Brevet FR2391148A1 — publié le 19781215

Les grues connues du type à à flèche orientable --autour d'un pivot comportent en général une contre-flèche a l'extrémité de laquelle est fixé un contre-poids. Dans ces grues, le pivot doit absorber la différence entre le couple Variable créé par. la charge qui peut etre plus ou moins importante et plus ou moins éloignée du prvot et celui fixe créé par le contre-poids, Ce couple résiduel est transmis à la base de la grue et, lorsqu'il s'agit d'une grue montée sur plate-forme m@bile, par exemple sur camion ou sur wagon de chemin de fer et a défaut de pouvoir prévor sur la plateforme des charges compensas ce couple résiduel pour toutes les orientations de la flèche lesquelles seraient prohibitives et n annuleraient pas de. toutes façons les inclinaisons dues à la souplesse des suspensions du véhicule porteur, il est nécessaire de munir la plate-forme de bras d'appui au sol agrandissant le polygone de sustentation et neutralisant lesdites suspensions. Il est toutefois évident que es appuis au sol empêchent, lorsqu'ils sont mis en oeuvre, tout déplacement de la @gure. La nécessite du levage d'une charge importante avec possibilité de déplacement de la grue se rencontre en particulier dans la mise en place de ce que l'on designe d'une maniere-generale sous le nom d'appareils de voie, ctest-à-dire des aiguillages de voie ferrée, des traversées obliques et des traversées de jonction. Ces ensembles qui comprennent les -traverses et les rails correspondants représentent des charges pouvant atteindre une trentaine de tonnes et ils sont par définition hors gabarit, c'est-à-dire que leur transport sur voie ferrée nécessite de pouvoir les dépor- ter latéralement au moins au - passage de certains ouvrages pour les amcher en surplomb au-dessus de la - voie. à à contre sens. Aucun engin de levage existant à ce jour tç que les wagons-grues des trains de secours ne permet une telle opération.Lorsqu'il y a lieu de changer @@ appareil de voie hers gabarit, on procède donc à son monbage eompler @ usine aprés quei il est démonté, ses éléments constitutits repéiés sont transportés iusqu'au lieu d'implantation et on procéde à son remontage en plaace, opération qui demande de nombreuses heures et nécessite une mise hors-service de darse correspondante des deux voies.La rénovation du ballast sur le secteur correspondent 3n appareil de voie pouvant,grâce aux nouvelles machines récemment ses au point, telles que celle décrite dans la demande de brevet français N 76,26146 du 30 Août 1976 pour "Dégarnisseuse pour voies ferrées",être effectuée très rapidement et par exemple en moins dinne heure, la durée d'arrêt du trafic se trouve exclusivement conditionnée par la dépose et la pose des ensembles comprenant les traverses et les rails desdits appareils de voie. La présente- invention a donc essentiellement pour but de permettre le levage et la mSnutention de charges importantes avec des grues montées sur plate-forme mobile sans qu'il soit nécessaire de neutraliser les suspensions de la plate-forme porteuse ou d'accroitre le polygone de sustentation de celle-ci par des appuis au sol supplémentaires. Elle a également pour but de réduire ou supprimer le couple de renversement appliqué au pivot, ce qui permet éventuellement de réaliser le pivot sous forme d'un vérin permettant de relever ou d'abaisser la flèche.Elle a de plus pour but de créer des appareils de levage sur plates-formes notamment sur wagons de voie ferrée qui permettent, par jumelage de deux appareils attelés à l'avant et à l'arrière du ou des wagons plates-formes destinés à supporter un appareil de voie, de charger cet appareil sur le ou lesdits wagons, de le riper latéralement au passage des ouvrages d'art et de le mettre en place sur le ballast éventuellement rénové. Ces appareils de levage permettent également la dépose et la pose de longueur de voie assemblées dans les sections où la rénovation de la voie ntest pas possible par les autres procédés par exemple dans les gares, dans les tunnels, etc. Ce but est