Brevet FR2277027A1 — publié le 19760130

La présente invention a pour objet tin système de sécurité pour grues mobiles, applicable également à tous autres appareils, ou structure, reposant sur un certain nombre d'appuis, sensiblement ponctuels, quatre habituellement. La sécurité des grues mobiles est subordonnée au contrôle de quatre paramètres 1.- couple de basculement, 2.- stabilité du sol sur lequel reposent les appuis, Ces deux paramètres peuvent entraîneur le basculement de la grue. - 3.- charge sur les structures, 4.- charge sur le cible de levage. Ces deux paramètres peuvent entraîner la rupture du câble ou de la structure. Différentes solutions ont déjà été proposées pour résoudre ces problèmes, mais, si les points 3 et 4 ont trouvé des solutions industrielles, les points 1 et 2 n'ont pas, jusqu'à ce jour, de solutions satisfaisantes. La présente invention a pour objet un système de sXcu- rité, destiné à tenir compte des quatre paramètres sus-mentionnés et notamment des points 1 et 2. L'invention part de cette donnée que la grue, ou analogue, est à l'abri de tout basculement si le centre de gravité G reste à l'intérieur du polygone de sustentation (en général, un carré ou un rectangle) et si les appuis sont stables. Le dispositif objet du brevet : calcule à tout instant la position du centre de gravité et lui interdit de sortir d'une zone de sécurité, cette zone étant indépendante de la charge de la grue. Pour faciliter l'intelligence de la description, on a représenté aux dessins annexés - Figure 1, un schéma explicatif du principe de l'invention; - Figure 2, le schéma d'un exemple de réalisation des circuits électroniques permettant d'établir un système de sécurité suivant ce principe; - Figure 3, le schéma de circuits complmentaires permettant des détections supplémentaires; - Figure 4, le schéma simplifié d'une disposition addi tionnelle.- Dans la figure 1, on a supposé que la grue repose sur quatre appuis 01, 02, 03, 04 qui délimitent ainsi un polygone (rectangle) de sustentation.A l'intérieur de ce rectangle, on peut définir un polygone de sécurité représenté par la partie hachurée dont les dimensions L1 et 11 peuvent être fixées en fonction des règlements de sécurité. La bande existant entre ces deux rectangles constitue la marge de sécurité.- Les grues mobiles en position de travail reposent en général sur quatre vérins hydrauliques qui permettent de mettre de niveau la plate-forme sur laquelle repose la grue. Quatre capteurs qui peuvent être avantageusement des jauges de contrainte, fournissent des signaux électriques et permettent de connaître à chaque instant les charges p1, p2, p3 p4 des quatre appuis de la grue.- En calculant l'équilibre statique par rapport à deux axes rectangulaires (OX, OY par exemple), la position du centre de gravité est donnée par les relations (P1 + P2 + P3 + P4) Y = (p1 + P2 - P3 - p4) 1 (P1 + P2 + P3 + p4) X = (P1 + P4 - P2 - P3) L Les quantités P1 , p2, p3, p4 étant mesurées, 1 et L étant des constantes, on a à tout instant les abaisse et ordonnée X et Y du centre de gravité Pour que le centre de gravité soit à l'intérieur de la zone de sécurité (hachurée) il suffit que X # L1 Y # l1 Cette condition peut être réalisée électroniquement en employant des circuits conventionnels combinés entre eux, ainsi qu'il est représenté à la figure 2. Dans la figure 2, les charges mesurées par les capteurs 1 à 4 sur les appuis sont représentées par P1, p2, p3, p4 Les signaux électriques correspondant à ces charges sont additionnés par paires dans les circuits conventionnels 5 à 8 qui réalisent les sommations (p1 + p2), (p3 + P4) (P1 + P4) et (P2 + P3) respectivement.Les circuits 9 et 10 respectivement effectuent les soustractions A = P1 + P2 - (P3 + P4) et B = pl + P4 ~ (P2 + P3) Les deux circuits 12 et 13 délivrent des signaux représentatifs de la valeur absolue de A et B respectivement.- Par ailleurs, le circuit d'addition 11 détermine la somme P = p1 + P2 + P3 + p4 Les deux circuits 14 et 15 multiplient la valeur de P par le coefficient C = L1 / L et D = lî / 1 respectivement. Les circuits 16 et 17 sont des comparateurs qui effectuent la comparaison des valeurs IB et C P d'une part, lAI et D P d'autre part, et qui adressent les résultats de ces comparaisons à un circuit OU, 18. Le signal 5 de sortie du circuit 18 déclenche une alarme optique ou sonore ou un circuit de blocage, lorsque le centre de gravité de la grue sort du polygone de sécurité défini par L1 et l1.