Brevet FR2204564A1 — publié le 19740524

La charge admissible pour une grue télescopique à flèche articulée dépend notamment de la longueur de la flèche et de l'angle que fait cette flèche avec l'horizontale. On peut realiser des tableaux indiquant cette charge pour des conditions aonnées. Mais le conducteur de la grue doit alors consulter ce tableau chaque fois qutil modifie la longueur ou llangle de la flèche, ce qui.est une sujétion et un risque d'erreurs pouvant entraSner des accidents. on connatt des détecteurs de surcharge sensibles aux diverses conditions de travail et donnant une indication visuelle ou sonore lorsque la charge atteint une valeur limite. Ces détecteurs de surcharge comprennent une mémoire dans laquelle est emmaganis & l'indication de la charge admissible pour une série d'ensembles de conditions de travail, des moyens pour mesurer la charge réelle, et des moyens pour comparer cette dernière charge avec l'indication fournie par la mémoire. Mais les détecteurs de surcharge actuellement réalisés sont relativement compliqués, notamment en ce qui concerne leur memoire qui est le plus souvent électronique. La présente invention a pour objet un détecteur de surcharge pour grue télescopique à flèche articulée, qui est, au contraire, de construction beaucoup plus simple et plus robuste Le détecteur de surcharge selon l'invention est caractérisé en ce que sa mémoire comporte un disque ou came de surface lié à la flèche de façon à pivoter en même temps qu'elle et coopérant avec un palpeur qui fournit un signal électrique fonction de son déplacement axial et dont le support est mobile suivant un diamètre de la came en fonction de la longueur de la flèche, de sorte que la position de ce palpeur par rapport à la came dépend à la fois de l'inclinaison et de la longueur de cette flèche, la surface de là came étant déterminée de façon que le signal électrique fourni par le palpeur dans une position donnée représente la charge admissible dans les conditions correspondant à cette position. Le support du palpeur peut, par exemple, être monté sur une vis sans fin solidaire en rotation d'un enrouleur dont le câble est lié à la tête de flèche. La liaison de la came à la flèche peut être telle que les angles de pivotement de cette came et de cette flèche soient égaux. Comme l'angle de pivotement de la flèche est limité à 900, la surface utile de la came ne s'étend alors que sur 900. On peut, par suite, prévoir sur la came plusiears plages de lectures correspondant chacune à un cas de fonctionnement déterminé, par exemple travail sur pneumatiques ou travail sur appuis.A cet effet, la c?me peut coopérer avec deux palpeurs disposés sensiblement symétriquement parrapport à l'axe de cette came ; par ailleurs, la position de cette dernière peut être réglable angulairement par rapport à son axe ; en outre, ladite came peut comporter à a périphérie des bossages coopérant avec des contacts électEques qui fournissent un signal indiquant le ou les secteurs de la came qui sont utilisés. Ces dispositions sont utilisables d'une façon générale chaque fois que la surface utile dela campe, dans un cas de fonctionnement donné, s'étend au plus sur I800.La came pourrait ainsi être liée à la flèche de façon.que l'angle de pivotement de la came soit double de - celui de la flèche ; la came présenterait deux secteurs de lecture qui pourraient être utilisés å volonté soit en faisant pivoter la came, soit en utilisant-l'un ou l'autre de deux palpeurs. jais, inversement la liaison pourrait être telle que la came pivote d'un angle moitié ou tiers de celui de la flèche ; elle présenterait alors respectivement huit ou douze secteurs de lecture, permettant de prévoir autant de cas de fonctionnement différents. