Brevet FR2247416A1 — publié le 19750509

La présente invention est relative à un dispositif de ralentissement et d'arrêt en translation notamment pour des engins de levage montés sur voie. Les engins de levage, notamment les grues à tour, sent le plus souvent équipés d'un système connu leur permettant de rouler sur les rails d'une voie pour faciliter le changement de poste Se travail. Pour provoquer l'arrêt de ce déplacement, il est connu d'utiliser des freins commandés depuis le poste de conduite de la grue. Par ailleurs, un système classique de sécurité consiste à prévoir près de chaque extrémité de voie, des butoirs fixes destines à stopper l'engin. En cas de vent très violent, la grue roule sur sa voie et vient heurter les butoirs : il y a alors risque d'accident si ces butoirs sont insuffisants. Pour remédier à cet inconvénient, les engins, notamment les grues à tour, sont équipés de freins de sécurité qui immobi- lisent les moyens de roulement sur leur voie. L'expérience montre que l'arrêt par application des freins de sécurité ou par l'arrivée sur un butoir est rapide et brutal. Si les freins de sécurité connus éliminent le risque de voir l'engin s'échapper Ces rails de la voie, ils ne suppriment sas le choc produit lors de l'arrêt. Ce choc est particulièrement préjudiciable pour les grues - tour dont la masse et la hauteur sont importantes. Il est connu, suivant la demande de brevet français POTAUN n 72 72 957 du 28 juillet 1972, d'équiper le système de freinage d'un dispositif d'assistance destiné à amoritr ce choc. A cet effet, l'énergie einétique de translation est transmise au contrepoids de la grue. Ce dispositif d'assistance est relativement complexe. il fait entrer en jeu le châssis de la grue, le contrepoids, la voie de déplacement, et un système de renv@i à câble et poulie. Catte complexité rend son fonctionnement délicat. L'invention a pour but d'éviter ces inconvénients et de réaliser un dispositif de ralentissement et d'arrêt en translation pour engins sur voie destiné à créer un effort de ralentissement réglable pour assister le système de freinage et in@obiliser la masse en mouvement en supprimant tout effet de cho@s. Un dispositif d'arrêt en tranalation suivant l'invention, pour engins de levage sur voie, notramment pour grues à tour, comporte des butées de fin de course montées en bout de voie, l'engin roulant sur la veis par l'intermédiaire de deux boggies solidaires de son châssis 'e base auquel est incorporé un système de freinage assisté et il est caractérisé en ce qu'il comprend un système arertisseur constitué par un vérin hydraulique à simple effet disposé dans un chariot coulissant logitudinalement dans un guide relié à l'engin de levage, tandis que les moyens de butée et d'appui sont prévus d'une part sur le rail de la voie et d'autre part sur le chariot coulissant, le guide et les éléments du vérin hydraulique, ces moyens coopérant entre eux pour actionner le vérin hydraulique lors du @éplacement de la grue sur sa voie, quel que soit le sens de la translation, si bien qu'un effort résistant est obtenu par la circulation du liquide dans und eireuit hydraulique, muni de moyens de tarage réglables en fonction des caractéristiques de la machine à freiner, l'effet amortisseur variant avec l'effort résistant dans le circuit hydraulique. Suivant une autre caractéristique, le dispositif de freinage forme un ensemble compact disposé dans le plan vertical d'au moins un des rails de la voie, sous le châssis et entre les boggies de la grue. Suivant une autre caractéristique, le guide du chariot est relié à l'engin par l'intermédiaire d'axes @'articulation sensiblement verticaux et disposés @ans des lumières pratiquées dans des pièces solidaires des supports de boggies, ce qui permet le déplacement de la machine sur des voies courbes. Suivant une autre caractéristique, chaque guide est muni de deux butées fixes, prévues sur la face verticale crientée vers le vérin amortisseur, distantes l'une de l'autre de la longueur de ce vérin et présentant vers l'extériteur un logement dans lequel peut venir