Brevet FR2482374A1 — publié le 19811113

La présente invention concerne l'accouple- ment de mécaniques ou d'engins de levage ou de traction, ou plus généralement de systemes couplables mécaniquement et dans lesquels il est nécessaire ega- lement de réaliser une liaison électrique pour connecter des conducteurs électriques situés sur une prentière partie du système à. des conducteurs correspondants situés sur une autre partie lorsque ces deux parties sont mécaniquement accouplées. L'invention est tout particulièrement applicable à la réalisation d'une liaison électrique entre deux cadres de préhension de conteneurs tels que ceux que l'on utilise, suspendus par un système de palonnier au-dessous d'un portique de chargement et de déchargement de conteneurs, pour assurer le levage et le transport de ces conteneurs par exemple depuis un bateau à quai jusqu'au quai lui-mbme ou Jusqu'à des wagons amenés sur le quai. Ces cadres de préhension sont des chassies métalliques qui peuvent être rectangulaires et. qui sont pourvus 9 chaque coin d'organesd'accrochage pouvant coopérer avec des prises d'accrochage corres pondantes placées sur les conteneurs. Ces organes d'accrochage sont verrouillables électriquement, ou plus exactement au moyen de verins hydrauliques à commande et à entrainement électriques. Comme les chassies de préhension sont ces sairement adaptés à une dimension donnée de conteneurs puisque les organes d'accrochage des châssis doivent s'encastrer dans les prises dtaccrochage correspondantes des conteneurs, et comme il est parfois nécessaire de soulever des conteneurs d'une autre dimension, on prévoit généralement qu'un chdssis de préhension d'une dimension donnée (par exemple 40 pieds de long soit 12 mètres) peut être agrippé et soulevé par un châssis de préhension plus petit (par exemple 20 pieds) qui vient s'accrocher sur le châssis plus grand comme stil devait s'accrocher sur un conteneur.Le conteneur de grande dimension est donc accroché sous le grand chts- sis qui lu4-m8me est accroché sous un plus petit châs- sis pouvant être soulevé par les mécanismes de levage du portique. Dans ces conditions, le grand chtssis comprend h-ss partie inférieure et aux quatre coins des organes d'accrochage de grands conteneurs, et il comprend aussi à sa partie supérieure des prises d'accro chage, comme si vu d'en haut il était lui-mtme un petit conteneur. Ces prises dtaccrochage sont évidemment disposées selon la géométrie des organes dtaccro- chage d'un chassies de préhension plus petit. Le verrouillage des organes. d'accrochage s'effectuant par une commande et un entraement électriques et nécessitant éventuellement une vérification électrique des conditions d'accrochage, il est nécessaire de prévoir entre le chassies de préhension le plus petit et le chasses le plus grand, une liaison électrique permettant la transmission de l'é- nergie nécessaire à 11 actionnement des organes de verrouillage et de sécurité ainsi que la retrapsmis-. sion de signaux de contrôle. Jusqu'à maintenant, lors dé la sise en place d'un chtssis de préhension plus grand, ou lors de son retrait, il fallait prévoir un opérateur pour brancher et débrancher un connecteur électrique multiple dont une fiche male était reliée aux conducteurs portés par ltun des châssis et une prise femelle était reliée aux conducteurs de l'autre châssis. Ces connecteurs, outre qu'ils nécessitaient la présence d'un opérateur à chaque branchement ou d'ébranchement, présentaient une constitution complexe (compte tenu notamment de l'amplitude importante des courants électriques à transmettre), et était très coflteux-. La présente invention propose une constitu tion de prise ou connecteur électrique beaucoup plus simple-, résistante, assurant un très bon contact électrique pour des courants forts (pouvant dépasser 5 ampères par contact), et permettant un branchement et un débranchement automatiques (sans opérateur)-, les contacts électriques se faisant par la seule mise en place correcte dun chissis sur l'autre. Pour résoudre les problèmes indiqués oi- dessus, la présente, invention propose donc une prise électrique pour la connexion automatique des circuits électriques portés respectivement