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, le détecteur de surcharge comprend un manomètre mesurant la pression différentielle dans le vérin de flèche et fournissant un signal élecirique fonction de la charge, et un comparateur à seuil, pont de Wheatstone par exemple, comparant les signaux fournis respectivement par le palpeur et le manomètre. Le manomètre fournit un signal qui est fonction non seulement de la charge mais encore de la longueur de la flèche et de son inclinaison. La cadre doit, par suite, être déterminée non pas directement en fonction de la charge admissible, mais en fonction de la pression différentielle admissible. Le pont de Wheatstone s'équilibre quand -on se rapproche des conditions de surcharge. L'aiguille de son galvanomètre indique, par suite, cette approche. Par ailleurs, le galvanomètre peut commander un appareil avertisseur son & e ou lumineux ou encore des moyens pour corriger ou arrêter des mouvements dangereux pour la stabilité de la machine; àcet effet, l'axe du galvanomètre peut, par exemple, porter des caches propres à occulter des cellules photosensibles qui actionnent des relais de commande. On a décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, un mode-de réalisatiXon d'un détecteur de surcharge selon l'invention avec référence aux dessins annexés dans lesquels La Fig. 1 montre une grue à laquelle peut s'appliquer 1 'in- vention; La Fig. 2 est un schéma du détecteur de surcharge; La Fig. 3 représente la mémoire du détecteur; La Fig. 4 est un schéma montrant le détecteur monté sur la grue; La Fig. 5 est un schéma montrant la liaison du vérin de flèche à un manomètre différentiel; Les Fig, 6 et 7 montrent les connexions électriques du détecteur de surcharge, A la Fig. 1, on voit une grue qui comprend une flèche télescopique 1 montée pivotante en 2 sur une plateforme 3 reposant sur des appuis 4.Pour que la grue soit stable et ne risque pas de se renverser, il faut que le couple déxanversement ne dépasse pas une valeur donnée. Ce couple est proportionnel à la charge, à la longueur L de la flèche 1, et au cosinus de l'angLe d'in- clinaison &alpha; de cette flèche. Pour une charge donnée et une lon gueur de flèche donnée, l'angle d'inclïnaison ne doit pas devenir inférieur à une valeur qui peut être déterminée à l'avance et est donnée au tableau que le grutier a à sa disposition. Si la flèche doit être abaissée davantage, il faut diminuer la longueur de cette flèche. Le dispositif selon l'invention permet au grûtier de savoir qu'il atteint des conditions de surcharge, sans qu'il ait à consuiter un tableau. Ce dispositif comprend essentiellement une mémoire 5 came de surface, des moyens de détermination de la charge réelle 6, et un comparateur à seuil 7 qui détermine si la charge déterminée est ou non supérieure à la charge admissible mémorisée en 5 (Fig. 2). La mémoire d came comprend uné came mémoire 8 qui est fixée sur un arbre 9 (Fig. 3), celui-ci est monté pivotant dans des paliers 10 qui sont portés par un carter fixé à la flèche de grue 1. Sur l'arbre 9 est également fixé un disque d'entrafnement 12 qui peut être solidarisé par un ergot 13 avec un levier 14. Celui-ci est relié à la plateforme 3 par une biellette articulée 15 qui-est parallèle à la ligne joignant l'axe de l'arbre 9 à l'axe d'articulation 2 et e dont la longueur est égale à l'écart entre ces deux axes (voir Fig. 4). On voit ainsi que la came 8 pivote- sur la flèche 1 en synchronisme avec le mouvement d'inclinaison de cette flèche, les angles de pivotement étant ici égaux. Un enrouleur comprend un axe 16 qui est monté pivotant dans des paliers 17 portés par le carter, et supporte un tambour 18 sur lequel est enroulé un cule 19. L'extrémité de ce câble est fixée au sommet 20 de la flèche 1 (voir Fig. 4) et un ressort non repré senté tend à faire pivoter le tambour 18 dans son sens -d'enroule- ment f et ainsi à maintenir le cable 19 tendu. L'axe 16 comporte deux portions filetées a pas contraires sur chacune desquelles est monté un lecteur 20a ou 20b comprenant un palpeur 20'a ou 20'b. On voit'que ces lecteurs se déplacent symétriquement par rapport å l'axe de l'arbre 9 et que leurs courses sont proportionnelles à la longueur du télescopage. c'est- à-dire liées linéairement à la longueur L de la flèche. Ils fournissent un signal électrique fonction du déplacement de leur palpeur. Un palpeur se trouve ainsi au contact d'un point de la came qui dépend de l'angle d'inclinaison de la-flèche et de sa longueur, un palpeur tel que 20'a ne pouvant venir au contact que d'un point se trouvant dans un secteur 3a s'étendant sur environ 900. On pourrait donc mémoriser en chaque point la valeur de la charge à ne pas dépasser pour l'angle d'inclinaison et la longueur de flè che correspondant à ce point et Vérifier que la charge réelle est inférieure à cette valeur. Mais