en appui une pièce solidaire e l'un Des éléments du vérin. Suivant une autre caract@ristique, le chariot est équipé de moyens de coulissement ou de reoulement le long du guide, tandis qu'il porte des moyens de burtées escamotables qui, lorsqu'ils sont en service au cours du déplacement de la grue sur sa voie, viennent en appui sur des moyens de butées fizes placés en une position 5 voulue sur le rail, si bien que le chariot se trouve immobilisé alors que le guide est soumis à une translation avec l'engin. Suivant une autre caractéristique, chacune des extrémités longitu@inales du chariot comporte un logement, au fond duquel est susceptible de venir s'appuyer une pièce transversale solidaire @ de l'un des éléments du vérin hydraulique, ces pièces étant disposées de telle façon qu'en fin de course le charict s@@bit un mouvement relatif par rapport au guide, ce qui proveque le déve loppement du vérin emertisseur dont la tige est par exenple bl@quée par le chariot @lors que le eylindre est entraîné par le gui@e. Suivant une autre caractéristique, les butées eseamotables du chariot sont articulées chacune autour d'un axe sensiblement horizental, logé dans une lumière allengée transversalement pour permetter le déplacement de l'engin sur une voie courbe. Par ailleurs, un dispositif électro-magnétique, ou tout autre dispositif conhu, commanié depuis le poste de pilotage, maintient ces butées en position haute, neutralisée de façon à viter es cales fixées au rail, leur trajectoire laisant en service les butées d'extrémité de voie, alors que les butées du chariot tombent en positien basEe, par coupure de courant, si bien que ces butées de chariot constituent à la fois les moyens de commande n vérin amortisseur et un dispositif ae sécurité Suivant une autre caractéristique, les extrémités opposées du piston et du cylindre du vérin sont équipées de broches trans- versales qui viennent en appui dans les logements pratiqués d'une part aux extrémitée du chariot et d'autre part sur les butées du guide, Si bien qu'en fin de course, le contact entre les butées nu chariot et les butées fixées sur le rail provoque le coulissement du piston qui chasse l'huile dans un circuit hydraulique. Suivant une autre caractéristique, le cireuit hydraulique comprend, outre le vérin, une tuyauterie munie d'un étrangleur dont le débit est préréglé en fonction notamment des caractéristiques de vitesse, de poids et de charge de la grue, cet étrangleur produi- sant un effort résistant et progressif à l'encontre de la trans lation de l'enìn, tandis que ce circuit est associe 9 un accumu- lateur taré porté par le châssis et permettant le rechargement du système sans s intervention manuelle. Suivant une autre caractéristique, le dispositif comprend au moins une cale amovible fixée au rail et iont la position est commandée par l'opérateur à partir de la cabine de la grue. Cette cale est susoeptible d'être immobilisée en n'importe quel point le long du rail pour coopérer avec les butées du chariot, si bien que le changement de poste de travail est rapide et réalisable en tout point de la voie. Suivant une autre caractéristique, la course de ralentissement est égale à la course du vérin, lequel est disposé parallèlement à la translation. Ainsi, il subit un sement axial, tandis que sa construction mécanique et sa disposition entre une pièce solidaire d'une butée fixe et uns pièce solidaire de l'engin mobile constituent une sécurité complémentaire, par ezemple en cas de rupture du circuit hydraulique Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. Fig. 1 est une vue latérale montrant l'ensemble du système amortisseur selon l'invention. Fig. 2 est une vue de dessus SU guide, du chariot et du vérin hydraulique du système amortisseur. Fig. 3, 4 et 5 sont des vues latérales illustant le fonction nement du système d'amortissement} de freinage et d'arrêt selon l'invention. Fig. 6, 7 et 8 sont respectivement des coupes suivant les flèches VI-VI (fig. 3) VII-VII (fig. 4) et VIII-VIII (fig. 5) montrant les diverses positions du système, en vue de dessus. Fig. 9 est