, le vérin de la flèche et le vérin de manche de cuiller, dans le sens augmentant le porte-à-faux. Lorsque se produit une surcharge de la grue, la sortie 8 de l'appareil de coupure 3 devient sans tension, le relais 19 décroche et les aimants 20, 21, 22, 23 deviennent sans courant. De ce fait, la soupape de coupure associée 14 s'ouvre, la pression de commande s'annule, l'huile s'écoule dans le reflux en passant par la soupape d'étranglement 17 et les soupapes à plusieurs voies 15 reviennent dans la position neutre sous l'action de leurs ressorts de rappel. Par l'intermédiaire du commutateur en variante 13 et d'un commutateur 11 actionné par le disque à came 10, suivant la position de la partie 6 de la flèche, l'aimant 24 ou l'aimant 25 reste sous tension.Par ce montage, on obtient que la flèche à plusieurs éléments, après l'arrivée de la surcharge, peut encore titre déplacée dans le sens ré usant le porte-à-faux. Les grues, chargeurs et excavateurs sans treuil à câble se distinguent par de grandes vitesses de travail. En liaison avec des temps courts d'accélération et de retardement, il se produit de grandes charges dynamiques supplémentaires dont il faut tenir compte dans la sécurité relative au couple de charge par des réserves de sécurité de grandeur correspondante dans la détermination des charges de coupure.Pour ltamélioration de l'utilisation de la grue, ou de l'excavateur, le dispositif de sécurité de couple de charge est équipé d'un appareil de coupure 3, de telle sorte qu'en plus du signal de coupure est produit un signal de commutation préalable, sous une forme telle que, déjà avant que soit atteint le couple maximal admissible, et avant la chute de tension existant ainsi à la sortie 8 de l'appareil de coupure 3, dans le cas d'une utilisation déterminée de la grue, la tension tombe également à une deuxième sortie 26. Ce signal est utilisé pour réduire la vitesse des mécanismes 18. De ce fait, dans la gamme d'une forte utilisation de la grue, les charges dynamiques supplémentaires peuvent être nettement réduites. Comme on peut le voir dans la figure 2, la réduction de vitesse s'obtient, par exemple, par le fait que, par le signal de commutation préalable sous forme de la chute de tension à la deuxième sortie 26 de l'appareil de coupure 3, l'aimant 27 de la soupape de commutation 28 devient sans courant. Avant que soit atteint le signal de commutation préalable, la soupape de commutation 28 est ferme. La pression dans le circuit de commande des soupapes à plusieurs voies 15 est déterminée par la soupape de limitation de pression 29 qui est réglée sur la pression de commande nominale. Quand le signal de commutation préalable est atteint, la soupape de commutation 28 s'ouvre. La pression dans le circuit de commande est maintenant déterminée par la soupape de limitation de pression 30 qui est réglée sur une pression plus faible que la soupape de limitation de pression 29. Cette pression ne suffit plus pour l'ouverttire complète de la soupape à plusieurs voies 14. Ainsi, par la soupape de lir.ita- tion de pression 30, la vitesse de travail des mécanismes 18 peut être réduite à volonté dans la gamme entre le signal de commutation préalable et le signal de sortie. Par conséquent, on obtient que la charge, dans le cas d'une forte utilisation de la grue, ne peut être déplacée qu'avec une vitesse réduite. Pour éviter une variation par à coups de la pression de commande, une soupape d'étranglement 31 est disposée avant la soupape de commutation 28. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres normes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10) Dispositif de sécurité de couple de charge pour grues, chargeurs et exacavateurs à entrai- nement hydraulique dans lesquels, quand le couple de charge ma ximal admissible, des mécanismes sont influencés pour bloquer les mouvements qui agissent en augmentant le couple résistant, dispositif caractérisé en ce que, lors du dépassement d'une charge limite prédéterminée, un signal de coupure à la sortie (8) d'un appareil de coupure connu (3), agit sur des soupapes de coupure hydro-électriques (14) dans le circuit de commande préalable de soupapes à plusieurs voies (15) de différents mécanismes (18) pour les relier à la canalisation de reflux d'huile et sur un commutateur (11) de blocage de la flèche. 20) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le commutateur (11) est actionné au moyen d'un disque à came (10) fixé sur une partie (6) de la flèche, pour bloquer, en présence d'un signal de coupure à la sortie (8), le mouvement de montée et de baisse du cylindre (4) de a flèche 30) Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que par un signal de commutation préalable de l'appareil de coupure (3), avant que le signal de coupure soit atteint, les vitesses de travail des mécanismes (18) sont réduites. 4 ) Dispositif de sécurité suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'à chaque variante dtéquipement de la flèche, composée de plusieurs parties des flèches (6, 7) est associé un commutateur fla). 50) Dispositif de sécurité suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, de façon correspondante à chaque variante d'équipement de la flèche, le commutateur (11) associé peut entre sélectionné par un commutateur à variante (13). 60) Dispositif de sécurité suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, de façon correspondante à la variante d'équipement de la flèche, le disque à came (10) est disposé au point d'articulation (9) de la flèche de façon mobile par rapport à la partie (6) de la flèche. 70) Dispositif de sécurité suivant l'une quelconque d-es revendications 1 à 6, caractérisé en ce que dans la canalisation de reflux d'huile des soupapes de coupure (14? est disposée une soupape d'étranglement (17). 80) Dispositif de sécurité suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'une réduction de la vitesse de travail des mécanismes hy hydrauliques (18) est réalisée par une réduction du courant d'huile, par exemple par une réduction de la pression dans le circuit de commande des soupapes hydrauliques à plusieurs voies (15) au moyen d'une soupape de limitation de pression (29) d'une soupape fle commutation (28), en amont de laquelle et d'une deuxième soupape de limitation de pression (30) réglée sur une pression plus faible que la première soupape de limitation de pression (29), est branchée une soupape d' étrangiement (31).