il est difficile de mesurer directement la charge. Aussi, dans l'exemple représenté, on prend corne critère la valeur de la pression différentielle dans le vérin de levage 21 qui relie la flèche 1 à la plateforme 3. Cette pression est fonction de l'angle d'inclinaison de la flèche, de la longueur de cette flèche, mais elle est aussi liée linéairement à la charge. La came 8 mémorise ainsi en chaque point la pression différentielle maximale. pour la longueur de flèche et l'angle d'inclinaison correspondant à ce point. Les deux chadDres du vérin delevage 21 son,t reliées par des conduites 22 et 23 à un manomètre différentiel 24 dont aiguille est liée -au curseur d'un potentiomètre 25. Celui-ci délivre ainsi en 26 une tension dont la valeur est variable en fonction de la pression différentielle dans le vérin 21. Le manomètre 24 est disposé dans la cabine du conducteur qui peut ainsi connaitre, à tout moment, la pression différentielle. Un commutateur 27, à commande manuelle, comporte un enroulement de rappel 28. Sur le circuit d'alimentation de cet enroulement est interposé un interrupteur 29 commandé par le levier 30 qui actionne les vérins des appuis 4. Deux contacteurs 31a et 3 lob coopèrent avec le bord de la came de surface 8, qui forme lui-même came, en étant disposés environ à 90 l'un de l'autre. Ces contacteurs sont interposés, en série avec des contacts 32a et 32b du commutateur 27, sur le circuit d'alimentation de lampes 33a, 33b, 33c et 33d. -L'allumage d'une lampe indique celui des contacteurs 31a-et 31b qui est actionné etsi le commutateur 27 a luî-mêra-e été actionné manuellement ou non. Le commutateur 27 comporte fln troiseme contact 32c qui, au repos, connecte le lecteur 20a a l'une des bornes d'un galvanomètre 34 à cadre mobile. Lorsque le commutateur a été actionné manuellement, cette borne est connectée au lecteur 20b. Le lecteur 20a ou 20b et le potentiomètre 25 sont montés dans un pont de Wheatstone dans l'une des diagonales duquel est interposé le cadre mobile 34 du galvanomètre (Fig. 7). Le cadre mobile 34 est solidaire d'une part d'une aiguille indicatrice 35 et d'autre part de deux caches 36a et 36b. Ces caches peuvent venir occulter un pinceau lumineux provenant d'un projecteur 37 et sur le trajet duquel se trouvent deux cellules photo-électriques 38a et38b; chacune-de celles-ci commande un relais 39a ou 39b. Les caches sont disposés de manière que le pinceau lumineux éclaire les deux cellules 38a et 38b lorsque l'aiguille 35 est au zéro (pont équilibré) et que l'une des cellules ne soit plus éclairée lorsque l'aiguille dévie dans un sens à partir de sa position de zéro, l'un des caches agissant dans un sens de déviation et l'autre cache agissant dans l'autre sens. Ainsi, lorsque la surcharge n'est pas atteinte, l'une des cellules est éclairée alors que l'autre ne l'est pas, Par contre, lorsqu'il y a surcharge, la première cellule est occultée et la seconde est éclairée. L'inversion de l'éclairage des cellules signifie donc que la surcharge est atteinte. Les relais 39a et 39b sont commandés par les cellules de manière a titre fermés en cas de surcharge détectée par l'inversion de l'éclairage des cellules, et commandent eux-mêmes des moyens non représentés au dessin et qui permettent de corriger ou d'arrter les mouvements dangereux pour la stabilité de la grue, par exemple la descente de flèche. La grue peut travailler sur pneumatiques ou sur des appuis 4. Dans le premier cas, elle est moins stable et les charges admissibles sont moins élevées. La zone 8a du disque 8, devant laquelle se déplace le lecteur 20a, a en mémoire les pressions différentielles admissibles lorsque la grue est sur pneumatiques alors que sa zone Bb, affectée au lecteur 20b, a en mémoire les pressions diifférentielles-admissibles lorsque la grue est sur ses appuis 4. Lorsque le conducteur s'est assuré que 'les appuis 4 sont bien au contact du sol, il actionne le commutateur 27, ce qui met en service le lecteur 20b et allume la lampe de contrôle 33a ou 33c. Mais s'il actionne le levier 30 pour lever ou abaisser les vérins des appuis 4, l'interrupteur 29 se ferme et l'enroulement 28- du commutateur 27 rappelle ce commutateur dans sa position de départ, ce qui met en service le lecteur 20a. Le conducteur doit ensuite actionner une nouvelle