Brevet FR2224394A1 — publié le 19741031

La présente invention est relative à des perfectionnements apportus aux grues et elle vise à permettre de limiter la course de déplacement de la charge en direction de la flèche d'une grue en position sapine distributrice compensee. On sait que lorsqu'une grue est utilisée ainsi sa flèche est orientée obliquement de manière à déterminer un angle de 300 audessus de l'horizontale. Le câble de levage en provenance d'un tambour est mouflé sur le chariot de la flèche autour de la poulie du crochet de levage puis il passe autour d'une poulie fixe disposée à l'extrémité libre de cette flèche, son extrémité revenant se fixer sur ledit chariot. Un autre câble est prévu pour déplacer le chariot le long de la flèche oblique. Lorsqu'on déplace d'une certaine longueur 1 ce chariot sur la flèche en direction de l'extrémité de cette dernière, le câble de levage prend un mou égal à cette longueur, mais par suite du poids de la charge associée au crochet ce mou est absorbé par le déplacement vers le bas dudit crochet et qui est égal à la moitié de la longueur précitée du fait qu'il est mouflé. Si le crochet restait à hauteur constante par rapport à la flèche son élévation h serait égale à 1 1 h = 1 sin 30 = 1 x 2 = 2 Or la descente du crochet étant en réalité de 2 comme indiqué plus haut, on en déduit que toute translation du chariot le long de la flèche provoque un déplacement du crochet dans un plan horizontal si l'on n'agit pas sur le câble de levage. En conséquence la manoeuvre du crochet s'opère soit en agissant sur l'enroulement du câble de levage à partir d'une position du chariot le long ee la flèche mise en sapine (mouvement de levée), soit en comandant la rotation du tambour de translation en vue de déplacer le chariot san agir sur le câble de levage (mouvement de distribution). On peut bien entendu exécuter ensemble les deux manoeuvres. Dans tous les cas on doit veiller à ce que la poulie du crochet ne vienne heurter la flèche et qu'elle n'endommage ni les organes de la grue, ni les charges à soulever.Or avec les grues du genre en question ce problème se complique du fait que la limite de levage dépend de la position du chariot sur la flèche (on peut lever d'autant plus haut Que le chariot est plus près de ltextrénité de clle-ci) ut que réciproquement la limite du mouvement de distribution dépend de la hauteur de la charge (plus cette charge est haute cins on peut raprrocrler le chariot du mât de la grue). Les manoeuvres exigent donc une grande attention de la part de ltopérateur. L'invention vise à réaliser un dispositif de sécurité qui élimine automatiquement tout risque de fausse manoeuvre. Suivant l'invention, l'on associe aux tambours de levage et de translation du chariot des moyens qui comparent le déroulement de leurs câbles respectifs de sorte qu'en cas ae franchissement d'un seuil prédéterminé, les moteurs de la grue ne puissent plus être alimentés. De cette manière le crochet ne peut jamais pénétrer dans une zone située immédiatement sous la flèche, et dont la limite inférieure est constituée par un plan parallèle à cette flèche et distant de celle-ci d'une valeur fixée à l'avance. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer Fig. 1 montre une grue dont la flèche est en position sapine distributrice compensée. Fig. 2 est un schéma explicatif facilitant l'exposé de la condition à remplir suivant l'invention, pour éliminer les risques de fausse manoeuvre. Fig. 3 est un schéma général du dispositif suivant l'invention. On a représenté en fig. 1 une grue dont la flèche 1 est en position sapine distributrice compensée, c'est-à-dire disposée obliquement de manière à déterminer un angle de 300 au-dessus de l'hori- zontale. Un câble de levage 2 est enroulé sur-un tambour 3 placé à la partie inférieure du mât M de la grue en question. Ce câble passe sur une poulie 4 disposée en haut de ce mât puis autour de deux poulies 5 et 6 montées folles sur un chariot 7 qui se déplace le long de la flèche 1. Entre les deux poulies il est moufle autour de la poulie 8 du crochet de levage. A la sortie de la poulie 6 le- dit câble va s'enrouler de 1800 sur une autre poulie 9 montée folle en bout de la flèche 1 et enfin son extrémité revient se fixer en un point 10 du châssis du chariot 7. Un second câble ou câble de translation 11 du chariot 7 est enroulé sur un tambour 12 associé à la fleche 1 de la grue. Il est bouclé sous forme sans fin entre deux poulies 13 et 14 disposées à l'une et à l'autre extrémité de la fleel-le, l'un de ses brins étant fixe au chariot 7. On a représenté en traits pleins en A et en traits interrompus en ss deux positions du chariot 7 sur la flèche î, ces deux positions étant situées à une distance 1 l'une de l'autre le long de la flèche. Comme on l'a expliqué plus haut, la translation considéré 1 du chariot provoque