atteint, conformément à l'invention, par le fait que la position du contre-poids sur la contre-fleche est variable, sa distance aux pivot étant asservie à un dispositif de calcul calculant le produit instantané de la charge par la- distance de la charge au pivot de maniere à sensiblement annuler le couple de renversement sur le pivot. Selon une autre caractéristique le dispositif de suspension de la charge à la fleche de la grue comporte un chariot mobile le long de la flèche et un crochet suspendu au chariot par un cable dont une extrémité est enroulée sur le treuil de levage, l'autre extrémité étant attelée à un dispositif détecteur de tension dont la detection est envoyée, comme facteur représentant la charge, au dispositif de calcul. Le dispositif détecteur de tension est de préférence cons titué par un vérin hydraulique sur la tige duquel est attelée l'extrémité du câble, la chambre sous pression du vérin étant raccordée avec un accumulateur hydro-pneumatique muni d'un détecteur de pression dont la detection est envoyée au dispositif de calcul. Avec ce dispositif, la mise en tension du c^able- ou sa mise hors-tension s'effectuent progressivement du fait que la longueur d'enroulement ou de déroulement du câble correspondant.d la mise sous charge ou hors charge du câble de suspension correspond à la variation de longueur du vérin combiné avec l'accumula- teur.Le produit de la charge, qui dans ce cas varie, par la distance de la charge au pivot, qui dans ce cas est fixe, varie en conséquence progressivement et entraine par conséquent une variation progressive de la distance du contre-poids au pivot,- ce qui évite des accélérations inadmissibles du contre-poids. Selon une autre caractéristique qui s'averse particulièrement utile dans le cas de deux grues soulevant et manipulant un objet de longueur donnée parallèlement à l'axe passant par leurs pivots, la grue comporte un dispositif d'asservissement supplémentaire maintenant constant, dans chaque grue, le produit de la distance du crochet au pivot par le cosinus de l'angle formé par l'une des flèches avec l'axe passant par les pivots des deux grues. L'invention sera décrite plus en détail ci-après 'sous forme d'un mode de réalisation avec référence au dessin ci-annexé dans lequel Fig. 1 est une vue en élévation schématique et coupe partielle d'une grue conforme à la présente invention, et Fig. 2 est un schéma des asservissements de la grue. Le mode de réalisation de la grue illustré à titre d'exemple est monté sur la plate-forme l d'un engin ferroviaire qui est de préférence automoteur et dont on a seulement représenté un boggie 2. La grue comprend une embase -3 sur laquelle est monté à rotation, grace à une couronne de roulement 4,un ffitou pivot vertical 5. Ce pivot est solidaire d'une couronne dentée 6 qui peut être entraînée à rotation autour de l'axe vertical par l'interme- diaire d'un engrènement hélicoidal 7 depuis un moteur 8. A son sommet ce fût porte une poutre, ici une poutre tubulaire qui présente, d'un côté, une partie 9 formant la flèche et, de l'autre côté, une partie plus courte 10 formant la contre-flèche. A l'intérieur de la flèche 9 sont réalisés des rails 11 sur lesquels peut circuler grâce à des galets 12, le chariot 13 auquel est suspendu le crochet 14 de la grue. D'une manière connue le crochet 14 porte un réa 15 autour duquel passe un câble 16 dont les brins opposés passent sur des poulies 17 portées par le chariot 13. L'un des brins s'enroule sur le tambour 18 dlun treuil 19 vers lequel il est guidé par un galet de renvoi 20. Conformément à l'invention l'extrémité de l'autre brin 16' après avoir, dans le mode de réalisation illustré à titre d'exemple aux dessins, été renvoyéesur des galets 21 est attelée à la tige 22 du piston 23 d'un vérin 24.La chambre de ce vérin 24 qui est mise en pression par la traction exercée par le câble 16 communique, par une tuyauterie 25 avec un accumulateur hydro-pneumatique 26 muni d'un détecteur de pression 27. La pression détectée par le détecteur 27 ou pression P est donc proportionnelle à