Brevet FR2478607A1 — publié le 19810925

La présente invention a pour objet un système de sécurité pour appareil de levage à commande hydraulique. Cet appareil est par exemple constitue' par une grue hydraulique telle que représentée à la figure 1 du dessin schématique annexé, comprenant une colonne de base 2 sur laquelle est articulé un premier bras 3 à l'autre extrémité duquel est articulé un bras telescopique 4.Il est important de posséder en permanence des informations sur la position du point d'application de la charge P en bout du bras téles- copique 4 relativement à deux plans horizontaux H1 et H2 contenant, respectivement, l'axe d'articulation 01 du bras 2 sur la colonne de base 2 et l'axe d'articulation 02 du bras télescopigue 4 sur le bras 2. Si il est nécessaire de connaître le sens de déplace- ment des tiges de vérins A et B permettant de faire varier respectivement l'angle a que forment la colonne 2 et le bras 3 et l'angle ss que forment le bras 3 et le bras 4, il est également important de connaître les effets conssscutifs à ces déplacements. Bn effet, si le point d'application de la charge est situé au-dessus des deux plans H1 et 112 et que 1 t effort maximum toléré soit atteint par sortie du télescope 4, la rentrée des tiges des vérins A et B permettant un abaissement de la charge va correspondre à une augmentation de l'effort, génératrice de pressions inacceptables dans ces vérins. Il convient donc d'interdire ces mouvements de rentrée des tiges. Au contraire, si l'on provoque la sortie des tiges des vérins A et B à partir de cette position, il se produit une diminution de la pression. Il est donc souhaitable que ce mouvement soit possible car il n'a aucune implication dangereuse. Si le point d'application de la charge P en bout du télescope 4 est situé en dessous des deux plans HI et H2, et que l'on atteigne une valeur limite par sortie du télescope 4, la sortie des tiges A et B va correspondre à une augmentation de la pression dans les vérins qui, si elle atteint une valeur limite tolérable, doit être interdite. Dans la mesure où le point d'application de la charge est situé entre les plans H1 et H2, comme dans l'exemple représenté à la figure 1 du dessin schématique annexé, la sortie de la tige du vérin A doit pouvoir être possible car correspondant a une diminution de l'effort, mais la sortie de la tige du vérin B correspondant a une augmentation du couple, ne doit être possible que si la pression dans les vérins A et B ne dépasse pas la valeur admise. A cet effet, dans le dispositif selon l'invention, chaque vérin permettant la variation angulaire de deux bras est équipé d'un dispositif de détection de pression comportant deux seuils dont celui détectant la pression la plus élevez correspond à la pression liste admises les moyens de commande des vérins étant tels que - quand une pression correspondant au seuil inférieur est atteinte par augmentation de l'angle que forment deux bras de l'appareil, la poursuite du mouvement est interdite de meme que la sortie du télescope 4 et que - quand une pression correspondant au seuil inférieur est atteinte sans modification des angles que forment les différents bras mais par allongement d'une partie télescopique que comprend l'un de ceux-ci, la sortie du télescope est rendue impossible, de même que les rentrées de3tiges des vérins, correspondant à une diminution des angles respectifs que forment les différents bras, la sortie des tiges de ces vérins étant possible et l'augmentation des angles que forment les différents bras étant réalisée dans la mesure où le second seuil n'est pas atteint, tandis que Si ce second seuil est atteint, la sortie du télescope demeure impossible et la sortie des tiges de vérins d'articulation des bras est rendue impossible, tandis que leur rentrée est autorisée. Cet agencement permet, grâce au second seuil de pression détecté d'apprécier la position du point d'application de la charge par l'interprétation des effets consécutifs à la variation de position de ce point d'application de la charge par rapport aux deux plana H1 et H2 dont celui H1 est fixe et dont celui 112 est variable en hauteur Avantageusement, le dispositif de détection de pression associé à chaque vérin permettant la variation angulaire de deux bras est constitue par un manocontaot comportant deux seuils de détection de pression. Selon une autre forme d'exécution de l'invention, le dispositif de détection de pression associé a chaque vérin permettant la variation angulaire de deux bras est constitué par deux manocontacts montés en série, dont chacun comporte un seuil de détection de pression déterminé. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de commande du déplacement de chaque distributeur en sens inverse de celui ayant provoque l'atteinte d'une pression dangereuse, sont constitués par un dispositif associé au distributeur de commande de chaque vérin de manoeuvre comportant un cylindre à l'intérieur duquel sont montés, d'une part, une tige déplaçable axialement et solidaire en mouvement du tiroir du distributeur considéré et, d'autre part, au moins un élément réalisé en un matériau magnétique, coulissant librement sur la tige et formant le noyau d'une bobine électromagnétique qui est montée de telle façon que, lorsque la pression dans un vérin à surveiller est inférieure a une pression prédéter- minée, la bobine n'est pas alimentée en courant et le distributeur de commande peut être actionné normalement, entrainant en déplacement la tige à l'intérieur du cylindre jusqu'a ce qu'elle vienne en appui par l'intermédiaire d'une butée qu'elle présente contre l'un des noyaux précités et que, lorsqu'une pression supérieure à une pression prédéterminée règne dans le vérin surveillé, la bobine contre le noyau de laquelle la tige est en appui, est alimentée en courant et assure le déplacement du noyau et, par suite, de la tige et du tiroir du distributeur, dans un sens opposé à celui ayant commandé l'opération génératrice de cette augmentation de pression dans le vérin, jusqu'a une valeur inacceptable. Cet agencement est intéressant car permettant d'ex ploiter directement une information électrique sans effectuer un transfert sur un circuit hydraulique. Avantageusement, la course de cloaque noyau à 'inté- rieur du cylindre est égale a la course du tiroir- du distributeur entre la position neutre et une position d'utilisation. Selon une forme d'exécution de l'invention, le système comprend un dispositif de détection du sens de déplacement de la tige de chaque vérin actionné, le cylindre que comporte le dispositif associé à chaque distributeur étant partagé en deux chambres dans chacune desquelles sont montés une bobine et un noyau, les noyaux étant déplaçables par leurs bobines respectives dans des sens inverses, l'une ou l'autre des deux bobines pouvant hêtre alimentée suivant le sens de déplacement de la tige du vérin considéré. En outre, chaque noyau comprend une partie tubulaire coulissant sur la tige associée au distributeur, à partir de laquelle s'étend une partie en forme de collerette située à son extrémité arrière dans le sens de déplacement du noyau. Cette collerette forme butée et vient en appui contre la bobine considérée en fin de course de rappel du tiroir du distributeur en position neutre. De toute façon, l'invention sera bien comprise a l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, a titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce dispositif Figure l est une vue d'une grue destinée a être montée sur un véhicule Figures 2 a 4 sont trois vues en coupe longitudinale du dispositif associé au distributeur de commande de chaque vérin au cours de trois phases de fonctionnement. Dans la position représentée à la figure 1, l'extre- mité du bras télescopique 4 de la grue porte une charge P. Cette position obtenue par augmentation des angles a et fi que forment respectivement la colonne 2 et le bras 3, et le bras 3 et le bras télescopique 4, n'engendre pas d'état critique. Dans la mesure où l'on provoque la sortie du télescope pour l'amener dans la position représentée en traits mixtes au dessin, le premier seuil de pression est atteint dans l'un des vérins A ou B Cette atteinte du premier seuil condamne la rentrée des tiges des vérins A et B, de même que la sortie du télescope 4. Il y a impossibilité de descente de la charge. S'il en était autrement, lors de la prise d'une charge en hauteur et dépassant au cours de la descente la capacité de l'appareil, il n'y aurait pas de position de sécurité. Si l'on poursuit à partir de la position représentée en traits mixtes la montée de la charge par le vérin A, les efforts diminuent et l'utilisation de l'appareil est possible. Si l'on poursuit la montée par sortie de la tige du vérin B, l'augmentation de pression n'aura plus d'effet sur le système de sécurité initial déclenché par l'atteinte du premier seuil. Entre alors en jeu l'utilisation du deuxième seuil qui appréciera la valeur de la croissance de la pression qui va augmenter puisque le point d'application de la charge est en-dessous du plan H2. Si ce déplacement de la charge par augmentation de l'angle ss engendre une contrainte atteignant le second seuil, au niveau d'un détecteur 10 ou 12, celui-ci va annuler les effets consécutifs à la mise en surveillance déclenchée par le premier seuil, empêcher la poursuite de la montée et n'autoriser que la descente, la sortie du télescope 4 demeurant bien entendu impossible. Comme montré aux figures 2 à 4, à chacun des distributeurs est associé un dispositif comprenant un cylindre 13 séparé en deux chambres 14 et li par une cloison centrale 16. A l'intérieur du cylindre ç est montée, dépla çable axialement, une tige 17 solidaire en mouvement de l'extrémité 18 du tiroir du distributeur de commande concerné. Le déplacement de la tige 17 doit pouvoir être fait dans les deux sens à partir de la position neutre (o) du tiroir du distributeur vers les positions d'utilisation (1) et (2). Du côté opposé au distributeur, la tige 17 porte une butée constituée par un circlips 23, alors que du côté du distributeur elle comporte une butée constituée