un certain mou du câble 2, qui est absorbé par la descente h de la poulie 8 égale à 2 en raison du mouflage de cette poulie. Si la poulie 8 s'était déplacée parallèlement à la flèche 1, son ascension aurait été mesurée par la longueur h qui dans le triangle rectangle ABC est h = 1 sin 300 = 1 2 ce qui revient à dire que la poulie 8 se déplace horizontalement lorsqu'on déplace le chariot 7 le long de la flèche I sans agir sur le câble 11. On désire que cette poulie ne vienne pas, lors d'une manoeuvre, heurter la flèche 1 et l'on fixe ele limite, matérialisée par un plan 15 parallèle à la flèche et situé à une distance cnoisie de celle-ci. Pour cela on doit respecter une certaine relation entre les déroulements respectifs des deux câbles de levage 2 et de distribution 11. En vue de formuler cette relation il convient éviåemment de prendre pour le crochet une position d'origine déterminée quelcon- que ; la plus commode à cet effet est celle indiquée en PÒ sur le o schéma de fig. 2 et pour laquelle le chariot se trouve en bout de flèche, le crochet lui-même étant soulevé au maximum, soit donc dans le plan 15.A cette position PO le câble de levage 2 est évidemment enroulé au maximum sur son treuil et la variable Lh correspondante représentera donc son déroulement. Quant au câble de translation 11, comme il est bouclé il faut choisir l'un de ses brins on choisira le brin supérieur passant sur la poulie 13 de fig. 1 car à la position P il est lui aussi enroulé au maximum et la o variable Lt le représentant correspond donc là encore à son aéroulement. On peut supposer qu 'à partir de la position PO on a déroulé simultanément les deux câbles pour amener le crochet en P1 dans le plan 15, puis le câble de levage seul pour faire descendre ce crochet en P2. Dans ces conditions le câble due translation s'est déroulé de Lt = a (1) cependant que le câble de levage s'est déroulé quant à lui d'ahord de cette même quantité a, puisqu'il est attaché au chariot, puis d'une autre quantité égale au double de l'abaissement b du crochet par rapport au chariot (le câble étant mouflé, il lui faut deux unités de longueur pour abaisser le crochet d'une unité).Le déroulement total est donc Lh = a + 2b = Lt + 2b (2) La condition à remplir pour que le crochet ne se trouve jamais au-dessus du plan de sécurité 15 est évidemment que b ne devienne pas négatif. Or : 2b = Lh - Lt (3) Donc la condition peut s'écrire Lb - Lt > O (4) Pour la mise en oeuvre de la présente invention l'on inverse cette inégalité et l'on écrit donc Lt - Lh ( O (5) En outre afin d'éviter d'avoir un membre négatif, on ajoute des deux côtés de l'inégalité une constante de valeur supérieure à la plus forte valeur de Lh pour la grue considérée et l'on écrit (Lt + k) - Lb ( k avec k > Lh (6) On associe au tambour de levage 3 un potentiomètre 16 (fig. 3) de manière à ce que la tension sur son curseur 16a représente analogiquement Lh, tandis que par ailleurs on fait correspondre au tambour de distribution 12 un autre potentiomètre 17 pour représenter Lt On monte ces deux potentiomètres en série entre un conducteur 19 pris pour référence zéro et un conducteur positif 20, et l'on considère la tension ou différence de potentiel entre leurs curseurs 16a et 17a.Si l'on appelle V la tension du point de jonction 18 on peut donc écrire u = V + Lt - Lh (7 > u = V + pLt - pLh 2 étant une constante (8) u/p = (Lt + V/p) - Lh (9) Or V/p est obligatoirement supérieur à Lh, puisque V > pLh par construction même Donc u/p peut représenter le premier membre de l'inégalité (6) ci-dessus et la condition à remplir devient u/p > V/p ou u > V (10) Le montage de fig. 3 permet précisément de déceler cette condition par des moyens simples et qui se prêtent à tous les réglages désirables. Dans celui-ci l'on a figuré en 21 un redresseur alimentant les conducteurs 19 et 20 en courant continu à partir du réseau alternatif 22, et en 23 un rhéostat de réglage de la tension appliquée aux deux potentiomètres 16 et 17. Si la tension u qui apparaît entre les curseurs 16a, 17a est inférieure à la tension de seuil, la diode de Zener 24 ne conduit pas de sorte que la tension positive provenant du curseur 17a arrive à la base d'un transistor T1 du type NPN à travers deux résistances R1, R2, une diode D1 et une résistance R3. Ce transistor T1 devient alors conducteur. Son émetteur permet la polarisation d'fun transistor de sortie T2 de type PNP dont le courant maintient excité un relais 25 à contacts insérés dans les circuits d'alimentation ou de commande des moteurs des tambours 3 et 12. Ces contacts sont alors fermés et la grue peut fonctionner. Au contraire dès qu'est atteinte la valeur du seuil, la Zener 24 devient conductrice et son courant de sortie arrive à la base d'un troisième transistor T3 de type NPN, normalement bloqué qui se débloque alors. Le courant arrivant du curseur 