Brevet FR2257528A1 — publié le 19750808

Les grues à tour pour le levage et la manutention de lourdes charges sont des engins sur lesquels un contrôle strict de surveillance en cours de travail doit 8tre-exercé pour parer aux accidents graves qui peuvent se produire sur les chantiers à la suite d'une surcharge. Or le conducteur ou grutier d'un tel engin, placé dans sa cabine de manoeuvre, ne peut, dans les meilleures conditions possibles, se rendre compte avec précision ni de la position de sa charge, ni de la marge dont il dispose avant d'entre en surcharge. C'est pourquoi de nouvelles normes de sécurité doivent imposer, à l'avenir aux constructeurs de ces engins, de doter les cabines d'un pupitre de cadrancs de contrôle signalant à tout instant au grutier les variations des paramètres de travail de sa machine Les paramètres à considérer sont, pour le levage * la valeur du produit de la charge par la portée la charge levée, pour la manoeuvre : la position de la charge en hauteur et en portee. La présente invention a pour but de fournit un équipement électromécanique permettant au grutier de suivre constamment sur le pupitre de sa cabine Elévolution en cours de travail de chaque pa ramètre sur le cadran correspondant. Elle a pour objet un équipement pour le contrôle de sécurité des paramètres du travail en charge des grues de levage à tour caractérisé en ce qu'il comporte pour chaque paramètre un dispositif mécanique de contrôle dont les déplacements en charge sont cormaLi- niqués au noyau mobile du transformateur différentiel d'un capteur, linéaire de mouvement du type électromagnétique à deux secondaires, le primaire du transformateur étant alimenté en basse-tension par l'appareillage électrique de la grue, et un galvanomètre du pupitre de la cabine indiquant à chaque instant la valeur du courant résultant de la mise en opposition des courants redressés des deux secondaires du transformateur. Suivant un autre point de l'invention, le dispositif mécanique est un dynamomètre, par exemple des ressorts à lames, pour un paramètre basé sur la valeur de la charge. Suivant un autre point de l'invention, le dispositif mécanique est une came spirale montée sur un arbre rotatif dont l'angle de rotation correspond a un mouvement linéaire, tel que déplacement du chariot ou hauteur de levage de la charge. Suivant encore un autre point de l'invention destiné à faciliter la susrveillancé par le grutier, chaque galvanomètre est gradué et étalonné en valeurs de l'unité impliquée par le paramètre contrôlé par le dit galvanomètre, avec signalisation de la valeur maximale à respecter. Tous les détails de réalisation d'un équipement selon l'invention apparaîtront au cours de l'exposé ci-après se référant au dessin ci-joint sur lequel La figure 1 est le schéma électrique jusqu'au pupitre de surveillance de la cabine, des connexions de montage d'un capteur linéaire chargé de contrôler un paramètre quelconque du travail en charge d'une grue à tour. La figure 2 est le montage d'un dynamomètre de ressorts à lames dont les compressions par écrasement en charge sont communiquées au noyau mobile d'un capteur linéaire disposé latéralement au dy dynamomètre La figure 3 est le montage d'actionnement mécanique du noyau mobile d'un capteur linéaire par la pression d'une came spirale entraînée par un axe mis en rotation par un paramètre de déplacement linéaire. Comme représenté par la figure 1, un capteur linéaire de mouvement 9 du type électromagnétique est essentiellement constitué pa r un transformateur différentiel monté sur un mandrin 10, en stéatite par exemple; le couplage magnétique entre le bobinage primaire 1 central et les deux bobinages secondaires adjacents 2 et 3 est assuré par un noyau mobile 4, ce noyau est monté sur une tige axiale de guidage 11 émergeant de chaque côté du transformateur, en sorte que tout effort longitudinal exercé dans un sens ou dans l'autre à une extrémité de cette tige déplace le noyau et modifie le couplage. Le primaire 1 du transformateur est alimenté en courant alternatif basse tension, 48 V par exemple, qui dans le cas d'une grue à contrôler est prélevé sur son transformateur de télécommande. Pour traduire les variations de courants dans les deux secondaires résultant des déplacements du noyau mobile, chaque courant