Brevet FR2511995A1 — publié le 19830304

L'invention se rapporte à un dispositif de sécurité pour engin de levage tel un palan électrique et à l'engin de levage pourvu de ce dispositif. Dans les engins de levage, la charge est généralement suspendue à un lien, tel un cable ou une chaîne, s'enroulant sur un dispositif de commande, tel un tambour de treuil ou une roue à empreintes, qui, par l'intermédiaire d'une transmission et éventuellement d'un réducteur de vitesse, est relié à un moyen moteur. Afin de maintenir la charge à une hauteur donnée ou de freiner sa descente, ces engins comportent en outre, généralement sur leur arbre moteur en amont du réducteur, un frein dont l'action est commandée ou annulée sous le contrôle de l'opérateur. Malgré les sévères contrôles subis par les composants, les règles de sécurité cbligent à imaginer que pourrait néanmoins se produire une défaillance de l'opérateur mais aussi de l'un de ces composants, telle une rupture de l'arbre moteur ou d'un élément du réducteur de vitesse. Si, dans la chaîne cinématique, le composant défectueux se situe en amont du frein commandable par l'opérateur et que celui-ci s'en rend compte à temps pour commander le frein, les conséquences de cette défectuosité pourraient ne pas avoir de gravité. Si ledit composant se situe par contre en aval du frein, il n'y aura aucun moyen d'arrêter le chute de la charge. Un résultat que l'invention vise à obtenir est un dispositif de sécurité qui contrôle constamment la vitesse de descente de la charge et qui, dès qu'il détecte une vitesse anormale, intervient automatiquement au terme de la chaîne cinématique pour freiner sinon immobiliser ladite charge. A cet effet, l'invention a pour objet un tel dispositif de sécurité notamment caractérisé en ce qu'il comprend d'une part, un détecteur de vitesse anormale de la charge et d'autre part, un frein automatique d'urgence avec un moyen pour sa commande dès que l'information fournie par e dévecteur atteint un certain seuil. Elle a également pour objet l'engin de levage pourvu de ce dispositif. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-après faite à titre d'exemple non limitatif, en regard du dessin ci-annexé qui représente schématiquement - figure 1. : un palan électrique à cable pourvu de ce dispositif, - figure 2. : une coupe selon II-II de la figure 1, - figure 3. : à plus grande échelle, un détail de ce dispositif. En se reportant au dessin, on voit que le palan comprend une carcasse 1 formée de deux brides 2, 3 reliées entre elles par un tube central 4 et par des entretoises périphériques 5. Extérieurement, l'une des brides porte un moteur de levage 6 dont l'arbre 7, en passant dans le tube 4, traverse la carcasse puis entre dans le réducteur de vitesse 8 avant de parvenir à l'extrémité opposée du palan où il porte un disque 9 d'un frein dont l'action des mâchoires 10, 11, est contrôlée par un dispositif 12 commandé par l'opérateur. A l'intérieur du carter 8 du réducteur, l'arbre moteur 7 porte un pignon 13 d'attaque d'un train d'engrenage 14 dont l'arbre de sortie 15 pénètre dans la carcasse 1 en passant par un orifice excentré 16, prévu dans la bride correspondante 3. A l'intérieur de la carcasse 1, l'arbre 15 de sortie du train d'engrenage 14 du réducteur porte un pignon 17 engrenant dans la denture 18 taillée à l'intérieur d'une couronne 19 solidaire d'un tambour 20 qui, par exemple à l'aide de roulements 21, 22, est quidé en rotation autour du tube central 4. Sur ce tambour 20, sous l'action du moteur 6, s'enroule ou se déroule une extrémité 23 d'un cable 24 dont l'autre extrémité 25, après être passée dans une moufle, vient se fixer à un point fixe 27 d'une traverse 28 de la carcasse 1. Selon une caractéristique de ;'lnven-on, Ta carcasse 1 porte un détecteur 29 de vitesse anormale de la charge, tel une cellule reliée à un compteur analyseur comparant la vitesse normale à la vitesse réelle déterminée quand à elle à partir de la fréquence de passage d'éléments mobiles en synchronisme avec la charge, tels les dents 18 de la couronne 19 solidaire du tambour 20, qui constitue le terme de la chaine cinématique. Les informations de ce détecteur sont présentées à au moins une porte qui, à partIr d'un certain seuil de différence de vitesse, commande un freinage automatique d'urgence. A cet effet, la carcasse porte au moins un cliquet 30 coopérant avec au moins une roue à crochet 31 associée au tambour 20, qui constitue donc le terme de la chaîne cinématique, par une garniture de friction 32. En marche normale, le cliquet 30, qui est articulé autour d'un axe 33, est constamment tenu à l'écart de la roue à rochet, par exemple à l'aide d'un électro-aimant 34. Dès que le détecteur 29 commande un freinage automatique d'urgence, le cliquet est amené au contact de la roue de préférence par coupure de l'alimentation de l'électro-aimant 34. Le cliquet 30 bloque alors la roue à rochet 31. Grâce à ce mode préféré de réalisation de la commande de l'engagement du cliquet avec la