Brevet FR2536733A1 — publié le 19840601

L'invention concerne les appareils du type des grues à flèche à bras articulés ou télescopiques permettant le levage ou la manutention de charges au grappin, au treuil- crochet ou au crochet Elle concerne plus particulièrement un dispositif assurant l'équilibrage automatique de la flèche de telles grues en fonction de la variation de la portée de cette flèche. Dans les appareils connus de ce genre, la flèche de grue est généralement articulée sur la tourelle, sans équilibrage, le contrepoids'étant luimême fixé sur la tourelle Dans ce cas, le contrepoids ne sert en fait qu'à réduire le moment de renversement mais d'une valeur fixe et sans compensation en fonction de la portée de la flèche De plus, les vérins de levage du bras principal ou du bras auxiliaire doivent assurer à la fois le levage de la charge, de la flèche et de l'organe de préhension de la charge. L'invention a pour objet d'éviter les inconvénients mentionnés ci-dessus des appareils connus et, à cet effet, elle propose d'équiper la flèche de grue d'un dispositif assurant automatiquement l'équilibrage de cette flèche en fonction de la variation de sa portée. Selon l'invention, le bras principal de flèche, qui est prolongé à une extrémité par un bras auxiliaire mobile sous l'action d'un moyen de commande, est relié à son autre extrémité à un contrepoids également mobile sous l'action d'un moyen de commande, et une liaison est réalisée entre les moyens de commande du bras auxiliaire et du contrepoids pour assurer automatiquement un déplacement du contrepoids proportionnel au déplacement du bras auxiliaire en réalisant ainsi à volonté,quelle que soit la position du bras' auxiliaire, un équilibrage total ou partiel de la flèche. Le dispositif selon l'invention permet de plus de réduire considérablement les puissances des organes moteurs et récepteurs nécessaires aux mouvements de la charge, et donc de réduire les consommations d'énergie. Selon une forme de réalisation préférée de l'inven- tion, les moyens de commande du bras auxiliaire et du contrepoids sont constitués chacun par un vérin hydraulique, une chambre de l'un de ces deux vérins étant reliée en BNSDOCID: 2 2536733 série à une chambre de l'autre vérin alors qu'un distributeur permet sélectivement soit de relier à une alimentation en fluide sous pression l'autre chambre du vérin de-commande du bras auxiliaire et de mettre en communication l'autre chambre du vérin de commande du contrepoids avec le réservoir de fluide, soit inversement de relier l'autre chambre du vérin de commande du contrepoids à l'alimentation en fluide sous pression et de mettre en communication ladite autre chambre du vérin de commande du bras auxiliaire avec le réservoir. La valeur du contrepoids étant calculée en fonction du poids propre des éléments de la flèche (y compris le moyen de préhension tel que grappin ou moufle qu'elle supporte) et en fonction des bras de levier, les mouvements synchronisés du bras auxiliaire et du contrepoids (par alimentation du vérin de commande de l'un d'eux au moyen du fluide hydraulique refoulé du vérin de commande de l'autre) permettent ainsi d'obtenir au choix un équilibrage total ou partiel de la flèche. On notera que le dispositif d'équilibrage selon l'invention peut aussi bien s'appliquer à des flèches à bras articulés qu'à des flèches à bras télescopiques. Pour bien faire comprendre le dispositif selon l'invention on décrira ciaprès, à titre d'exemples sans caractère limitatif, deux formes d'exécution préférées en référence au dessin schématique annexé dans lequel: la figure 1 est une vue de c Oté d'une flèche de grue à bras articulés, équipée du dispositif d'équilibrage automa- tique selon l'invention; et la figure 2 est une vue analogue pour une flèche de 3 o grue à bras télescopiques O En référence à la figure 1, on a représenté en 1 le socle de grue, en 2 la tourelle pivotante surmontant ce socle et en 3 le bras principal de flèche articulé vers son extrémité arrière à la tourelle 2, autour d'un axe horizon- tal 4, pour pouvoir pivoter dans un plan vertical sous la commande d'un vérin hydraulique 5 A l'extrémité avant du bras principal 3 est articulé, autour d'un axe horizontal 6, un bras auxiliaire 7 dont l'extrémité avant porte un