Brevet FR2494245A1 — publié le 19820521

Système d'alerte anti-collision entre grues à tour La présente invention concerne un système d'alerte anti-collision entre grues à tour et notamment un système permettant d'alerter chacun des deux grutiers d'une menace de collision entre le câble de levage et son fardeau d'une grue haute avec la flèche d'une grue basse disposée dans la zone d'action de la grue haute, les grues étant utilisées sur un chantier de construction. On sait que les cabines des grutiers sont disposées de façon que leur champ de vision soit en face de la flèche de la grue afin de pouvoir observer le fonctionnement du chariot de sa grue propre. Le danger de collision existe principalement lorsque le grutier de la grue basse qui tourne le dos à sa contreflèche et n'est pas capable d'observer dans cette direction, dispose sa contreflèche sous la flèche de la grue haute. Le survol de la contreflèche d'une grue à tour par la flèche d'une autre grue supérieure est interdit par les normes dont la mise en application en France est exécutoire en 1981. Cette interdiction se traduit par un secteur d'angle mort à ne pas franchir par la flèche de la grue supérieure. Une immobilisation de la flèche par suite du blocage du mouvement d'orientation entre deux directions est impossible à exécuter car la flèche doit pouvoir tourner comme une girouette avec l'action du vent sous peine de déséquilibrer la grue et provoquer sa chute.L'un des problèmes à résoudre consiste donc à alerter les deux grutiers du danger de collision afin d'influer sur leurs réflexes et non de bloquer la grue dans une direction donnée. Un autre problème consiste à détecter l'interdiction angulaire de la grue et l'interdiction radiale du chariot. Le premier problème ne peut être résolu par transmission des données ni par radio étant donné l'absence de fréquences allouées par le service des Postes et Téléeommunications ni par fil étant donné le risque de coupure au sol sur un chantier des câbles joignant les deux grues.Le second problème de détection doit être résolu d'une façon simple pour être fiable sur un chantier et ne pas comporter des moyens électroniques trop coûteux et susceptibles en étant trop complexes de tomber en panne et d'induire ainsi en erreur le grutier se fiant une fois pour toutes à un dispositif envisageant toutes les collisions possibles. Le système d'alerte selon la présente invention satisfait à tous ces impératifs. Celui-ci en effet permet une détection réalisée de façon simple mettant en oeuvre des moyens électromécaniques et une transmission d'alerte efficace et bon marché. La présente invention a pour objet un système d'alerte anticollision entre grues à tour comportant au moins une grue haute et une grue basse dont la mâture est disposée à l'extérieur ou à l'intérieur d'un cercle de rayon égal à la flèche de la grue haute et dont un secteur de couronne entourant le cercle décrit par la contreflèche de la grue basse doit être interdit au mouvement du chariot de la grue haute, caractérisé en ce que ledit système comporte des moyens de détection angulaire et des moyens de détection radiale dudit secteur de couronne interdit à bord de la grue haute et que la combinaison desdits moyens de détection angulaire et desdits moyens de détection radiale permet de commander une signalisation lumineuse à bord de la cabine de la grue haute et un dispositif de transmission par voie optique vers la cabine de la grue basse susceptibles d'alerter respectivement les grutiers de la grue haute et de la grue basse Selon une particularité de l'invention lesdits moyens de détection angulaire comportent un système d'alerte selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de détection angulaire comportent une surmultiplication mécanique d'une couronne d'orientation de ladite grue haute et entraînant une démultiplication mécanique par une roue dentée dont le nombre de dents est le même que celui de ladite couronne, la roue dentée comportant en surépaisseur une première came dont l'angle au centre et la position correspondent à ceux dudit secteur de couronne