une vue schématique montrant le déplacement de l'engin sur une voie courbe. Fig. 10 est une coupe suivant X-X (fig. 1) montrant le système en vue transversale. On a représenté sur les fig. 1 et 9 une grue 1 dont le châssis 2 est muni de deux boggies 3 et 4 dont les galets 5 roulent sur les rails 6 d'une voie 7, ce qui permet de déplacer l'engin suivant la double flèche 8. Sous le châssis 2, et entre les boggies 3 et 4, on monte, longitudinalement, un dispositif 9 pour l'amortissement, le freinage et l'arrêt de la machine. Le dispositif amortisseur comprend un vérin hydraulique simple effet 10 monté dans un chariot 11. L'ensemble peut coulisser à l'intérieur d'un guide 12, disposé sous le châssis 2 et relié par chacune de ses extrémités à une patte 13 ou 14, solidaire dtun boggie 3 ou 4. La liaison du guide 12 sur la machine n'est pas rigide. Elle est articulée autour d'axes verticaux 15 et 16, logés dans des lumières de diamètre plus important, ce qui permet au guide 12 de pivoter dans un plan horizontal par rapport aux boggies 3 et 4 (fig. @) ce qui permet à la machine de suivre une voie courbe (fig. 9). On a représenté aur la fig. 3 le système amortisseur au repos. Le v@rin hydraulique simple effet 10 comprend un piston 17 mebile @ans un cylin@re 18 pereé latérelement d'un erif@ce 19 par lequel s'eceule l'huile 20 lorsque le vérin set actienné. Sur l@ tuyauterie 21 du ciecuit hydr @lique amgrtisseur, en préveit un étrangleur réglable 22 pour de@er l'effert résist fourni par l'écoulement de l'huile à l'encontre du léveloppement @u vérin. Le circuit hydraulique lébouche sur un @ocumulateur taré 23. Le vérin hydraulique ist monté dans un chemiet 11, luimême équpé de moyens de roulement pour coulisser le long du gnide 12. D'ensemble amortisseur est disposé à la verticale au-des@us rail 6. Ce guide 12 du charot est muni de deur butées fixes 24 dans les extrémités longitudinales @esquelles sent pratiqués les logements 25 destinés à servir d'appui à @es @rc@@es 26 et 27, transversales, solidaires, l@ prenière @e l'extré@ité extérieure de la tige 17 et la seconde de la tête opposée du cylin@re 18. Des logements semblables et corresponiante 28 sont prévus dans les extrémités longiutudinales du chariot 11. On a représenté sur la fig. 10 une coupe transversale du chariot 11 et des guides 12. Le chariot comporte une armature à la partie supérieure de laquelle est monté un électro-aimant 29. A l'intérieur de cette armature coulisse un support métallique 30, capable d'être animé d'un mouvement vertical (flèche 31) seus l'action de l'électro-aimant 29. A la partie inférieure des pattes de ce support, des butées 32 et 33 sont artioulées autour d'axes sensiblement horizentaux 34 et 35, logés dans des lumières permettant aux butées une légère oseillation suivant les flèches 36 et 37, dans l'éventualité du passage d'une voie courbe. Par ailleurs, sur l'armature 11, on fixe des melettes ou tout autre moyen de roulement ou de glis@ement @u chariot le long des guides 12. Le fonetionnement du dispositif est le suivant : Il est illustré par les vues latérales 3 à 5 et les vues de dessus 6 à 8 qui montrent particulièrement la fonction du vérin hydraulique. L'électro-aimant est commandé par l'opérateur depuis le poste de pilotage de la grue. Lorsqu'il est exeité, l'ensemble support 20-butées 32 et 33 est m@intenu en position haute. Les butées 32 et 33 ne peuvent venir en contact qu'avec des heurteirs 41 d'extrémité de voie, de façon que la sécurité le l'engin seit toujours assurée. Le chaiot 11 est en position de fonetionnement loraque le courant dans l'électro-aimant est coupé, si bien que l'ensemble métallique 30-32-33 retombe en position basse. Les butées 92 et 33 (fig. 10) se trouvent de part et dtautre, et à un niveau inférieur du chemin de roulement 4C du rail 6. Ces butées 52 et 33 peuvent alors coopérer avec des cales 42, fixées le long du rail pour immobiliser la grue en n'importe quel point de la voie. les figures 3 et 6 montrent le système amortisseur au repos le vérin hydraulique est complètement rentré. Les butées 32 et 42 ne