- Par ailleurs, suivant l'invention, le schéma précédemment décrit peut être complèté de manière à procéder au déclenchement successif de deux sécurités; la première étant constituée par une alarme visuelle (voyant lumineux) ou sonore, la deuxième produisant le blocage de certains mécanismes de la grue. - A cet effet, le schéma de la figure 2 peut être complèté ainsi qu'il est représenté à la figure 3.Dans ce schéma complémentaire les capteurs fournissant les pressions p1, p2, p3, p4 sont individuellement reliés à des comparateurs 20 à 23 qui comparent les valeurs des charges partielles p1 à p4 à une fraction P de la charge totale de la grue élaborée par le circuit 19. Les signaux de sortis des comparateurs 20 à 23 sont appliqués à un circuit OU, 24 susceptible de déclencher une première alarme complémentaire lorsque la charge de l'un quelconque des appuis de la grue devient inférieure à une fraction déterminée % P de la charge totale (effondrement du sol sous un appui par exemple). On peut comparer ainsi, en effet, la valeur de la charge de chaque appui à la valeur totale de la charge (p1 + p2 + P3+P4) et donner une première alarme lorsque Pn N (p1 + p2 + p3 +p4) (avec n = 1, 2, 3 ou 4). Par ailleurs, les capteurs 1 à 4 sont reliés par groupes de deux à des circuits ET, 25, dont les sorties sont appliquées à un circuit OU,- 26 susceptible d'assurer le déclenchement d'une seconde alarme complémentaire, qui peut, notamment, se traduire par le blocage de certains organes de la grue, lorsque la décharge simultanée de deux quelconques des quatre appuis satisfait à l'inégalité Pi et pj ( P (pour i et j = 1, 2, 3 ou 4). Enfin le schéma représenté à la figure 2 permet de disposer de la pression d'ensemble P = p1 + p2 + p3 + p4 . On peut alors compléter encore les schémas ci-dessus, en comparant, dans un comparateur 28, cette valeur à la valeur connue P1 constituant la limite de charge absolue de la grue (élaborée par un circuit 27), comme il est indiqué à la figure 4, le circuit 28 commandant une alarme supplémentaire.- - REVENDICATIONS 1. - Système de sécurité pour grues mobiles ou analogues reposant sur le sol par un certain nombre d'appuis, caractérisé par le fait qu'un organe d'alarme est actionné automatiquement par un circuit électronique lorsque le centre de gravité sort d'une zone de sécurité prédéterminée indépendante de la charge de la grue, intérieure au polygone de sustentation. 2. - Système de sécurité suivant la revendication 1 caractérisé par le fait que les abscisse et ordonnée du centre de gravité sont déterminées au moyen de capteurs électriques mesurant la charge sur chacun des appuis, par comparaison de la charge totale avec la charge résultant de la différence des charges de deux ensembles d'appuis, le dépassement d'au moins une de leurs limites préfixées faisant fonctionner l'organe d'alarme. 3.- Système de sécurité suivant l'ensemble des revends cations 1 et 2 caractérisé par le fait que les charges existant sur les appuis sont appréciées par des jauges de contrainte constituant les capteurs. 4. Système de sécurité suivant l'ensemble des revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que le circuit électronique comporte des moyens de déclenchement successifs d'une alarme sonore ou visuelle puis du blocage de l'évolution de la grue. 5. Système de sécurité suivant l'ensemble des revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que les divers capteurs sont reliés en outre individuellement à l'organe de déclenchement d'une première alarme complémentaire, de sorte que l'alarme est donnée par le défaut de stabilité de l'un quelconque des appuis. 6.- Système de sécurité suivant l'ensemble des revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que les capteurs sont, en outre, reliés par groupes de deux à l'organe de déclenchement d'une deuxième alarme complémentaire produisant des effets plus importants que la première. 7. Système de sécurité suivant l'ensemble des revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que le circuit électronique comporte un moyen de comparaison de la charge totale supportée par l'ensemble des appuis avec la limite absolue de la charge de la grue, ledit moyen étant relié à une alarme supplémentaire. 8.- Système de sécurité suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins l'une des alarmes assure un blocage de la grue. -