interdit ladite première came coopérant avec un premier microcontact électrique. Selon une autre particularité de l'invention lesdits moyens de détection radiale comportent une démultiplication mécanique d'une couronne d'entrainement du treuil du chariot de ladite grue haute et entratnant une surmultiplication mécanique par une roue dentée de détection radiale dont le rapport de réduction est n fois celui de ladite couronne d'entrainement n étant le nombre de tours de câble dudit treuil lorsque celui-ci est plein, ladite roue dentée de détection radiale comportant en surépaisseur une deuxième came dont l'angle au centre et la position correspondent à la largeur de couronne dudit secteur de couronne interdit ladite deuxième came coopérant avec un deuxième microcontact électrique. En se référant aux figures schématiques 1 à 3 ci-jointes, on va décrire ci-après un exemple de mise en oeuvre de la présente invention exemple donné à titre purement illustratif et nullement limitatif. La figure 1 représente un plan schématique d'implantation possible de deux grues sur le terrain. La figure 2 représente un dispositif électromécanique de détection du mouvement radial du chariot. La figure 3 représente un schéma de principe électrique de l'installation à bord de la grue haute. On voit sur la figure 1 une grue A dont on voit la projection de la mâture et constituée d'une flèche 1 et d'une contreflèche 2. La référence 3 représente le chariot de la grue A et la référence 4 le contrepoids d'extrémité. La grue A est apte à tourner dans le plan horizontal la contreflèche 2 décrivant un cercle fictif 5 et la flèche 1, un cercle fictif 6. Une autre grue B de hauteur moindre que la grue A comporte une mâture et un socle disposés dans le cercle 6. La flèche 7 de la grue B décrit un cercle 8 et la contreflèche 9 un cercle 10. La surface du cercle 10 ou plutôt un secteur de couronne 11 tangent au cercle 10 avec une marge de sécurité, doit être interdite au survol par la flèche 1 de la grue A selon un angle d'alerte d , angle au centre de la circonférence 6. De plus il faut que la projection du chariot mobile 3 n'empiète pas sur le secteur 11.Pour cela la portée radiale 12 du chariot ne doit pas dépasser la distance d d'extrémité qui est la largeur de la couronne du secteur 11. Ainsi la surface balayée par l'angle d'alerte d peut être réduite en combinant la détection d'angle avec la position du chariot. Sur la figure 2 on voit un exemple de détection radiale de la portée du chariot. Un treuil 13 de chariot disposé généralement sur la contreflèche de la grue A est mû électriquement pour dérouler ou enrouler le cible 14 de commande de position du chariot. Une couronne d'entraînement 15 ou bien des tétons d'entratnement disposés de part et d'autre de l'axe du treuil entrainent un pignon d'entrainement, par exemple de 12 dents entraînant un pignon intermédiaire de 48 dents solidaire d'un troisième pignon 12 dents entrainant une roue dentée 16 de 157 dents.Le but d'établir un rapport de réduction, dans cet exemple de 52,33/1 tel que la roue dentée soit une image de la longueur totale de la portée du chariot obtenue en multipliant la longueur du cylindre au treuil par le nombre n de tours de câble enroulé en spires jointives sur le treuil. Le nombre n de tours sur les grues classiques est de 50 environ. Sur la périphérie de la roue dentée 16 en surépaisseur est disposée une came 17 dont l'angle au centre et la position correspondent à la largeur de couronne d. La came 17 enclenche un microcontact électrique 18 lors de son passage devant celui-ci. Il est possible ainsi de détecter électriquement la position du chariot 3 dans la limite interdite. La détection angulaire de la grue A est réalisée électromécaniquement d'une manière semblable. Une couronne d'orientation de la grue disposée dans la mâture pouvant avoir 157 dents entraîne par exemple un pignon en nylon de 12 dents solidaire d'un pignon métallique de 12 dents également entraînant une roue dentée 161 de 157 dents. Dans ce cas, le rapport de réduction est de 1/1 et le nombre de dents de la couronne