par deux organes accouplables mécaniquement et verrouillables entre eux, caractérisée en ce qu'elle comporte une première embase destinée à être fixée sur l'un des organes et une deuxième embase destinée à etre fixée-suril'autre organe ; des éléments en matière élastique électriquement isolante (telle que du caoutchouc), ayant une forme de plaquette allongée recourbée, sont fixés rigidement par une extrémité à la première embase, l'autre extrémité étant libre, en porte à faux, et susceptible de fléchir élastiquement par rapport à Ba première ; des plots de contact électrique individuels étant fixés vers ltextrémité libre de chaque plaquette isolante élastique et reliés électriquement aux circuits électriques du premier des organes mécaniquement accouplables p la deuxième embase porte une plaque isolante sur laquelle sont fixées des surfaces de contact électrique réparties dans l'espace selon la même géométrie que les plots des divers élé- ments élastiques de la première embase, et reliées électriquement aux circuits électriques du deuxième organe accouplable. ;; les deux embases étant con for- mées et orientées de sorte que lorsqu!ellessont montées chacune sur un des organes mécaniquement accouplables et que ceux-ci viennent s'appliquer l'un contre l'autre, la plaque portant les surfaces de contact vienne stappllquer contre les plots des éléments isolant5 élastiques qui sont montés de manibre d flé- chir dafls la direction d'approche et d'accouplement des organes accouplables, les plots entrant en contact chacun avec une surface de contact respective de la plaque en maintenant les éléments isolants élastiques fléchis après verrouillage des organes accouplés. Les organes mécaniques mentionnés peuvent btre deux parties accouplables et verrouillables d'un système de levage, de traction ou de manutention, et, elles peuvent plus-particulièrement être, comme on l'a mentionné, deux chassies de préhension de conteneurs, accouplables et verrouillables entre eux. Avec la constitution de prise selon l'invention, on réalise sans aucune peine les connexions électriques désirées, par la simple mise en place des organes mécaniques en position d'accouplement l'approche d'un organe vers l'autre provoque la mise en contact des surfaces de contact avec les plots de contact correspondants ; ceux-ci fléchissent lorsque l'approche continue puisqu'ils sont portés à l'extré- mité d'éléments isolants élastiques placés en porte à faux, et ils restent enfoncés après verrouillage des deux parties accouplées. Le Jeu de fléchissement des contacts peut être de plusieurs centimètres compte tenu de la forte élasticité et la forte résistance de la matière (de préférence du caoutchouc) des éléments isolants. On prévoit de préférence que la surface des contacts de la plaque isolante du deuxième bâti support est suffisamment large pour tenir compte du désalignement possible du centre du plot et plôt ' & du centre de la surface de contact au cours du fléchissement des plots. La fixation des plots et des surfaces de contact sur les plaquettes élastiques isolantes et sur la plaque isolante s'effectue par boulonnage, les plots et les surfaces de contact étant pourvus à cet effet de tiges filetées traversant les plaquettes et la plaque et serrées par un ou deux boulons de l'autre côté. Les boulons de l'autre côté servent également au serrage de cosses pour le raccordement électrique de conducteurs avec les plots ou surfaces de contact. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui suit et qui est faite en référence aux dessins annexds dans lesquels : La Figure 1 est une vue schématique en perspective d'un système de levage avec deux chtssis de préhension de conteneurs, système auquel la prise de la présente invention est particulièrement an cable La Figure 2 représente une vue latérale de la prise selon l'invention ; . La Figure 3 en représente une vue en bout . La Figure 4 représente une vue de dessous de la plaque isolante portant les surfaces de contact, e La Figure 5 représente une vue en perspective de la prise démontée et avec certaines parties arrachées. A la Figure 1, on a représente sommairement un système de levage associé à un portique (non