par un épaulement 24. A la tige 17 sont associées deux collerettes, respectivement 32 du côté du distributeur de commande et 33 du côté du cylindre 13. Chacune de ces collerettes est montée coulissante sur la tige 17, et est en appui sur une butée que présente celle-ci, du côté du tiroir du distributeur pour la collerette 32, et du côté du cylindre 13 pour la collerette 22, Chacune des deux collerettes 32 et X n'est donc entrainée par la tige 17 que dans un seul sens et en direction de l'autre collerette. Entre les collerettes 32 et 33 est monté un ressort hélicoïdal 34 assurant le retour et le maintien de la tige en position neutre du tiroir du distributeur. A l'extrémité de la tige li opposée à celle reliée au tiroir du distributeur, est fixé un linguet 35 susceptible, en fonction du sens dans lequel la tige est déplacée, d'actionner un contact 36 ou A l'intérieur de la chambre 14 du cylindre 13 est montée1 de manière fixe, la bobine 45 d'un électro-aimant, à laquelle est associé un noyau tubulaire 46 apte à coulisser librement sur la tige 17. Le montage est effectué de telle sorte que, lorsque la bobine h n'est pas alimentée, le tiroir du distributeur puisse être manoeuvré librement de la position (0) à la position (2), comme montré à la figure 2. Au cours de ce mouvement, la butée constituée par le circlips 22 vient en appui sur le noyau 46. Si la pression dans le vérin à surveiller atteint une valeur dangereuse, la bobine 45 est alimentée et déplace le noyau tubulaire 46 et par suite la tige 17 et le tiroir du distributeur vers la droite, ramenant le tiroir du distributeur en position (o) comme montré à la figure 3.La fin de déplacement du noyau 46 est obtenue par appui que prend une partie 47 de celui-ci en forme de collerette sur la bobine, cette collerette 47 étant située entre la cloison centrale 16 et la bobine 45. Dans la chambre 15 du cylindre 13 est montée une bobine 48 à laquelle est associé un noyau tubulaire 49 comportant une collerette 50 située entre la bobine 48 et la cloison centrale 16, le déplacement du noyau se faisant de droite à gauche et agissant sur la tige 17 par appui qu'il prend sur l'épaulement 24 pour ramener le tiroir du distributeur 18 en position (0), lorsque la pression dans le vérin surveillé atteint une valeur dangereuse lors de l'actionnement du distributeur dans la position (1). Comme il ressort de ce qui précède, l'invention apporte une grande amélioration à la technique existante en fournissant un dispositif de sécurité de conception simple permettant une utilisation directe dlune information électrique, sans transfert sur un circuit hydraulique. Selon une variante des moyens de rappel du distributeur de commande de chaque vérin, représentée à la figure 5, le cylindre 13 comprend une chambre unique 14 à proximité des deux extrémités. de laquelle sont ménagées des ouvertures 27 et 28 d'amenée de fluide hydraulique. Cette chambre contient un piston 20 à double effet monté flottant et susceptible de coulissement avec étanchéité tant relativement au cylindre que relativement à la tige 17 associée au tiroir 18 du distributeur.Sur la tige 17 sont calés des circlips 23 et 24 pouvant coopérer avec la face en regard du piston 20 pour ramener le tiroir du distributeur, respectivement, de la position (25 à la position (0) et de la position (1) à la position (0), Cet agencement simplifie la fabrication du dispositif de sécurité en diminuant le nombre de pièces en mouvement ainsi que son encombrement. Selon une autre possibilité représentée à la figure 6, le système de maintien élastique en position neutre du tiroir du distributeur est situé de l'autre côté du dispositif de sécurité par rapport au tiroir du distributeur. Cet agencement est intéressant car diminuant encore le nombre de pièces et permettant la réalisation du dispositif de sécurité en même temps que celle du corps du distributeur. Du fait que les alésages sont parfaitement coaxiaux dans le corps du distributeur et dans le dispositif de sécurité, il est possible d'éviter une articulation a cardan entre le tiroir du distributeur et la tige 17. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seuls form d'exécution de ce dispositif, décrits ci-dessus a titre d'exemples; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. C'est ainsi notamment que la course de déplacement de rappel du tiroir du distributeur lorsqu'une valeur dangereuse de pression est détectée dans un vérin, pourrait être le double de celle indiquée ci-dessus, de manière à provoquer l'actionnement du vérin en sens inverse. REVENDICATIONS 1. - Système de sécurité pour appareil de levage à commande hydraulique, comportant plusieurs bras articulés les uns sur les autres, dont celui extreme est équipé d'une partie télescopique, caractérisé en ce que chaque verin (A, B) permettant la variation angulaire de deux bras (2, 3, 4) est équipé d'un dispositif (10, 12) de détection de pression comportant deux seuils dont celui détectant la pression la plus élevée correspond à la pression limite admise, les moyens de commande des vérins étant tels que :: - quand une pression correspondant au seuil inférieur est atteinte par augmentation de l'angle (, ss) que forment deux bras de l'appareil, la poursuite du mouvement est interdite de même que la sortie du télescope et que, - quand une pression correspondant au seuil inférieur est atteinte sans modification des angles que forment les différents bras.