moyen -de préhension constitué, dans l'exemple représenté, par un grappin 8 L'extrémité arrière coudée du bras auxiliaire 7 BNSDOCID: 3 253673 est solidaire de l'extrémité libre de la tige 9 d'un vérin hydraulique 10 dont le corps est articulé sur une chape 11 solidaire du bras principal 3. A l'extrémité arrière du bras principal 3 est articulé, autour d'un axe horizontal 12, un balancier 13 solidaire d'un contrepoids 14 Le balancier 13 est articulé- à une extrémité de la tige 15 d'un vérin hydraulique 16 dont le corps est fixé de façon pivotante à une chape 17 portée par le bras principal 3. On décrira maintenant le système d'alimentation hydraulique des vérins 10 et 16 A cet effet, on a représenté en 18 un réservoir de fluide hydraulique, en 19 une pompe reliée à ce réservoir et en 20 un distributeur hydraulique à trois positions A ce distributeur 20 abo Vtissent d'une part un conduit de pression 21 relié à la pompe 19 et un conduit de retour 22 relié au réservoir 18 et, d'autre part, un conduit 23 relié à la chambre 24 à section pleine du vérin 10 et un conduit 25 relié à la chambre 26 à section pleine du vérin 16 Un conduit 27 relie en série les chambres à section annulaire respectivement 28 et 29 des vérins 10 et 16 Le distributeur 20 peut prendre trois positions différentes c'est-à-dire: une position centrale (représentée au dessin) dans laquelle les conduits 23 et-25, aboutissant respectivement aux vérins 10 et 16, sont isolés de l'alimentation en fluide et du réservoir; une position correspondant à la partie de gauche (an regardant la figure) du distributeur, dans laquelle le conduit 23 menant à la chambre 24 du vérin 10 est relié à la pompe 19 et le conduit 25 menant à la chambre 26 du vérin 16 est relié au réservoir 18; une position correspondant à la partie de droite du distributeur (en regardant la figure) dans laquelle, à l'inverse, la chambre 24 du vérin 10 est reliée au réservoir 18 et la chambre 26 du vérin 16 est reliée à la pompe d'alimentation 19. On expliquera maintenant le fonctionnement du dispo- sitif En supposant qu'il désire procéder à uz allongement de la portée de la flèche, l'opérateur place alors le distri- BNSDOCID: 4 2536733 buteur 20 dans la position correspondant à sa partie de droite en regardant la figure 1, de sorte que la chambre 26 du vérin 16 se trouve alimentée en fluide sous pression et, par déplacement de la tige 15, produit simultanément un basculement du contrepoids 14 et, en raison de la liaison entre les chambres 29 et 28 des vérins 16 et 10, un soulè- vement du bras auxiliaire 70 Comme la valeur du contrepoids 14 est calculée en fonction du poids propre des éléments de la flèche et du grappin 8, et en fonction des bras de levier, la flèche se trouve donc équilibrée en permanence (en tota- lité ou partiellement), sur l'ensemble formé par le socle 1 et la tourelle 2 Lorsque la position d'allongement désirée de la flèche est atteinte, le distributeur 20 est ramené dans sa position intermédiaire et les opérations de levage et de descente de la charge sont alors assurées par le vérin 5. S'il se trouve, inversement, que l'opérateur décide de procéder à une réduction de la portée de la flèche, il lui faudra alors placer le distributeur 20 dans la position correspondant à sa partie de gauche en regardant la figure 1. La chambre 24 du vérin 10 est alors alimentée, ce qui produit le basculement du bras auxiliaire 7 et simultanément, par la liaison de la chambre 28 de ce vérin avec la chambre 29 du vérin 16, ce qui assure le relevage du contrepoids 14 pour assurer l'équilibrage automatique. La forme d'exécution de la figure 2 ne diffère principalement de celle de la figure I que par le fait que le bras auxiliaire 7 est monté pour coulisser de façon téles- copique à l'intérieur du bras principal 3, sous l'action du vérin hydraulique 10 ' On a aussi remplacé le grappin 8 de la figure 1 par un système avec treuil 30 et moufle 31 Le dispositif de commande hydraulique est pratiquement le même que celui de la figure 1, si ce n'est que le conduit 23 ' relie le distributeur 20 à la chambre à section annulaire 28 ' du vérin 10 ',alors que le conduit 27 relie ensérle la chambre à section pleine 24 ' du vérin 10 ' et la chambre à section annulaire 29 ' du vérin 16 ' De façon