Brevet FR2483903A1 — publié le 19811211

La présente invention a pour objet un système de sécurite pour appareil de levage à commande hydraulique. Ce système peut être appliqué notamment à une grue hydraulique, représentée à la figure 1 du dessin schématique annexé, ct comprenant une colonne de base 2 sur laquelle est articulé un premier bras 3 a l'autre extrémité duquel est articulé un bras télescopique 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 te' les copique 4 relativement à deux plans horizontaux H1 et H2 contenant, rèspectivement, l'axe d'articulation 01 du bras 3 sur la colonne de base 2 et l'axe d'articulation O2 du bras télescopique 4 sur le bras 3. Si il est nécessaire de connaitre le sens de déplace- ment des tiges de vérins V1 et V2 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 consécutifs à ces déplacements. En effet, si le point d'application de la charge est situé au-dessus des deux plans H1 et H2 et que l'effort maximum toléré soit atteint par sortie du télescope 4, la rentrée e des tiges des vérins V1 et V2 permettant un abaissement de la charge va correspondre à une augmentation de l'effort, génératrice de pressions inacceptables dans ces vérins. I1 convient donc dtinterdire ces mouvements de rentrée des tiges. Au contraire, si l'on provoque la sortie des tiges des vérins V1 et V2 à partir de cette position, il se produit une diminution de la pression. Il est donc souhaitable que ce mouvement soit possible car il nta aucune implication dangereuse. Si le point d'application de la charge P en bout du télescope 4 est situé en dessous des deux plans H1 et H2, et que 1'on atteigne une valeur limite par sortie du télescope 4, la sortie des tiges V1 et V2 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 Hl et H2, comme dans l'exemple représenté à la figure l du dessin schématique annexé, la sortie de la tige du vérin V1 doit pouvoir être possible car correspondant à une diminution dé l'effort, mais la sortie de la tige du vérin V2 correspondant à une augmentation du couple, ne doit être possible que Si la pression dans les vérins V1 et V2 ne dépasse pas la valeur admise. A cet effet, dans le dispositif équipant cette grue, 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 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 que forment deux bras de l'appareil, la poursuite du mouvement est interdite de même 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 de tiges 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'augmen- tation 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'apprécicr la position du point d'application de la charge par l'interprétatioJu des effets consécutifs â la variation de position de ce point d'application de la charge par rapport aux deux plans H1 et II2 dont celui H1 est fixe et dont celui H2 est variable en hauteur. Néanmoins, les moyens utilisés pour bloquer le mouvement en cas de nécessité, tel que décrit dans le dispositif précédent, sont relativement complexes puisqu7 agissant de manière mécanique sur le distributeur proprement dit, à partir d'une commande hydraulique ou ôlectrique. Cette solution présente l'inconvénient titre d'un prix élevé et de ne pas permettre une adaptation sur n'importe quel type de materiez. Il est à noter que les dispositifs connus nôcessitent, en outre, l'utilisation de courant électrique ainsi que d'un système placé sur l'alimentation en fluide hydraulique du distributeur courScircuitant le flux hydraulique vers le réservoir en cas de manque de courant sur le système d'information. Ce système de court-circuit comprend notamment une électrovanne qui permet au fluide hydraulique d'alimenter le distributeur Si le courant électrique est établi sur l'ensemble du système de sécurité. Cette vérification continuelle peut être réalisée à l'aide d'un courant de faible intensité, qui détecte toute anomalie, appelé "courant de surveillance". La présente invention vise a fournir un système de sécurité dans lequel est intégrés à titre d'élément actif, le circuit du courant de surveillance. A cet effet, dans le système quelle concerne, du type comprenant, associé à chaque vérin permettant la variation angulaire de deux bras, un dispositif de détection de pression comportant deux seuils dont celui détectant la pression la plus élevée correspond à la pression limite admise, ainsi que des dispositifs de détection du sens d'actionnement