fois le commutateur pour remettre en service le lecteur 20b. En travail normal, le pont de Wheatstone est déséquilibré, et l'aiguille 35 se trouve, par exemple, à gauche du zéro de l'échelle à la Fig. 6. Lorsque la charge se rapproche de la charge maximale admissible mise en mémoire sur la came 8, comme ce peut être le cas par exemple lorsque le conducteur abaisse la flèche 1, la différence de potentiel aux bornes du cadre mobile 34 tend vers zéro et l'aiguille 35 se rapproche de sa position de zéro, ce qui inaique au conducteur qutil y a risque de surcharge et qu'il doit prendre des mesures appropriées, par exemple diminuer la longueur de la flèche. En caste surcharge, les relais 39a et 39b sont fermés et, par exemple, empêchent la poursùite du mouvement d'abaissement de la flèche 1. Ils peuvent également être utilisés pour donner un avertissement sonore et/ou lumineux de l'existence d'une surcharge. Les secteurs 8a et Sb de la came 8 permettent de satisfaire la plupart des cas normaux de fonctionnement de la grue. Mais, comme ils s'étendent sur des angles au plus égaux à 90a, on peut utiliser les deux secteurs restant 8c et 8d pour deux autres cas de charge, Le disque 12 comporte un trou 40 qui peut recevoiz l'ergot 13'et qui est disposé sensiblement à 900 du trou dans lequel l'ergot 13 est normalement engagé; cet ergot permet ainsi d'immobiliser la came 8 dans une position dans laquelle les lecteurs 20a et 20b coopèrent avec les lecteurs 8c et 8d. La came 8 comporte une partie de diamètre extérieur plus grand qui actionne le contacteur 31a ou le contacteur 3 suivant qu'on-utilIse les secteurs Sa et Sb du disque 8 ou les secteurs 8c et Sd. Il va de soi que l'inventionoe doit pas être considérée comme limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais en couvre, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS . - Détecteur de surcharge pour grue télescopique à flèche articulée, comprenant une mémoire dans laquelle est enraagasinée l'indication de la charge adrftssible pour une série dlensembles de conditions de travail, des moyens pour mesurer la charge réelle, et des moyens pour comparer cette dernière charge avec l'indica tion fournie par la r?émoire, caractérisé en ce que cette mémoire colporte un disque ou came de surface lié à la flèche de façon à pivoter en même temps qu'elle et coopérant avec un palpeur quifournit un signal électrique fonction de son déplacement axial et dont le support est mobile suivant un diamètre de la came en fonction de la longueur de la flèche, de sorte que la position de ce palpeur par rapport à la came dépend à la fois de l'inclinaison et de la longueur de cette flèche, la surface de la came étant déter minée de façon que le signal électrique fourni par le palpeur dans une position donnée représente la charge admissible dans les conditions correspondant à cette position. 2. - Détecteur de surcharge selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support du palpeur est monté sur une vis sans fin solidaire en rotation d'un enrouleur dont le cabale est lié à la tête de flèche. 3. - Détecteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la liaison de la came à la flèche est telle que la came pivote d'un angle au plus égal à 1800 quand la flèche pivote de 900. 4. - Détecteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la came coopère avec deux palpeurs disposés sensiblement symé- triquement par rapport à cette came. 5, - Détecteur selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la position de la came est réglable angulairement par rap- port à son axe. 6. - Détecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérise en ce qu'il comprend un manomètre mesurant la pression différentielle dans Le vérin de flèche et fournissant un signal électrique fonction de la charge, et un cor:parateur à seuil, pont de Wheatstone par esenole, comparant les signaux fournis respectivement par le palpeur et le manomètre. 7. - Détecteur de surcharge selon la revendication 6, caractérisé en ce que le comparateur à seuil comporte une aiguille indicatrice. 8. - Détecteur de surcharge selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le comparateur comporte ùn axe mobile portant des caches propres à occulter des cellules photosensibles qui actionnent des relais de-commande.