la tension du câble 16, c'est-à-dire à la moitié de la charge au crochet. Pour assurer le déplacement- du chariot 13 du crochet le long des rails 11 de la flèche, on peut utiliser tout dispositif connu et par exemple, comme illustré, un câble 28 dont les deux extrémités sont attelées sur le chariot et dont les brins passent sur des galets de renvoi 29 pour venir s'enrouler autour de la poulie 30 d'un moteur 31. Selon le sens de rotation du moteur~31 le chariot 13 est rapproché ou éloigné du pivot, la distance du crochet à l'axe du pivot étant désignée par Lf. La contre-fleche comporte, d'une manière correspondante, des rails 32 sur lesquels circulent les galets 33 de suspensiondu contre-poids 34. Le contre-poids 34 peut, d'une manière analo- gue au chariot 13, etre déplacé sur les rails 32 au moyen d'un câble 35 dont les extrémités sont attelées au contre-poids, les brins du câble 35 passant sur des galets de renvoi 36 et autour de la poulie 37 montée sur l'arbre de sortie d'un moteur 38. Selon le sens de rotation du moteur 38 le centre de gravité du contrepoids est rapproché ou écarté de l'axe du pivot, cette distance étant désignée par Lcp. Conformément à l'invention la masse C du contre-poids étant une valeur fixe,sa distance Lcp à l'axe du pivot est. asservie à la charge P au crochet et à la -distance Lf du crochet au pivot de manière que soit toujours sensiblement vérifiéela relation Lf x P x constante = Lcp x C. -I1 est évident que cette égalité peut n'être qu'approximative du moment que le couple résiduel ou différence des deux termes de l'égalité, peut être absorbé par le pivot de la grue. Pour réaliser cet asservissement on traduit-en une valeur, par exemple électrique, la valeur tf, ce qui peut être effectue avec un rhéostat 39 dont le curseur 40 est entraîné depuis l'arbre du moteur 31 par un engrenage démultiplicateur 41, ce rhéostat donnant une tension proportionnelle a tf. La pression P fournie par le détecteur de pression 27 est également transformée en une grandeur électrique proportionnelle qui est introduite comme deuxième valeur dans une calculatrice 42 qui détermine la valeur Lcp correspondant au produit de ces deux valeurs et qui fait tourner le moteur 38 et donc déplace- le contre-poids 37 dans une direction telle que l'égalité soit toujours vérifiée. Pour faciliter l'asservissement, la valeur de Lcp est également traduite en- une grandeur électrique par exemple par un rhéostat 43 dont le curseur 44 est entraîné, par l'intermédiaire d'un engrenage démultiplicateur 45, depuis l'arbre de sortie du moteur 38.La valeur Lcp peut être comparée dans la calculatrice 42 avec sa valeur théorique pour commander la rotation du moteur~38. Les rhéostats 39-43 peuvent être remplacés par des générateurs d'impulsions ou par tous autres générateurs de signaux connus dans la technique, la calculatrice pouvant être du type analogique ou numérique. Lorsque deux grues telles que ci-dessus décrites sont utilisées pour soulever une charge longue telle qu'une poutre palonnier portant un appareil de voie et placées aux deux extrémités de cette charge pour la soulever et la déplacer latéralement, il est nécessaire que la distance séparant les deux crochets reste constante. Si D est la distance entre les pivots des deux grues et A 2 deux pivots on devra toujours avoir Lf cos a = L. il est donc intéressant dans les grues utilisées de cette manière de pouvoir, avec une même commande,fixer la valeur de L dans les deux grues et de faire varier automatiquement Lf en fonction de l'angle a de rotation de la flèche autour du pivot pour vérifier l'identité Lf cos a = L. Cet asservissement pe-ut- être assuré selon le mode de réalisation illustré a la figure 2 en transformant l'angle a de rotation de la flèche en une grandeur électrique par exemple à l'aide d'un rhéostat symétrique 46 dont le curseur 47 est entrainé par l'intermédiaire d'un engrenage réducteur depuis l'arbre de sortie du moteur 8 de commande de la rotation de la grue. Cette grandeur électrique est introduite dans un calculateur 48 qui la