est redressé par une diode, 6 et 7, et les deux courants redressés sont raccordés en opposition aux deux bornes d'un galvanomètre 5; un potentiomètre 8 monté dans le circuit de raccordement permet de régler l'amplitude des déplacements de l'aiguille du galvanomètre pour augmenter sa sensibilité. Si le noyau 4 reste placé au centre des bobinages, les valeurs des deux courants secondaires sont égales, le courant d'opposition est nul et le galvanomètre margue zéro; par contre le déplacement du noyau dans un sens ou dans 1' autre provoque un déséquilibre, ét il passe dans le galvanomètre 5 un courant redressé dont la variation dépend linéairement de la valeur du déplacement, ce qui se traduit par des oscillations de l'aiguille. On a supposé, ce qui n1 est pas exclusif, que le pupitre de surveillance 12 de la cabine d'une grue était munie dé quatre galvano- mètres; chacun d'eux est chargé de contrôler un paramètre différent avec un circuit de montage électrique identique à celui du galvanomètre 5. Les figures 2 et 3 donnent deux exemples d'implantation d'un tel montage électrique de capteur linéaire à bord d'une grue à tour, implantation permettant la transmission d'une poussée sur la tige du capteur à partir des déformations d'un dispositif mécani- que approprié soumis à l'action d'un paramètre à contrôler. Sur la figure 2, on a d'abord représenté un système actuel de sécurité de charge, une platine 19 est solidaire d'un système de pesée de la charge et est donc sollicitée vers le bas, dans le sens de la flèche, en fonction de la charge; la platine repose sur un système élastique 20, tel qu'un dynamomètre de ressorts à lames empilés dont le degré d'écrasement est limité par des écrous de butée 22 visses à une cote appropriée sur des tiges filetées 21; la limite d'écrasement est établie pour correspondre largement à la charge maximale prévue; il est connu que l'équipement actuel de sécurité comprend simplement un dispositif à microcontact 18 pour l'arrêt du levage et qui ne sera pas décrit ici. Selon l'invention, il est fixé verticalement sous la platine 19 et latéralement à celle-ci un boîtier allongé 16 au moyen de quatre pattes 17 permettant le réglage de sa position en hauteur. Ce boîtier contient axialement un capteur linéaire 9 dont la tette 13 de la tige ll se place sous la platine 19, la tige est d'autre part soumise au fond du bottier à l'action d'un ressort antagoniste 15. Le positionnement du boîtier 16 doit être tel que lorsque la charge levée est nulle, lé noyau mobile du transformateur différentiel du capteur est dans sa position centrale et l'aiguille du galvanomètre correspondant marque zéro, Le boîtier contient, outre le capteur, les deux diodes 6 et 7, le potentiomètre 8, ainsi qu'un petit boîtier de connexions pour le raccordement des fils des circuits primaire et secondaire et des deux conducteurs partant au galvanomètre. En cours de travail de la grue, si la charge augmente, la platine 19 s'abaisse, exerce une poussée sur la tête 13 et enfonce la tige 11 avec le noyau mobile en comprimant le ressort antagonis- te 15. Les courants secondaires deviennent inégaux, l'aiguille du galvanomètre se déplace, et celà de plus en plus jusqu'à la charge maximale; le boîtier 16 est protégé contre l'écrasement par les écrous 22 qui viennent en butée. Dans cette position, on règle le potentiomètre 8 pour amener l'aiguille du galvanomètre en position maximale, position qui sera avantageusement marquée par un repère sur le cadran. Si la charge diminue, la platine 19 remonte, soulage la tige 11, le ressort 15 la repousse entraînant son noyau; le courant diminue et l'aiguille se rapproche du zéro tandis que la platine 19 libère la tête 13. Etant donné que les déplacements de l'aiguille sont identiques pour les mêmes variations de charge, le cadran sur lequel elle se déplace peut être gradué en valeurs de tonnes (pour la charge) ou de tonnes-mètre (pour ie produit charge x portée), après avoir réglé le zéro par positionnement du boîtier. Le montage de la figure 2 s'applique à la poussée de la tige du capteur linéaire par transmission d'un mouvement longitudinal. Le capteur peut aussi être adapté au contrôle de mouvements rotatifs liés à des paramètres longueurs de parcours, tels que par exemple le déplacement du chariot ou la hauteur