de chaque commande du distributeur, caractérisé en ce que les informations fournies par les dispositifs de détection de pression commandent une électrovanne EVS montée sur le circuit de sécurité du système hydraulique. De ce fait, quand une pression dangereuse est atteinte, il se produit une interruption de l'alimentation en courant de l'électrovanne, ce qui a pour conséquence d'interrompre l'alimentation de l'appareil en fluide hydraulique. il s'en suit une impossibilité pour 1'opérateur d'effectuer ou de poursuivre une opération dangereuse, le dispositif hydraulique maintenant l'appareil en ltétat du fait de la présence de clapets anti-retour pilotés hydrauliquement. Ce système de sécurité présente de nombreux avantages dont les principaux sont les suivants - Avoir la certitude que le système de sécurité est en ordre de marche. - Assurer une sécurité totale du fait de l'imposssibi- lité de tout mouvement de commande hydraulique, y compris la rotation de ltembase et le mouvement des béquilles de stabilisation dans le cas d'une grue montée sur un véhicule. - Utiliser une ôlectrovanne tant pour le système de surveillance des circuits que comme appareil de mise en sécurité de l'appareil. - Permettre l'installation d'un tel système sur de nombreux types d'appareils sans modification ou adjonction sur les éléments constructifs de base. - Permettre la surpression des vérins de verrouillage du tiroir, ainsi que de ltélectrovanne les alimentant et des différents accessoires hydrauliques ou électriques. - Permettre le montage de l'électrovanne en un point quelconque de la conduite d'alimentation du distributeur, ce qui permet l'adaptation sur n'importe quel type d'appareil. - Limiter la maintenance du système puisqu'une éLectrovanne est un accessoire très ample. Avantageusement, le circuit. électrique dont est équipé le système de sécurité comprend une première ligne Al d'alimentation électrique qui, en conditions normales de fonctionnement, assure I'alimctation du dispositif dc detection du premier seuil et du deuxième seuil de pression, et une seconde ligne d'alimentation électrique assurant, après atteinte du premier seuil, l'alimentation d'un bloc qui détecte les mouvements effectués, qui donne les ordres d'interdiction de poursuite des mouvements aggravants1 qui met en mémoire le mouvement ayant créé le défaut et qui reautorise l'amorçage du système hydraulique quand les mouvements effectués sont désaggravants. Selon une autre caractéristique de l'inventions le bloc de sécurité est agencé de telle sorte que, dans la mesure où un mouvement dôsaggravant est exerce de façon temporaire, il conserve en mémoire le mouvement ayant créé le défaut et que, dans la mesure où le mouvement dôsaggra vant est exercé suffisamment longtemps pour ramener la pression en-dessous du premier seuil, il réalise l'efface- ment des mémoires, la coupure de l'alimentation par la seconde ligne, et la reprise de l'alimentation de l'électro- vanne par la première ligne. En outre, lors de l'atteinte du second seuil, il se produit une inversion des mémoires, par effacement de l'information correspondant au mouvement ayant provoqué l'atteinte du premier seuil et simultanément mise en mémoire du défaut ayant provoqué l'atteinte du second seuil, réautorisant ainsi les mouvements inverses à ceux ayant permis d'atteindre le second seuil. Sur la ligne d'alimentation électrique de l'électrovanne de sécurité, est monté un relais alimenté selon l'ôtant du système soit par la première ligne, soit par la seconde ligne, et comportant un contact associé à chaque commande du distributeur correspondant aux vérins d'articulation, les contacts correspondant à des mouvements croisés de deux vérins étant montés en parallèle. Lors de I'actionnement du distributeur, il se produit l'ouverture d'un contact conformément au mouvement effectué. S'il n'y a pas de mouvement croisé du fait du-montage en parallèle, l'électrovanne sera alimentée par au moins un conducteur du relais. Si, au contraire, ltopérateur croise les mouvements de deux vérins, le relais n'alimentera plus l'électrovanne et mettra le système en sécurité. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif,, une forme d'exécution du circuit électrique que comporte ce système de sécurité, qui est représenté a la figure 2 La figure 3 de ce dessin représente les différentes possibilités d'actionnement d'un distributeur associé à une grue conforme à la figure 1 et comportant deux bras 2 et 3 articulés l'un sur l'autre ainsi qu'un bras télescopique. Le schéma électrique représenté au dessin comprend deux lignes d'alimentation, respectivement AI, A2 et une ligne de retour A3. Ce -circuit électrique alimente notamment une électrovanne EVS, ainsi qu'un détecteur de pression à deux seuils portant les références respectives 51 et 52. Les différents mouvements du distributeur schématisés à la figure 3 portent la référence A pour la sortie de tige du vérin VI, B pour la rentrée de tige de ce même vérin, C et D respectivement pour la sortie et la rentrée de tige du vérin V2, et E et F respectivement pour la sortie et la rentrée de ltélément télescopique. Au distributeur sont associés des micro-contacts permettant de détecter le ou les mouvements en cours, deux micro-contacts étant prévus pour chaque mouvement des vérins V1 et V2 assurant le pivotement des bras. Ces micro-contacts sont référencés al, a2, ... d1, d2. Un micro-contact est prévu pour détecter chacun des mouvements E et F, ces micro-contacts étant référencés respectivement e et f. Les micro-contacts a1, bl, cl, di, sont regroupés dans un même ensemble pour former un relais d'alimentation Rc abcd de L'électrovanne PNS. Comme montré au dessin, les micro-contacts al et dl d'une part, et b1 et ci d'autre part, sont montés en parallèle de telle sorte que, lors de l'exécution d'un mouvement croise au niveau des verins V1 et V2, l'électro- vanne EVS n'est pas alimentée. En position sous tension, et sans atteinte du premier seuil de pression, EVS est alimentez par la ligne RDT2 et RD2Tl,qui est fermée ainsi que par le relais Rc abcd qui est fermé dans la mesure où il n' a pas de mouvement croisé A D, B C Lors de la mise en sécurité par l'atteinte du premier seuil, le manomètre 10 ou 12 ouvre le contact 51 et désalimente le relais RD qui, après temporisation, va fermer RDTI, fermer RD1, ouvrir RD2, et ouvrir RDT2 après temporisation, la temporisation de RDT2 ôtant égale à celle de RDT1. L'électrovanne EVS ntest plus alimentée et le système est sous sécurité. Dans la mesure où l'opérateur réalise un mouvement désaggravant, le contact 51 se ferme et réalimente le relais RD, qui va ouvrir les contacts RDI et RDT1 et désalimenter le relais RD2. Le contact RD2 se ferme immédiatement, RD2T2 est maintenu fermé pendant sa temporisation et les relais mémoires RAZRACM, RAZRABDM et RAZREM sont alimentés. Le contact RDT2 se ferme immédiatement. Le relais RD2 étant désalimenté, le contact RD2T1 va se fermer après temporisation et alimenter EVS. Le système est à nouveau amorçé. Les trois relais RAZRACM, RAZRBDM, RAZREM dont il a été question, sont les relais dteffacement de la mémoire des relais RACM, RBDM et REM. Les mémoires de ces trois relais sont destinées à enregistrer et à maintenir en information permanente le mouvement qui a engendré la mise en défaut du système par l'atteinte du premier seuil. L'effacement de la mémoire ne sera obtenu que lorsque RD sera a nouveau sous tension, c'est-à-dire quand le contact 51 sera ferme, la pression étant repassée en-dessous d'une valeur critique. Les relais d-'effacement des mémoires RAZRBDM et RAZREM pourront être de même alimentés par le contact RSI1, lors de l'utilisation du deuxième seuil de pression dont le fonctionnement est explicité ci-après. Lors de l'exécution d'un mouvement, A ou C ou A et C, c',,t-à-dire de levage, il peut se produire plusieurs possibilités : - La charge est admissible donc RD est alimenté. Les micro-contacts ai et/ou cl sont fermés, a2 et/ou c2, sont ouverts. La ligne A2 n'ôtant pas sous tension, la fermeture de al, ci ne modifie en rien le système et EVS est normalement alimentée. L'opôration est possible. Si l'on tente de faire en même temps les mouvements B ou D, le relais Rc abcd ouvre, les contacts a2, b2 s'ouvrent et dôsalimentent EVS. Tous les mouvements sont impossibles, bien que la valeur de la pression soit en-dessous du premier seuil. - La charge est inadmissible au départ du mouvement ou le devient en cours d'opération. Au moment de l'apparition du défaut, après temporisation, la ligne A2 est alimentée, les micro-contacts ai et/ou ci sont fermés. REM3 et RE3 sont fermés, et RBDM2 est ferme puisque le défaut n'est pas apparu par un mouvement B D, donc non mémorisé en RBDM. Le relais RACM met en mémoire l'apparition