analogue, pour augmenter la portée de la flèche, l'utilisateur placera le distribu- teur 20 dans sa position correspondant à sa partie de droite en regardant la figure 2 ce qui provoquera simultanément BNSDOCID: 2536733 le basculement du contrepoids 14 et la sortie du bras auxiliaire télescopique 7 en assurant l'équilibrage automa- tique Inversement, pour réduire la portée de la flèche, l'utilisateur placera le distributeur 20 dans sa position correspondant à sa partie de gauche en regardant la figure 2, assurant simultanément la rentrée du bras auxiliaire 7 et le relevage du contrepoids 14. On comprendra que la description ci-dessus n'a été donnée qu'à titre d'exemple, sans caractère limitatif, et que des adjonctions ou des modifications constructives pourraient y être apportées sans sortir du cadre de l'inven- tion'définie par les revendications -qui suivent, BNSDOCID: 25367 33 R E V E N D I C A T I 0 N S. 1 Flèche de grue à portée variable comprenant un bras principal monté pour pivoter sur une tourelle de support, un bras auxiliaire prolongeant le bras principal à une extrémité de celui-ci et mobile par rapport au bras principal sous l'action d'un moyen de commande, et un contrepoids fixé à l'autre extrémité du bras principal et mobile par rapport à celui- ci, caractérisée par un toyen de commande ( 16) associé audit contrepoids ( 14) pour assurer le déplacement de celui-ci et par une liaison ( 27) entre le moyen de commande ( 10) du bras auxiliaire ( 7) et le moyen de commande ( 16) du contrepoids( 14) assurant automatiquement une variation de la portée du contre- poids en fonction de la variation de la portée de la flèche et produisant ainsi l'équilibrage de la flèche par déplacements proportionnels des centres de gravité de ces deux éléments O T, 14). 2 Flèche de grue selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le moyen de commande ( 10) du bras auxiliaire ( 7) et le moyen de commande ( 16) du contrepoids ( 14) sont constitués par deux vérins hydrauliques reliés en série. 3 Flèche de grue selon la revendication 2, caractéri- sée par le fait qu'un distributeur hydraulique ( 20), dans une première position, assure l'alimentation en fluide hydraulique de la chambre ( 26, 26 ') du vérin ( 16, 16 ') de commande du contrepoids ( 14) qui n'est pas reliée au vérin ( 10, 10 ') de commande du bras auxiliaire ( 7) alors que la chambre ( 24, 28 ') du vérin ( 10, 10 ') de commande du bras auxiliaire ( 7) qui n'est pas reliée au vérin ( 16, 16 ') de commande du contrepoids ( 14) est en communication avec un réservoir de fluide ( 18) et, dans une seconde position,' alimente en fluide la chambre ( 24, 28 ') du vérin ( 10, 10 ') de commande du bras auxiliaire ( 7) qui n'est pas reliée au vérin ( 16, 16 ') de commande du contre- poids ( 14) et met en communication avec le réservoir ( 18)la chambre ( 26, 26 ')du vérin ( 16,16 ') de commande du contrepoids non reliée au vrin ( 10, 10) de commande du bras auxiliaire. 4 Flèche de grue selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3, caractérisée par le fait que le bras auxiliaire ( 7) est articulé au bras principal ( 3). Flèche de grue selon la revendication 4, caracté- risée par le fait que les chambres à section annulaire BNSDOCI ( 28, 29) des vérins de commande ( 10, 16) sont reliées en série, alors que les chambres à section pleine ( 24, 26) de ces vérins sont reliées sélectivement à l'alimentation en fluide hydraulique ou au réservoir de fluide. 6 Flèche de grue selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3, caractérisée par le fait que le bras auxiliaire ( 7) est monté en coulissement télescopique à l'intérieur du bras principal ( 3). 7 Flèche de grue selon la revendication 6, caracté- risée par le fait que la chambre à section pleine ( 24 ') du vérin de commande ( 10 ') du bras auxiliaire ( 7) est reliée en série à la chambre à section annulaire ( 29 ') du vérin de commande ( 16 ') du contrepoids ( 14), alors que la chambre A section annulaire ( 28 ') du vérin de commande ( 10 ') du bras auxiliaire ( 7) et la chambre à section pleine ( 26 ') duvérin de commande ( 16 ') du contrepoids ( 14) sont reliées sélective- ment à l'alimentation en fluide hydraulique ou au réservoir de fluide. 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