17a est court circulé par ce troisième transistor de sorte que le transistor T1 est bloqué. La polarisation du transistor T2 étant supprime ce lui ci se bloque à son tour si bien que le relais 25 n'est plus alimenté ; ses contacts s'ouvrent et les moteurs des tambours 3 et 12 ne peuvent plus être alimentés. Or, notera que le rhéostat 23 permet le réglage d'ensemble de la tension appliquée aux potentiomètres. Quant au réglage du seuil, c'est-à-dire de la position du plan de sécurité 15 de fig. 1 et 2, il est assuré par un potentiomètre 26 interposé entre la Zener 24 et le conducteur aboutissant au curseur 16a. ne courant de base de T3 qui circule dans une fraction variable de ce potentiomètre vient ainsi agir sur la tension appliquée à la Zener en modifiant la valeur ae u pour laquelle T1 se bloque. Un condensateur 27 évite tout phénomène de pompage. On règle la résistance variable 23 ae manière à déclencher la bobine du relais 25 lorsque la poulie 8 est en position P3, c'est-àdire à l'origine de la flèche et au niveau du plan 15. Puis le chariot 7 est amen en bout de la flèche 1 la poulie étant en P c'est-à-dire au droit du plan 15. On règle alors la o valeur du potentiomètre 25 pour que le relais déclenche. Du fait lue la scrit est du type à manque de courant, aucune manoeuvre de la true ne peut s'effectuer si l'appareil représenté en l1. n'est pas alimenté. a rupture d'un conducteur OU la détérioration d'un des potentiomètres 15 et 17 supprime l'alimentation du transistor -1 de sorte que le relais 25 ne peut pas être ris sous tension. la la jonction 18 se rompt la tension u devient supérieure au seuil, ce qui provoque l'ordre d'arrêt. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède nta été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous- autres equivalents. R E V E ; T I 0 1. dispositif destiné à er?gêcner au crochet d'une grue d'entrer dans une zone limitée par un plan parallèle à sa flèche en position sapine distributrice compensée, ledit plan étant situé à une distance prédéterminée de la flèche, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens associés à chacun des tambours de levage et de distribution dudit crochet et susceptibles de fournir des valeurs électriques respectivement proportionnelles au déroulement de chaet cun des câbles corresponaants,rlautres moyens propres à établir une comparaison entre la différence des valeurs précitées et un seuil fonction de la distance sus-mentionnée, le résultat de cette comparaison provoquant l'ouverture ou la fermeture des contacts d'un relais ou équivalent suivant que la différence est supérieure ou inférieure au seuil. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens associés aux tambours sont constitués par deux potentiomètres. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les deux potentiomètres sont montés en série aux bornes dlune source de courant continu, de manière que la tension électrique ou différence de potentiel entre leurs curseurs corresponde à la différence entre la longueur de câble déroulée du tambour de distribution, augmentée d'une constante, et celle déroulée du tambour de levage, la condition à respecter étant que cette différence ne dépasse pas un seuil déterminé, tandis que les moyens comparateurs sont constitués par un circuit qui déclenche pour une valeur réglable de ladite différence de potentiel. 4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérise en ce que la constante choisie est telle que la différence de potentiel précitée reste toujours positIve. 5. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens comparateurs fonctionnent à manque ae courant. 6. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens comparateurs comprennent une diode de Zener branchée entre les curseurs des potentiomètres et qui, lorsqu'elle 'amorce, provoque le blocage d'un transistor de sortie alimentant normalement le relais. 7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la Zoner agit en court-circuitant la polarisation d'un transistor pré-amplificateur destiné à assurer à son tour celle du transistor de sortie. 8. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la Zener agit sur le transistor pré-amplificateur par l'intermédiaire arun transistor auxiliaire, normalement bloqué, qu'elle débloque, la jonction émetteur-collecteur de ce transistor auxiliaire étant montée en parallèle sur la jonction base-émetteur du transistor préamplificateur. 9. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend un potentiomètre en série avec la Zener et dont le curseur est relié à la base du transistor auxiliaire, en vue de permettre le réglage du seuil de fonctionnement du relais. 10. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend un rhéostat monté en série avec l'ensemble des potentiomètres afin de permettre le réglage général de la tension qui leur est appliquée.