de levage de la charge; dans un tel cas le mouvement rotatif agit sur la tête de la tige du capteur par 1'intermédiaire de moyens connus, came et galet ou vis et écrou. La figure 3 montre une telle réalisation de l'invention avec came et galet; le mouvement rotatif entraîne en rotation démultipliée un axe 25 qui entraîne une came spirale 24 sur laquelle roule un galet 23 monté à l'extrémité d'une lame ressort 27 articulée sur un axe fixe 28. Ce dispositif est entouré concentriquement par un carter 14 se terminant par une jupe 29 fermé par le fond 30; ce carter porte à l'intérieur de la jupe deux colliers 26 servant à positionner un capteur 9 seul avec sa tige 11 et son noyau mobile; les deux dioues, le potentiomètre et le bornier de raccordement sont également logés dans cette partie du carter. Be capteur est positionné de manière que sa tige 11 vienne porter normalement contre la lame 27 sous le galet 23; cette tige est soumise à l'action constante du ressort antagoniste 15 prenant appui sur le fond 30. Le fonctionnement de cette disposition se comprend aisément la came 24 en tournant repousse par le galet 23 la tige 11 du capteur d'une longueur proportionnelle à 1 'angle de rotation, lequel correspond à une certaine longueur de parcours paramétrique. Le cadran du galvanomètre intéresse pourra, après réglage du zéro et du potentiomètre, être gradué et étalonné en metres. I1 est ainsi établi que chaque paramètre intéressant la charge et le mouvement de la grue peut être transmis fidèlement à l'aiguille d'un indicateur, et le groupage de tous les indicateurs sur un pupitre judicieusement placé dans la cabine permet au grutier une surveillance facile et de tous les instants des conditions de travail. REVENDICATIONs 1 - Equipement pour le contrôle de sécurité des parametres du travail en charge des grues de levage à tour caractérisé en ce qu'il comporte pour chaque paramètre un dispositif mécanique de contrôle dont les déplacements en charge sont communiqués au noyau mobile du transformateur différentiel d'un capteur linéaire de mouvement du type électromagnétique à deux secondaires, le primaire du transformateur étant alimenté en basse tension par l'appareillage électrique de la grue, et un galvanomètre du pupitre de la cabine indiquant à chaque instant la valeur du courant résul -tant de la mise en opposition des courants redressés des deux secondaires du transformateur. 2 - Equipement suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif mécanique est un dynamomètre, tel qu'un empilage de ressorts à lames, pour un paramètre basé sur la valeur de la charge. 3 - Equipement suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif mécanique est une came spirale montée sur un arbre rotatif dont l'angle de rotation correspond à un paramètre de mouvement linéaire, tel que déplacement du chariot ou hauteur de levage de la charge. 4 - Equipement suivant la revendication 1 caractérisé en ce qué le circuit de mise en opposition des courants secondaires comporte un potentiomètre de réglage de la sensibilité du galvanomètre. 5 - Equipement suivant les revendications 2 et 4 caractérisé en ce que le capteur linéaire est monté dans un boîtier avec les diodes de redressement, le potentiomètre et un bornier de raccordements, de manière que la tige axiale du capteur portant le noyau mobile- soit soumise en parallèle avec le dynamomètre à la pression de la platine transmettant l'effort paramétrique. 6 - Equipement suivant la revendication 5 caractérisé en ce que l'écrasement du dynamomètre est limité par une barre axiale avec écrous de butée et la tige axiale du capteur est montée sur un ressort antagoniste. 7 - Equipement suivant les revendications 3 et 4 caractérisé en ce que le dispositif à came spirale, le capteur avec la tige du noyau mobile montée sur ressort antagoniste, les diodes de redressement, le potentiomètre et le bornier des raccordements sont enfermés dans un carter, la came spirale roulant sur un galet à montage élastique venant presser l'extrémité de la tige du noyau mobile. 8 - Equipement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que chaque galvanometre est gradué et étalonné en valeurs de l'unité impliquée par le paramètre contrôlé par le dit galvanomètre, avec signalisation de la valeur maxi male à respecter.