représenté) de chargement et déchargement de conteneurs par exemple à bord de navires à quai. Le système de levage comprend un palonnier à câble (câbles 10 sur la figure), suspendu au portique, et un chassies 12 de préhension de conteneurs est accroché au-bas des cibles 10. Ce châssis est adapté pour saisir et soulever des conteneurs correspondant à sa dimension maximum ; par exemple il s'agit d'un chassies de 20 pieds (6 mètres) adapté à la préhension de conteneurs de 20 pieds de long. Ce chtssis possède à chaque coin des organes d'accrochage 14 qui peuvent venir en engagement avec des prises d'accrochage ménagées sur les conteneurs, et qui peuvent autre verrouillés hydrauliquement, la commande et l'entraînement des vérins hydrauliques de verrouillage s'effectuant électriquement. Dans le cas représenté à la Figure 1, en veut soulever un conteneur 16, de 40 pieds et on a donc besoin d'utiliser un chassies de préhension 18 de 40 pieds qui seul peut s'adapter au conteneur 16. En pratique, le chtssis long 18 est interposé entre un chassies court 12 et le conteneur 16, le levage s'effectuant par traction des cibles 10 accrochés au chassies court 12. Le châssis long quant à lui non seulement possède à ses quatre coins des organes d'accrocbage 20 qui sont l'équivalent des organes d'accrochage 14 du chtssis court, qui sont verrouillables électriquement comme eux, et qui peuvent s'accrocher dans des prises d'accrochage 22 du conteneur long 16, mais il possède aussi d sa partie supérieure des prises d'accrochage 24 disposées et réparties comme si elles étaient les prises d'accrochage d'un conteneur court. Le chtssis court 12 peut donc s'accrocher et se verrouiller sur le châssis long qui lui mime s'accroche et se verrouille sur un conteneur long, l'ensemble étant soulevé par le palonnier à cibles du portique. -Les systèmes de verrouillage commandés.-é- lectriquement sont alimentés en énergie électrique depuis les systèmes-de commande centraux du portique, par un ensemble de conducteurs électriques 26 arri vant sur le châssis court 12 12 éventuellement par l'in- termédiaire d'un bottier de connexion 28 place-sur ce chtssis, qui répartit les conducteurs vers les différents organes de verrouillage 14 et qui reçoit éventuellement de ceux-ci des conducteurs de- - tran smi s- sion de signaux de contrôle du verrouillage. D'autre part, selon l'invention, on prévoit une prise électrique 30, dont une partie- est sur le chSsis court 12 et l'autre sur le châssis long 16 pour transmettre vers les organes d'accrochage du châssis long l'énergie électrique nécessaire à leur verrouillage et éventuellement pour établir une liaison électrique de retour vers le portique centrals Cette prise 30 ne nécessite pas de branche ment manuel, elle établit les connexions nécessaires automatiquement lors de la mise en place et de l'accrochage du châssis court sur le châssis long. La constitution de la prise 70 selon l'invention est montrée aux Figures 2 a 5, Elle comprend deux parties 32 et 34 destinées à être fixées respectivement sur le chtssis long et le chtssis court, ou plus généralement sur l'un et l'autre de deux organes mécaniquement accouplables dans un système de levage ou de traction. La première partie 32 comporte une embase 36 formant un cadre de support constitué par exemple des quatre cornières soudées les unes aux autres pour former un rectangle. Cette embase est soudée ou boulonnée sur le chssis long. Sur cette embase 36 sont fixés des éléments élastiques 38 en matière électriquement isolante, de préférence en caoutchouc épais, qui ont une forme de plaquette s'étendant au-dessus de l'embase. Ces plaquettes 38 ont une extrdmité t2ée rigidement, par boulonnage, à l'embase 36, et l'autre extrémité est libre, placée en- porte à faux, et s'étend. obliquement vers le. haut sur les figures, c'est-à-dire en faisant saillie dans la direction d'approche de l'au- tre partie 34 de la prise (direction d'accouplement des organes, désignée par la flèche 40). Les extrémités libres des plaquettes 38 peuvent fléchir librement et élastiquement dans la direction de la flèche 40 lorsque la deuxième partie 34 de la prise s'applique contre la première partie 32. Les