roue par coupure de l'alimentation de ltélectro-aimant, la sécurité est totale puisque, même en cas de coupure de courant, la charge est bloquée. La garniture de friction 32 par laquelle la roue à rochet est associée au tambour, assure la progressivité du freinage. Afin que cette friction adhère avec force sur la face correspondante du tambour, l'ensemble que forment la roue à rochet 31 et la garniture 32 est scindé en au moins deux parties formant des mâchoires 35, 36, reliées entre elles par de forts éléments élastiques 37 communiquant aux dites mâchoires leur force de pression sur le tambour. Dans un mode préféré, afin de ne pas réduire la capacité Q enroulement du cable sur le tambour, sans pour autant en augmenter l'encombrement, ia garniture 32 prend appui sur un alésage du tambour 20 qui réalise donc lui-même le tambour du frein. A cet effet, cette garniture est fixée sur la face cylindrique extérieure d'une collerette 38 portée latéralement par la roue à rochet 31. Dans le plan 39 de jonction, les mâchoires 35, 36, portent chacune à leurs extrémités deux pattes 40, 41. Entre les pattes en vis à vis des mâchoires, est intercaié l'élement élastique 37 qui, par exemple, consistera en un empilage de rondelles coniques en acier à ressort. Pour faciliter le montage/démontage, est prévu un moyen 42 de pincement des pattes 40, 41, tel un boulon ou des écrous et une tige filetée enfilée dans les pattes et la pile de rondelles. Evidemment pour compléter l'action du frein automatique d'urgence, le détecteur 29 peut commander le frein normal. De même, l'information du détecteur peut être présentée à d'autres portes que celle commandant le frein d'urgence. Ces autres portes peuvent être réglées de manière telle que, dès la détection d'une vitesse anormale, qu'il s'agisse d'une sous vitesse ou d'une survitesse, d'importance moindre que celle commandant le freinage d'urgence, soit déjà commandée l'action du frein normal et/ou d'une alarme visuelle ou sonore. REVENDICATIOlsS 1. Dispositif de sécurité pour engin de levage dans lequel la charge est suspendue à un ien (24), Wel une chaîne ou un cable, s'enroulant sur un dispositif (20) de commande, tel une roue à empreintes ou un tambour, porté par une carcasse (1) et Qui, par intermédiaire d'une transmission (7) et, éventuellement d'un réducteur de vitesse (14), est relié à un moteur (6) ainsi que généralement à un frein commandable par un opérateur, lequel dispositif est CARACTERISE en ce Qu'il comprend d'une part, un détecteur (29) de vitesse anormale de la charge et d'autre part, un frein automatique d'urgence (30, 31, 32) avec un moyen (34) pour sa commande dès que l'Information fournie par le détecteur (29) atteint un certain seuil. 2. DispositIf de sécurité selon la revenaicatlon 1, caractérisé en ce que le détecteur comprend une cellule sensible au passage d'éléments (18) solidaires en rotation du dispositif (20) de commande de l'enroulement du lien (24). 3. Dispositif de sécurité selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ce frein comprend - au moins une roue à rochet (31) associée par une garniture de friction (32) au dispositif (20) de commande de l'enroulement du lien (24), - au moins un cliquet (30) porté par la carcasse (1) et commandé par un moyen (34) qui, d'une part, en marche à vitesse normale, tient le cliquet à l'écart de la roue à rochet et d'autre part, en cas de vitesse anormale, amène le cliquet (30) sur la roue à rochet (31) pour la bloquer. 4. Dispositif de sécurité selon la revendication 3 caractérisé en ce que le moyen (34) commandant le cliquet (30) est un électro-aimant qui ne tient ledit cliquet à l'écart de la roue à rochet que lorsqu'il est aiimenté. 5. Dispositif de sécurité selon l'une -quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'ensemble que forment la roue à rochet et sa garniture est scindé en au moins deux parties formant des mâchoires (35, 36) reliées entre elles par de forts éléments élastiques (37) communiquant aux dites mâchoires leur force de pression sur le dispositif t20) de commande de l'enroulement du lien (24). 6. Dispositif de sécurité selon l'une quelconque des revendications 3 à -5 caractérisé en ce que la garniture prend appui sur un alésage du dispositif (20) -de commande de l'enroulement du lien (24) et en ce qu'à cet effet elle est fixée sur la face cylindrique extérieure d'une collerette (38), portée latéralement par la roue à rochet (31). 7. Dispositif de sécurité selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'à leur jonction entre elles, les mâchoires (35, 36) portent des pattes en vis à vis (40, 41) entre lesquelles est intercalée au moins un élément élastiQue (37). 8. Dispositif de sécurité selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'à leur jonction entre elles les mâchoires (35, 36) portent un moyen (42) de pincement des pattes l'une sur l'autre. 9. Engin de levage caractérisé en ce qu'il comprend au moins un dispositif de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.