(2, 3, 4) mais par allongement d'une partie télescopique que comprend l'un de ceux-ci, la sortie du télescope est rendue impossible, de même que les rentrées de tiges des vérins (A, B) correspondant à une diminution des angles respectifs que forment les différents bras, la sortie des tiges de ces vérins (A, B) étant possible et l'augmentation des angles (a, ss) que forment les différents bras étant réalisée dans la mesure où le second seuil n'est pas atteint, tandis que si ce second seuil est atteint, la sortie du télescope demeure impossible et la sortie des tiges de vérins (A, B) d'articulation des bras (2, 3, 4) est rendue impossible, tandis que leur rentrée est autorisée. 2. - Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif (10, 12) de détection de pression associé à chaque vérin permettant la variation angulaire de deux bras est constitué par un manocontact comportant deux seuils de détection de pression. 3. - Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif (10, 12) de détection de pression associé à chaque vérin permettant la variation angulaire de deux bras est constitué par deux manocontacts montés en série, dont chacun comporte un seuil de détection de pression déterminé. 4. - Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif associé au distributeur de commande de chaque vérin de manoeuvre comportant un cylindre (13! à l'intérieur duquel sont montés, d'une part, une tige (17) déplaçable axialement et solidaire en mouvement du tiroir du distributeur considéré et, d'autre partS au moins un élément (46, 49) réalisé en un matériau magnétique, coulissant librement sur la tige et formant le noyau d'une bobine électromagnétique (45, 48) qui est montée de telle façon que, lorsque la pression dans un vérin à surveiller est inférieure à une pression prédéterminée, la bobine (45, 48) n'est pas alimentée en courant et le distributeur de commande peut être actionné normalement, entraînant en déplacement la tige (17) à l'intérieur du cylindre jusqu'à ce qu'elle vienne en appui par l'intermé- diaire d'une butée qu'elle présente contre l'un des noyaux précités et que, lorsqu'une pression supérieure à une pression prédéterminée règne dans le vérin surveillé, la bobine contre le noyau de laquelle la tige est en appui, est alimentée en courant et assure le déplacement du noyau et, par suite, de la tige (î8) et du tiroir du distributeur, dans un sens opposé à celui ayant commandé l'opération génératrice de cette augmentation de pression dans le vérin, jusqu'à une valeur inacceptable. 5. - Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que la course de chaque noyau (46, 49) à l'intérieur du cylindre (13) est égale à la course du tiroir du distributeur entre la position neutre et une position d'utilisation. 6. - Système selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le système comprend un dispositif (35, 36, 37) de détection du sens de déplacement de la tige de chaque vérin actionné, le cylindre (13) que comporte le dispositif associé à chaque distributeur étant partagé en deux chambres dans chacune desquelles sont montés une bobine (45, 48) et un noyau (46, h9, les noyaux étant déplaçables par leurs bobines respectives dans des sens inverses, l'une ou L'autre des deux bobines pouvant être alimentée suivant le sens de déplacement de la tige du vérin considéré. 7. - Système selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que chaque noyau (46, 49) comprend une partie tubulaire coulissant sur la tige (17) associe au distributeur, a partir de laquelle s'etend une partie (47, 50) en forme de collerette située à son extrémité arrière dans le sens de déplacement du noyau. 8. - Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif associé au distributeur de commande de chaque vérin de manoeuvre comprenant un cylindre contenant une chambre unique à l'intérieur de laquelle est monts flottant et coulissant avec étanchéité tant sur la face interne de la chambre que sur une tige solidaire du tiroir du distributeur un piston, la chambre présentant, à proximité de ses deux extrémités, deux ouvertures raccordées à des tubulures d'amenée de fluide hydraulique, et la tige solidaire du tiroir du distributeur passant de part et d'autre du piston des butées, celles--ci étant disposées de manière à ménager, par rapport au piston, un jeu au moins égal à la course du tiroir du distributeur de commande entre ses deux positions extrêmes de travail. 9 - Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif élastique (32, 33, 34) de rappel du tiroir en position neutre en conditions normales de fonctionnement est situé du côté opposé au dispositif de sécurité par rapport au tiroir du distributeur considéré.