du défaut sur A ou C, le relais RAC est alimenté. Par la mise en défaut, RDT2 s'ouvre, EVS est désalimentée et la poursuite de l'opération n'est plus possible. Si l'on reproduit le mouvement AC, il n'y a pas de réalimentation de EVS, RACM3 se trouvant ouvert. il faut alors envisager les hypothèses d'exécution des mouvements E, F ou B, D. - Si l'on tente d'exécuter E, le micro-contact RE3 va ouvrir puisque le relais RE est alimenté et reste sans effet sur l'alimentation de EVS. Le contact étant fermé sur l'alimentation de e, le relais RE étant alimenté, les contacts RBDM et RBD sont fermés, RACM4 est ouvert, puisque RACM a en mémoire le défaut constate sur AC, et REM n'est pas alimenté Les contacts RE1 et RE2, normalement fermés, sont alors ouverts. EVS ne peut être réalimentée et le système reste sous sécurité. - Si l'on tente dtexécuter F, le contact f est fermé. La ligne A2 est sous tension, les contacts RBD1 et RACI sont normalement fermés puisqu'aucun mouvement n'est fait sur B, D ni sur A, C. Seul RACM garde en mémoire l'appari- tion du défaut sur AC. EVS est réalimentée pendant le temps que dure l'opération et jusqu'à ce quelle soit interrompue ou que le contact 51 se referme. Il est possible d'effectuer conjointement à F les mouvements B, D, tandis que l'exécution conjointe de A, C, ouvre le contact RACI et interdit le mouvement. Cette alternative est obligatoire du fait que l'on ne sait pas hydrauliquement quel sera le mouvement prioritaire et que A, C est aggravant. - Si l'on tente d'exécuter B, D, les contacts b1, dl vont se fermer. Le contact RACM2 est ouvert puisque RACM a en mémoire l'apparition du défaut sur A, C. RBDM et RBD ne peuvent être alimentés. Le contact RACMi est fermé de même que le contact RE1. L'électrovanne EVS va être réalimentée et les mouvements B, D seront rendus possible. La combinaison avec E est impossible car, dans ce cas, le contact RE1 serait ouvert. - Si lton tente d'exécuter des mouvements croisés, B, D et A, C, B, D pourrait réalimenter EVS, mais le relais de croisement Rc abcd s'ouvre et laisse le système sous sécurité. - Lors de l'exécution d'un mouvement, B, D ou BD les deux hypothèses précédentes sont à envisager et le système réagit dans chaque cas de la même façon, mais avec les relais de pilotage RBD et RBDM. - La mise en défaut par l'exécution du mouvement F est exclure, car ce mouvement est toujours dôsaggravant s'il est exécuté seul. - Lors de l'explication du mouvement A, C, il a été Indiqué que l'exécution simultanée de mouvements désaggra- vants B, D avec F reste possible, mais que la combinaison de F avec le mouvement ayant créé le défaut devient impossible. - Mise en défaut par l'exécution du mouvement E. Le système est conçu de telle sorte que les effets du mouvement E soient assimilés à ceux du mouvement B, D. Il serait également possible d'adopter la possibilité inverse et de les assimiler a A, C. Du fait de l'hypothèse posée, la mise en défaut lors de l'exôcution d'un mouvement E va rendre impossible la réalimentation par mouvement B, D. fl est rappelé que E est impossible quand un seuil dangereux a été atteint soit par B, D, soit par A, C. L'assimilation de B, D a E est nécessaire afin que, lorsque l'on descend une charge dont le point d'application est situé au-dessus des plans H1 et H2 et que le premier seuil de pression est atteint par exécution du mouvement E la continuation de la descente par B, D soit interdite. Evidemment, la montée par les mouvements A, C reste autorisée. Plusieurs hypothèses sont à envisager - Le mouvement E est entrepris et son exécution n'a pas pour effet de faire franchir le premier seuil de pression. Le contact e va se fermer. Or, la ligne A2 ntest pas alimentée et EVS reste alimentée, de telle sorte que le mouvement s'exécute normalement. Les mouvements EBD et EAC restent possible, seul un croisement EBC ou EAD désalimente EVS par ouverture du relais de croisement Rc abcd. - La mise en défaut se produit lorsque le point d'application de la charge P est situé au-dessus des plans III et 112. Le contact e se ferme, la ligne A2 est sous tension après ouverture du contact 51. Le contact RE3 interdisant le croisement flAC, les relais RE et REM sont alimentés, et RBDM, RBD et RACM4 sont fermes puisqu'il tlty a pas en défaut sur A C ou B D, Le relais RE ouvre les contacts RE2 et RE1, le relais Rt ouvre le contact REM2, mettant en service