sont pas en contact. Lorsque la machine se déplace suivant la flèche 43, elle entraîne le gide 12. Par l'intermédiaire des butées d'amarrage 24 et des broches transversales 26 et 27, lten semble -ormé par le chaiot 11 et le vérin hydraulique 10 accompagne le guide 12, Si bien que la butée 32 solidaire du chariot 11 vient en contact avec la cale 43 fixée au rail 6. Cet appui n'est pas brutal, bien que les pièces 92 et 42 soient rigides. En ffet, le contact est amorti par l'élasticité due au vérin hydraulique 10. Le guide 12 continue sa translation avec la machine suvant la direction 43.Par les butées avant 24 et la broche transversale 27, il entraîne le cylindre 18 du vérin 10. Par ailleurs, la logement arrière 28 du chariot 11 bloque l'extrémité de la tige 17, grâce au double appui broche sur chariot d'une part et butée 32 sur cale 42 d'autre part. On voit ainsi que la tige 17 du verin se développe tandis que la tête du piston refoule l'huile par l'orifice 19 et l'étrangleur 22. Un effort résistant est eréé au passage de cet étrangleur, cet effort s'opposant au refoulement de l'huile hors du vérin.On voit ainsi que la translation fie la machine est d'abord ralentie par cet effort résistant puis, si le tarage est correct, le déplacement est stoppé en douceur, sans provoquer de choc dans la structure métallique de l'engin de levage (fig. 4 et 7). On a représenté sur les fig. 5 et 8 le fonctionnement du dispositif amorti@@sur, lorsque la machine subit une translation suivant le sens opposé, c'est-à-dire suivant la flèche 44. La butée 32 vient en centact par sa face arrière avec une autre cale 45. Les rôles des broches transversales et des logements d'extrémité 25 et 28 sont inverses par rapport au sens de translation précédent, nais le résultat est identique : les broches 26 et 27 s'éloignent progressivement en ralentissant puis en arrêtant en douceur ne déplacement de la machine par rapport -'a la cale 45. Ainsi, un seul vérin hydraulique simple effet disposé longitudinalement sous le châssis de la machine mobile en translation sur des voies permet : - d'assurer la sécurité de façon permanefe, les heurteirs 41 se trouvant toujours sur la trajectore des butées du chariot ; - de stopper le déplacement en un peint voulu le long du rail de la voie, en coupant simplement le ceurant alimentant l'électrosimant du chariot ; - d'éliminer les effets de choc dans la mâture de l'engin, au moment de l'arrêt ; - d'entretenir et de régler le dispesitif de façon aisée, grâce à sa compacité. 1- Dispositif d'arrêt en translation pour engins de levage sur voie, notamment pour grues à tour, comportant des butées de fin de course montées en bout de voie, l'engin roulant sur ces voies par l'intermédiaire de deux boggies solidaires de gon châssis de base auquel est incorporé un système de freinage assisté, caractérisé en ce qu'il comprend un système amortisseur constitué par un vérin hydraulique à simple effet disposé dans un chariot coulissant longitudinalement dans un guide relié à l'engin de levage, tandis que des moyens de butée et d'appui sont prévus d'une part sur le rail de la voie et dtautre part sur le chariot coulissant, le guide et les éléments du vérin hydraulique, ces moyens coopérant entre eux pour actionner le vérin hydraulique lors du déplacement de la grue sur sa voie, quel que soit le sens de la translation, si bien qu'un effort résistant est obtenu par la circulation du liquide dans un circuit hydraulique muni de moyens de tarage réglables en fonction des caractéristiques de la machine à freiner, l'effet amortisseur variant avec l'effort résistant dans le circuit hydraulique. 2- Dispositif suvant la revendication 1, earactérisé en ce que le dispositif de freinage forme un ensemble compact, disposé dans le plan vertical d'au moins un des rails de la voie, sous le châssis et entre les boggies de la grue. 3- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le guide du chariot est relié à l'engin par l'intermédiaire d'axes d'articulation sensiblement verticaux et disposés dans des lumières pratiquées dans des pièces solidaires des supports de boggies, ce qui permet le déplacement de la machine sur des voies courbes. 