d'orientation est le même que celui de la roue dentée. Une came 171 semblable aux proportions près à la came 17 et assujettie par des vis, d'angle au centre et de position appropriée permet en enclenchant un autre microcontact 181 semblable au microcontact 18 de détecter la position angulaire interdite de la grue (même figure 2 pour la partie de détections électrique angulaire et radiale). Sur la figure 3 on voit qu'il existe deux sources d'alimentation à 220 volts et 48 volts existant dans la cabine de la grue. En parallèle sur la source 220 volts sont disposés en série les deux interrupteurs des deux microcontacts 18 et 181, un organe de clignotement 19 (constante de temps correspondant à trois impulsions à la seconde) et un relais 20. La mise en série des deux microcontacts 18 et 181 réalise une porte ET combinant les interdictions-angulaires et radiale d. Le relais 20 commande l'enclenchement des contacts 21 et 22 respectivement dans le circuit d'un phare 23 à faisceau concentré et de grande puissance (par exemple 150 watts) et dans le circuit d'un voyant 24 branché sur l'alimentation de 48 volts. Tous les composants électriques de la figure 3 sauf le phare 23 sont installés dans la cabine de la grue A.Le phare 23 est installé sur la mâture de la grue A à la même hauteur que la cabine de la grue B et éclaire des rétroviseurs disposés de part et d'autre de la cabine de B, et dirigés vers la contreflèche 9. Ainsi le grutier de B reçoit des signaux clignotants dans les rétroviseurs lorsqu'il tourne le dos à la grue A et que la flèche de celle-ci se trouve dans une position dangereuse. Le voyant 24 est installé dans la cabine de la grue A et par son clignotement attire, de même, dans ce cas l'attention du grutier de A. Afin de vérifier le bon fonctionnement de l'installation électrique un bouton de test 25 à deux contacts 25 et 26, le contact 25 étant en série avec un relais 27 lequel commande un contact 28 dans le circuit d'un voyant 29 (alimentation 48 volts), permet d'allumer le voyant 29. Si ce dernier est éteint on peut en conclure que l'alimentation électrique ne marche pas. En appuyant le bouton de test 25, le contact 26 s'enclenche et court-circuite les microcontacts 18 et 181 provoquant la mise en route du relais 20 et celle'dru phare 23 et du voyant 24 lesquels par leur clignotement indiquent le bon fonctionnement de l'organe clignoteur 19. En cas de défaillance de l'alimentation 220V, le relais 27 tombe, provoquant l'allumage du voyant 29 servant à indiquer le défaut d'alimentation 220V. Par contre le bon fonctionnement de l'alimentation se traduit par un voyant 29 normalement éteint. Il est évident que le système anti-collision tel que décrit peut comporter des variantes sans sortir du cadre de l'invention et fonctionner avec un seul système de détection, le système de détection angulaire par exemple sans faire intervenir le système de détection de position du chariot ou vice-versa. Par ailleurs, le meme principe pourrait être appliqué pour des interférences autres qu'entre flèche et contreflèche mais aussi pour les interférences flèche sur flèche ou flèche sur obstacle fixe tel que bâtiment, ligne électrique etc... Les applications sont du domaine de la sécurité dans le fonctionnement des dispositifs de levage tels que les grues. REVENDICATIONS 1/ Système d'alerte anti-collision entre grues à tour (A, B) comportant au moins une grue haute (A) et une grue basse (B) dont la mâture est disposée à ltextérieur ou à l'intérieur dtun cercle (6) de rayon égal à la flèche (1) de la grue haute (A) et dont un secteur de couronne (11) entourant le cercle (10) décrit par la contreflèche (9) de la grue basse (B) doit être interdit au mouvement du chariot (3) de la grue haute, caractérisé en ce que ledit système comporte des moyens de détection angulaire i dudit secteur de couronne interdit à bord de la grue haute (A) et que lesdits moyens de détection angulaire permettent de commander une signalisation lumineuse (29) à bord de la cabine de la grue haute (A) et un dispositif de transmission par voie optique (23) vers la cabine de la grue basse (B) susceptibles d'alerter respectivement les grutiers de la grue haute ( ) et de la grue basse (B). 