extrémités libres des plaquettes 38 sont en effet les premières parties touchées par la Dartre 32 lorsqu'elle s'approche de la partie 34. Les plaquettes de caoutchouc 38 ont de preférence une forme recourbée de manière à pouvoir être fixés sur une partie horizontale ou verticale de l'embase 36 (verticale dans l'exemple représenté), et à avoir leur extrémité qui s'étend vers le haut obli quement (pour pouvoir subir une flexion essentiellement dans la direction 40 d'accouplement des organes). Par exemple, les plaquettes 38 ont une forme de diè- dre (section longitudinale en ligne brisée à deux segments visible à la Figure 3 notamment), l'extrémité libre de la plaquette s'étendant obliquement, avec un petit angle aigu par rapport au plan horizontal perpendiculaire à la direction d'accouplement. Sur les Figures, on peut voir qu'on a prévu deux séries de plaquettes tournées les unes vers les autres. Les extrémités libres des plaquettes 38 portent des plots de contact 42 par exemple deux plots par plaquette, plots qui font saillies vers le haut de manière à pouvoir venir en contact avec des surfaces conductrices arrivant dans la direction d'accouplement 40. Les plots sont fixés par exemple par boutonnage : ils sont constitués par les têtes en calotte sphérique de boulons en cuivre dont la tige filetée 44 (visible sur une partie arrachée-de la Figure 5) traverse la plaquette, de préférence- à travers une entretoise cylindrique creuse, et est serrée de l'autre côté par un écrou, ou mieux par deux écrous 46 enserrant une cosse de terminaison d'un conducteur 48. Les conducteurs ainsi reliés d'un côté à chacun des plots de contact 42 des diverses plaquet- tes élastiques isolantes sont reliés de l'autre côté à un boiter de connexion su qui peut etre fixé sur l'embase 36 et d'où partent les liaisons vers le système de yerrouillage du châssis oui porte cette -embase 36. L'autre partié'34, de la prise de l'invention comprend également une embase 52 ou cadre-supDort constitué par des cornières soudées, et cette embase porte essentielleent une plaque isolante 54 (Figure 4 essentiellement), par exemple en polyoléfines (polybutadiene, polyéthylène, etc) ou en polyamide (nylon, etc). Sur cette plaque 54 sont fixées des surfaces de -contact en cuivre 56 réparties dans espace selon la mtme géométrie que les plots 42 des plaquettes élastiques isolantes fixées sur l'autre embase. Ces surfaces de contact sont boulonnées sur la plaque de'la même manière que les plots 42 : chaque surface est par exemple une plaquette de cuivre soudée à l'extrémité de deux tiges filetées 58, 60, traversant la plaque 54, de préférence à travers des entretoises cylindriques creuses, et serrées de l'autre côté par un double écrou 62 enserrant aussi une cosse de terminaison d'un conducteur électrique 64. Lés conducteurs 64 (seul un conducteur 64 et la surface de contact correspondante 56 sont repré santés à la Figure 5) sont reliés aux circuits électriques d'amenée d'énergie provenant du système de commande central du portique de levage auquel est associé la prise selon l'invention. La plaque 54 peut être boulonnée sur son embase 52 et on peut prévoir un capot de protection par le haut, 66 sur la Figure 5, à fermeture par attaches rapides, pour protéger les opérateurs des boulons sous tension à l'arrière de la plaque.54. Les surfaces de contact 56 ont une dimension suffisante pour que les plots 42 restent bien en contact avec elles lorsque les deux parties de la prise arrivent l'une sur l'autre au cours de l'accrochage- mutuel des deux chassis de préhension. Notamment, la dimension des surfaces de contact doit tent compte de la variation de position du point de contact au fur et à mesure de la flexion des plaquettes iso lantes élastiques 38. Cette flexion peut atteindre environ 4 cm dans une réalisation expérimentée. Il est à noter que pour que le contact électrique soit bon, il faut que les plaquettes restent fléchies après accrochage et verrouillage des chSs- sis de préhension l'un sur l'autre, la force de rappel des plaquettes élastiques créant la force de contact désirée pour permettre le passage de courants allant JusquiA 5 ampères. Ces plaquettes sont en effet en