Brevet FR2596035A1 — publié le 19870925

DISPOSITIF POUR SURVEILLER ET LIMITER L'AIRE DE TRAVAIL DE GRUES-TOURS PIVOTANTES GUIDEES PAR RAILS La présente invention se rapporte à un dispositif pour surveiller et limiter l'aire de travail de grues-tours pivotantes guidées par rails et utilisées de préférence pour combler des brèches, l'aire de travail de ces grues devant être surveillée et éventuellement limitée en fonction des circonstances locales et de l'ouvrage réalisé, de telle sorte que la flèche de la grue n'entre pas en contact avec des objets disposés le long de l'installation à rails dans les limites du rayon d'intervention. Les grues sont des engins de levage qui, du fait de leur hauteur, de leur mobilité ainsi que du transport de grandes charges, sont équipés de dispositifs de sécurité particuliers assurant une sûreté technique ét une protection des travailleurs. Ainsi, un outrepassement de la fin de la voie de roulement est empêché par l'intermédiaire d'une sécurité électrique de fin de voie qui met le train de roulement de la grue à l'arrêt dans le sens dangereux . La grue est stoppée par l'intermédiaire d'un commutateur anémométrique en pré- sence d'une vitesse du vent de 10 m/s, et seul l'abaissement de la charge demeure autorisé. Du fait que la portance de la grue dépend de la position de la flèche, les positions extrêmes de cette flèche sont limitées électriquement. Une limitation électrique de levage, située en partie haute, empêche les chapes du crochet de venir buter contre la flèche, en protégeant ainsi le câble de levage.Une sécurité du moment de la charge limite le porte-à-faux et la force portante, soit sous la forme de la force de traction répercutée, soit à l'aide d'un disque à cames représentant le porte-àfaux et d'un mesureur de la force de traction. Le mécanisme de rotation est équipé de freins à frottement, de façon que la flèche puisse tourner dans le sens du vent en cas de tempête. Ces dispositifs de sécurité font partie de ltéquipement de base de grues, sans lequel ces dernières n' ont pas le droit d'être utilisées. Sur des chantiers de construction où l'on emploie des grues-tours pivotantes et où des routes, des chemins ou des voies ferrées s'étendent à l'intérieur des limites du rayon d'intervention de la flèche de la grue, une attention particulière doit être accordée au fait que, pour des raisons de sécurité, la charge suspendue à la grue ne doit en aucune circonstance balayer cette zone en surplomb. Egalement dans les cas où des bâtiments se trouvent à l'intérieur des limites du rayon d'intervention de la grue, il faut s'assurer que la flèche ou la charge suspendue ne vienne pas au contact de ces objets. Pour satisfaire à cette exigence, l'aire de travail de la grue est limitée optiquement au moyen de signaux visuels et d'alerte, de concert avec la technologie de montage sur le chantier et en prenant en considération les paramètres locaux. L'inconvénient réside alors dans le fait que les circonstances locales respectives régnant sur le chantier sont prises en considération seulement par contact visuel du grutier, l'ampleur de la limitation considérée de l'aire de travail étant alors hautement dépendante de considérations subjectives. C'est pourquoi, dans un dispositif connu (DE-B1 061 048), au moyen d'une unité de commande agissant exclusivement par voie mécanique, il est fait en sorte que, lorsque la flèche de la grue est mise en rotation dans un plan horizontal et menace de heurter un obstacle, il soit mis fin d'une manière correspondante à ce mouvement horizontal peu avant l'obstacle.Pour parvenir à cette fin, l'on fixe rigi- dement sur le chariot inférieur de la grue, dans une position correspondant à l'obstacle considéré, une piste curviligne qui sert de came et sur laquelle, lorsque la flèche me nace de se rapprocher de l'obstacle, un galet tournant en synchronisme avec cette flèche dans un plan horizontal roule et met ainsi fin au mouvement horizontal de ladite flèche. Toutefois, ce dispositif de limitation est d'une structure mécanique compliquée et il n'autorise une adaptation à différents chantiers que moyennant une grande complexité. De plus, il est désavantageux que ce soit seulement la mise à l'arrêt automatique de la grue qui signale au grutier qu'il a atteint l'aire de travail non tolérée. L'on connait par ailleurs un dispositif (DE-B-2 509 401) pour limiter l'aire de travail de grues pivotantes à flèches, dans lequel, par l'intermédiaire d'au moins un repère destiné à indiquer un obstacle dans la zone balayée en surplomb par la flèche, un dispositif de commande actionnable, prévu pour mettre le mécanisme de rotation à l'arrêt, est relié à un dispositif mesureur de l'angle de rotation horizontale de la flèche ainsi qu'à un dispositif mesureur de l'angle de pivotement vertical de cette flèche.Le dispositif de commande comprend alors un dispositif discriminateur et un gabarit coopérant avec ce dernier, lequel