2/ Système d'alerte anti-collision entre grues à tour (A, B) comportant au moins une grue haute (A) et une grue basse (B) dont la mature est disposée à l'extérieur ou à l'intérieur d'un cercle (6) de rayon égal à la flèche (1) de la grue haute (A) et dont un secteur de couronne (11) entourant le cercle (10) décrit par la contreflèche (9) de la grue basse (B) doit etre interdit au mouvement du chariot (3) de la grue haute, caractérisé en ce que ledit système comporte des moyens de détection radiale (d) dudit secteur de couronne interdit à bord de la grue haute (A) et que lesdits moyens de détection radiale (d) permettent de commander une signalisation lumineuse (29) à bord de la cabine de la grue haute (A) et un dispositif de transmission par voie optique (23) vers la cabine de la grue basse (B) susceptibles d'alerter respectivement les grutiers de la grue haute (A) et de la grue basse (B). 3/ Système d'alerte anti-collision entre grues à tour (A, B) comportant au moins une grue haute (A) et une grue basse (B) dont la mâture est disposée à l'extérieur ou à l'intérieur d'un cercle (6) de rayon égal à la flèche (1) de la grue haute (A) et dont un secteur de couronne (11) entourant le cercle (10) décrit par la contreflèche (9) de la grue basse (B) doit être interdit au mouvement du chariot (3) de la grue haute, caractérisé en ce que ledit système comporte des moyens de détection angulaire et des moyens de détection radiale (d) dudit secteur de couronne interdit à bord de la grue haute (A) et que la combinaison desdits moyens de détection angulaire et desdits moyens de détection radiale (d) permet de commander une signalisation lumineuse (29) à bord de la cabine de la grue haute (A) et un dispositif de transmission par voie optique (23) vers la cabine de la grue basse (B) susceptibles d'alerter respectivement les grutiers de la grue haute (A) et de la grue basse (B). 4/ Système d'alerte selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de détection angulaire comportent une surmultiplication mécanique d'uné couronne d'orientation de ladite grue haute et entratnant une démultiplication mécanique par une roue dentée (161) dont le nombre de dents est le même que celui de ladite couronne, la roue dentée comportant en surépaisseur une première came (171) dont l'angle au centre et la position correspondent à ceux dudit secteur de couronne interdit ladite première came (171) coopérant avec un premier microcontact électrique (181). 5/ Système d'alerte selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens-de détection radiale (d) comportent une démultiplication mécanique d'une couronne d'entrarnement (15) du treuil du chariot de ladite grue haute (A) et entraînant une surmultiplication mécanique par une roue dentée (16) de détection radiale dont le rapport de réduction est n fois celui de ladite couronne d'entraSne- ment (15) n étant le nombre de tours de câble dudit treuil lorsque celui-ci est plein, ladite roue dentée (16) de détection radiale comportant en surépaisseur une deuxième came (17) dont l'angle au centre et la position correspondent à la largeur de couronne dudit secteur de couronne interdit ladite deuxième came (17) coopérant avec un deuxième microcontact électrique (18). 6/ Système d'alerte selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite combinaison des moyens de détection angulaire t et radiale (d) est réalisée par la mise en série électrique desdits premiers (181) et deuxième microcontacts (18) électriques commandant l'alimentation d'un relais électrique (20). 7/ Système d'alerte selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit relais électrique (20) commande l'alimentation d'un voyant de sécurité (24) disposé dans la cabine de la grue haute (A) et d'un phare de puissance (23) installé sur la mâture de la grue haute (A) à l'horizontale de la cabine de la grue basse (B) et éclairant au moins un rétroviseur disposé sur le côte de la cabine de la grue basse (B) face à sa contreflèche (9).