transforme en une grandeur proportionnelle à cos &alpha;, qui reçoit comme seconde entrée la grandeur Lf et qui envoie le résultat du produit tf cos a à un comparateur 49 auquel est envoyée, comme seconde entrée,une grandeur électrique proportionnelle à L valeur qui est engendrée par exemple par un rhéostat 50 dont le curseur 51 est entrains par une manette 52 associée à une échelle graduée. En fonction du résultat de la comparaison, le comparateur contrôle la rotation en amplitude et en signe du moteur 31.Le rhéostat 50 51-52 peut commander les deux grues et il est évidemment possible de prévoir des asservissements supplémentaires entre les deux grues. Si on désire supprimer l'asservissement de Lf à l'angle a, il est possible, par exemple par le commutateur 53,de court-circuiter le rhéostat 46 pour appliquer à l'entrée du calculateur 50 une valeur due a correspondant toujours à a = O. On compare alors directement Lf avec L mais on pourrait aussi commander directement le moteur 31 à partir d'un commutateur-inverseur manuel. I1 est à noter qu'alors qu'avec les grues usuelles la mise en charge ou la mise hors charge de la flèche sont pratiquement instantanées puisque seul joue l'allongement du câble 16 sous la charge, avec la grue conforme à l'invention, elles sont progressives puisque s'ajoute à l'allongement du câble la course du piston 23 du verin 24, course qui correspond à un déplacement de volume gonflant ou dégonflant l'accumulateur 26 pour que la différence entre la pression initiale et la pression finale, multipliée par la section utile du vérin, soit égale à la moitié de la charge au crochet. Si la vitesse de rotation du treuil 19 est ralentie au moment de ces opérations, le pivot de la grue ne sera soumis à aucun couple de renversement anormal et la vitesse de déplacement du contrepoids 34 restera toujours dans les limites acceptables. Ceci peut etre obtenu automatiquement en asservissant la vitesse de rotation du treuil au gradient de la pression P, éventuellement même,pour réduire le temps mort à la prise en charge ou à la mise hors charge,en asservissant la vitesse du treuil à la variation de la pression P, à la valeur de cette pression et à la vitesse instantanée du contre-poids pour que la vitesse du treuil fonction du gradientde pression soit tres faible lorsque la vitesse du contre-poids est nulle et lorsque la valeur de la pression P tend vers zéro. Les modes de réalisation ci-dessus décrits sont susceptibles de recevoir de nombreuses modifications sans sortir du cadre des revendications ci-annexEes. REVENDICATIONS 1. - Une grue du -type- comportant une flèche-et une contreflèche montées sur un pivot et solidaires à la rotation, un chariot mobile le long de la flèche et portant des poulies sur lesquelles passe le câble de suspension du crochet, câble dont une extrémité est enroulée sur le tambour d'un treuil et un contre-poids mobile monté sur la contre-flèche pour sensiblement annuler le couple de 'renversement sur le pivot, caractérisée en ce que la distance du contre-poids au pivot est asservie à un dispositif de calcul calculant le produit instantané de la charge par la distance de la charge au pivot. 2.- Une grue selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'extrémité du câble de levage opposée au treuil de levage est attelée à un dispositif détecteur de tension dont la détection est envoyée, comme facteur représentant la charge, au dispositif de calcul. 3.- Une grue selon la revendication 2 caractérisée en ce que le dispositif -détecteur de tension est constitué par un vérin hydraulique sur la tige duquel est attelée l'extrémité du câble, la chambre sous pression du vérin étant raccordée avec un accumulateur hydro-pneumatique muni d'un détecteur de pression dont la détection est envoyée au dispositif de calcul. 4.- Une grue selon ltune quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif d'asservissement supplementaire maintenant constant le produit de la distance du crochet au pivot par le cosinus de l'angle formé par la flèche avec une direction origine.