caoutchouc épais de quelques cen- timètres environ. En cas usure des plots ou des surfaces de contact, il est extrEmement facile de les changer compte tenu de leur montage très simple par.boulonna- ge. On prévoit un capot 68 de protection de la partie inférieure 32 de la prise pour éviter que les plots de conta et électrique ne soient accessibles lorsque les chassie de préhension sont accouplés et que la prise électrique est sous tension Il est possible également de ménager, pour faciliter le centrage des deux parties 32 et 34 lors de 1'accouplement, un ou plusieurs ergots de positionnement sur une partie avec des encoches corres pondantes sur l'autre partie. R EV EN D I C A T I O N S 1. Prise électrique pour la connexion automatique des circuits électriques portés respective- ment par deux organes accouplables mécaniquement et verrouillables entre eux, caractérisée en ce qu'elle comprend une première embase destinée à autre fixée sur l'un des organes accouplables et une deuxième embase destinée a être fixée sur 1'autre organe ; des éléments en matière élastique électriquement isolante ayant une forme de plaquette allongée recourbée,l'une des extrémités de la plaquette étantfixée rigidement à la première embase et l'autre extrémité étant libre, en porte à faux, et susceptible de fléchir élastiques ment par rapport à la première, des plots de contact électrique individuels étant fixés à l'extrémité libre de chaque plaquette isolante élastique et reliés électriquement aux circuits électriques du premier des organes mécaniquement accouplables ; une plaque isolante portée par la deuxième embase, plaque sur laquelle sont fixées des surfaces de contact électrique réparties dans 1'espace selon la même géométrie que les plots des éléments élastiques isolants et reliées électriquement aux circuits électriques du second des organes mécaniquement accouplables ; les deux embases étant conformées et orientées, lorsqu'elles sont montées chacune sur un desdits organes, et que ceux-ci viennent s'appliquer l'un contre l'au tre, de telle sorte que les surfaces de contact de la plaque isolante viennent s'appliquer chacune contre un plot d'une plaquette élastique, en maintenant les plaquettes élastiques fléchies dans la direction d'accouplement après verrouillage des organes mecaniquement accouplés. 2. Prise électrique selon larevendication 1, caractérisée par le fait que les embases sont fixées respectivement sur deux parties d'un système de levage ou traction, parties devant être accouplées mécaniquement et verrouillées. 3. Prise électrique selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les embases sont fixées chacune sur un chassis de préhension de conteneur, les chassies de préhension étant pourvus de moyens d'accouplement de l'un avec 1'autre et de moyens de verrouillage à commande électrique, ces derniers mo- yens étant reliés électriquement à la prises 4.Prise selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les plots et les surfaces de contact sont pourvues à leur partie arrièa re de tiges filetées traversant la plaquette élastique respective ou la plaque isolante, avec des écrous vissés sur cette tige, de l'autre côté de la plaquette ou de la p laque, pour assurer la fixation des plots et surfaces de contact et la comin à des conducteurs électriques. 5. Prise selon la revendication 4, caracté- . risée par le fait que les tiges passent dens des entretoises creuses traversant la plaquette ou la plaque. 6. Prise selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que les surfaces~de contact sont prévues suffisamment larges-, pour assurer un bon contact avec les plots quelle que soit l'amplitude du fléchissement des plaquettes. 7. Prise selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que les plaquettes isolantes élastiques, ont une section longitudinale en ligne brisée à deux segments, l'extrémité libre de la plaquette étant constituée par l'un des segments qui s'étend dans ùn plan oblique formant un petit angle aigu avec le plan perpendiculaire à la direction d'accouplement des organes mécaniques, les extrémités libres des plaquette élastiques faisant saillie vers l'organe mécanique qui ne porte pas ces plaquettes.