4- Dispositif suivant l'une queleonque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque guide est muni de deux butées fixes, prOvues sur la face verticale orientée vers le vérin amortisseur, distantes l'une de l'autre de 1 longueueur de ce vérin et présentant vere l'extérieur un logement dans lequel peut venir èn appui une pièce solidaire de l'un des éléments télescopiques lu vérin. 5- Dispositif suivant la revendication 1, earactérisé en ce que le chariot est équipé de moyens de coulissement ou de roulement le long du guide, tandie qu'il porte des moyens de butées esednotables qui, lorsqu'ils sont en service et pendant le déplacement de la grue sur sa voie, viennent en appui sur des moyens de butées fixes t lacés en une position voulue sur le rail, si bien que le chariot se trouve immobilisé alors que le guide est seumis à une translation avec 1' engin. 6- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications j entes, caractérise en ce que chacune des extrémitée longitu- dinales du chariot comporte un logement au fond duquel est suscepti- ble de venir s'appuyer une pièce transversale solidaire de l1un e éléments du vérin hydraulique, ces pièces étent @isposés le telle façon qu'en fin de course le chariot subisse un mouvement relatif par rapport au guide, ce qui provoque le développement du vérin anortisseur dont la tige est par exemple bloquée par le chariot, alors que le cylindre est entraîné par le guide. 7- Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les butées escamotables du chariot sont articulées chacune autour d'un axe, sensiblement norizontal, logé dans une lumière allongée transversalement pour permettre le déplacement de l'engin sur une vcie courbe, tandis qu'un ispesitif électro-magnétique ou tout autre dispositif connu maintient ces butées en position neutre, lorsque le circuit est fermé, de telle façon qu'elles évitent les cales fixées au rail, mais agissent sur les butées d'extrémité, alors que leur mise en service est obtenue par coupure de courant, si bien qu'elles constituent à la fois les moyens de commande du vérin amortisseur et un dispositif de sécurité. 8- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les extrémités opposées du piston et du cylindre du vérin sont équipées de broches transver- sales qui viennent en appui dans les logements pratiqueés d'une part aux extrémités wu chariot et d'autre part sur les butées du guide, Si bien qu'en in ce course, le contact entre les butes du chariot et les butées fixées sur le rail provoque le coulissement du piston qui chasse l'huile dans un circuit hydraulique. 9- DisnositiS suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit hydraulique comprend, outre le vérin, une tuyaute rie munie d'un étrangleur dont le dobit est préréglé, en fonetion notamment des caractéristiques de vitesse, de poids et de charge de la grue, cet étrangleur produisant en effort résistant et progressif à l'encontre de e la translation de l'engin, tandis que ce eircuit est associé à un accumulateur taré porté par le châssis et permettant le rechargement du système sans intervention manuelle 10- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au oins une cale a@ovible fixée au rail et dont la position est commandée par l'opérateur à partir de la cabine de la grue, cette cale étant susceptible d'être immobilisée en n'importe quel point le long du rail pour coopérer avec les butées du chariot, si bien que le changement de poste de travail est rapide et réalisable en tout point de la voie. 11- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le vérin hydraulique est dieposé parallèlement à la translation, si bien que la course de ralentissement est égale à la course du vérin, lequel subit un effort rigoureusement azial, tandis que sa construction mécanique et sa disposition entre une pièce solidaire d'une butée fixe et une pièce solidaire de l'engin mobile constituent une sécurité complémentaire, par exemple en cas de rupture du circuit hydraulique.