le deuxième seuil de pression détecte, et le contact RME3 s'ouvre tandis que RMEI se ferme.Aucun mouvement n'est donc possible si le mouvement E n'est pas interrompu. Lorsque E ést interrompu, le mouvement F est possible, RBD1 et RAC1 étant fermes. Bien que RE1 soit fermé, les mouvements B-, D sont impossibles car RACM1 est ouvert pour non défaut sur A, t. Les mouvements A, C sont possibles puisque, RE3, a, c, RME1 et RE2 sont fermés. La rôalimentation de EVS s'effectue et AC qui, cinématiquement est désaggravant ne permet pas au contact 52 de ouvrir. - Si le point d'application de la charge P est endessous des deux plans horizontaux H1 et H2, le fonctionnement du système est le même avec mise en service du second seuil de pression, interdiction des mouvements B, D, et autorisation de A, C. Le mouvement A, C, steffectue,8 mais son exécution est aggravante et la valeur de pression détectée va atteindre le second seuil. Le contact 52 stouvre, RS1 n'est plus alimenté et va fermer le contact RST1 qui va alimenter les relais d'effacement de mémoires RAZRBDM et RAZREM et simultanement alimenter les relais RAC et RACM des mouvements AC. Les mémoires RBDM et REM étant effacées, RBDM1 et REM1 sont ouverts, un défaut en mémoire sur RACM et RACMi fermé. Les mouvements B, D réalimentent bien EVS si on ne les croise pas avec E. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution du circuit, décrite ci-dessus à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. - REVENDICATIONS 1. - Système de sécurité pour appareil de levage à commande hydraulique, du type comprenant, associe à chaque vérin (V1) (V2) permettant la variation angulaire de deux bras (2) et (3) et (3) et (2), un dispositif de détection de pression (10, 12) comportant deux seuils dont celui détectant la pression la plus élevée correspond à la pression limite admise, ainsi que des dispositifs de détection du sens d'actionnement de chaque commande du distributeur, caractérisé en ce que les informations fournies par les dispositifs de détection de pression commandent une électrovanne (EVS) montée sur le circuit de sécurité du système hydraulique. 2. - Système de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit électrique dont il est équipé comprend une première ligne (A1) d'alimentation électrique qui, en conditions normales de fonctionnement, assure l'alimentation du dispositif (51) de détection du premier et du deuxième seuils de pression, et une seconde ligne (A2) d'alimentation électrique assurant, après atteinte du premier seuil, l'alimentation d'un bloc qui détecte les mouvements effectués, qui donne les ordres dtinterdiction de poursuite des mouvements aggravants, qui met en mémoire le mouvement ayant créé le défaut et qui réautorise l'amorçage du système hydraulique quand les mouvements effectués sont désaggravants. 3. - Système de sécurité selon la revendication li caractérisé en ce que le bloc de sécurité est agencé de telle sorte que, dans la mesure où un mouvement désaggravant est exercé de façon temporaire, il conserve en mémoire le mouvement ayant créé le défaut et que, dans la mesure où le mouvement désaggravant est exercé suffisamment longtemps pour ramener la pression au-dessous du premier seuil, il réalise l'effacement des mémoires, la coupure de l'alimentation par la seconde ligne (A2), et la reprise de l'alimentation de l'électrovanne (EVS) par la première ligne (AI). 4. - Système de sécurité selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que, lors de 1'atteinte du second seuil, il se produit une inversion des mémoires, par effacement de l'information correspondant au mouvement ayant provoqué l'atteinte du premier seuil et simultanément mise en mémoire du défaut ayant provoque l'atteinte du second seuil, rôautorisant ainsi les mouvements inverses a ceux ayant permis d'atteindre le second seuil. 5 - Système de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 a 4, caractérisé en ce que, sur la ligne d'alimentation électrique du dispositif de détection du premier seuil de pression, est monté un relais (Rc abcd) alimenté selon l'état du système soit par la première ligne (Ai), soit par la seconde ligne (A2), et comportant un contact (a1, bi, ci, di) associé à chaque commande du distributeur correspondant aux vérins d'articulation, les contacts correspondant à des mouvements croisés de deux vérins (Vi1 V2) étant montés en parallèle.