gabarit, consistant en un disque rotatif translucide, porte un repère d'obstacles sous la forme d'une reproduction du chantier à échelle réduite, et peut tourner en synchronisme avec la flèche en fonction des signaux de commande du dispositif mesureur de l'angle de rotation. Le dispositif discriminateur est variable par rapport au gabarit en fonction des signaux de commande du dispositif mesureur de l'angle de pivotement, et il est raccordé à la fois à un circuit de commutation d'alarme à relais et à un interrupteur d'arrêt d'urgence, en vue de l'immobilisation automatique de la grue. Il est au moins muni d'un élément photo-émetteur et d'un élément photosensible, qui sont disposés de part et d'autre du gabarit et se font mutuellement face. L'inconvénient de ce dispositif consiste en ce que seulement deux composantes de mouvement - c'est-à-dire les mouvements pivotant et rotatoire de la flèche - sont détectées, et en ce que seulement une limitation nécessaire dans Ce rayon de la flèche peut par conséquent être réalisée. Ce dispositif ne se prête pas à la limitation dey'aire de travail en prêsence de grues-tours pivotantes guidées par rails, car le déplacement de la grue ne peut pas être pris simultanément en compte en tant que troisième composante de mouvement. L'invention a pour objet d'éliminer les inconvénients existants et de limiter le rayon de la flèche le long du déplacement de la grue par rapport à l'axe des rails, en augmentant ainsi davantage la sécurité dans les limites de la zone du chantier considérée. L'invention vise à fournir un dispositif permettant, en association avec la simulation reproduite de la zone du chantier et avec la représentation à l'échelle de toutes les composantes de mouvement de la grue-tour pivotante, de signaler acoustiquement l'approche de la zone de travail interdite, ainsi que d'empêcher une poursuite du déplacement dans la direction périlleuse. Conformément à l'invention, cet objet est atteint par le fait que la position considérée de la grue-tour pivotante mobile sur les rails est reproduite à échelle réduite par l'intermédiaire d'un entrainement par broche muni d'un corps de base coulissant sur lequel, en vue de la simulation du mécanisme de rotation, l'entrainement en rotation est monté avec un arbre disposé perpendiculairement à la broche, la simulation de la position de la flèche étant reproduite à échelle réduite par l'intermédiaire d'un synchro-transmetteur dont la plaque d'assise est reliée rigidement à l'arbre de l'entraînement en rotation. L'arbre du synchro-transmetteur destiné à simuler la position verticale de la flèche est relié rigidement au joint- universel fixe d'un baladeur dont le tourillon cylindrique antérieur, reposant dans la fente prismatique d'un rail de guidage relié à la plaque d'assise du synchro-transmetteur, est réalisé sous la forme d'un détecteur opto-électronique. Les plaques réceptrices, montées de part et d'autre de l'entraînement par broche disposé horizontalement pour représenter les rails, et au-dessous du détec teur opto-électronique logé dans le baladeur, reçoivent le plan de situation de la zone de chantier considérée, dressé à échelle réduite. Sur le plan de situation, les zones respectives de travail, de sécurité et interdite pour la flèche de la gruetour pivotante sont symbolisées par trois couleurs à degrés de réflexion respectivement fort, moyen et faible. L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d'exemple nullement limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une vue en plan du dispositif dépourvu de plaque réceptrice la figure 2 est une élévation latérale de ce dispositif et la figure 3 est une vue en plan du dispositif comportant des plaques réceptrices et un plan de situation. Pour reproduire, à l'aide du dispositif, les composantes de mouvement de la grue-tour pivotante - position du train de roulement, position du mécanisme de rotation et position verticale de la flèche-, il est nécessaire que les positions naturelles des deux axes X, Y et la position du mécanisme de rotation (d'où résultent, en conjugaison avec l'axe Y, les rayons maximal r1 et minimal r2) soient retransmises à échelle conforme à un entraînement par broche 2 et, avec fidélité à l'angle, à un entrainement en rotation 4 et à un synchrotransmetteur 6 qui reposent sur un bâti de base 1. Les composantes de mouvement, simulées en synchronisme par l'intermédiaire de chaines de transmission synchronisée, servent à projeter analogiquement sur une surface le point de charge 13, 14 de la flèche. Le positionnement de la course de déplacement X a lieu par l'intermédiaire d'une roue mesureuse qui est montée sur le train de roulement de la grue-tour, et qui repose sur le rail par sa surface de roulement. L'axe de cette roue mesureuse est relié à un synchro-transmetteur, dont le début du mesurage se déroule à une extrémité de la course de déplacement X dont la position coincide avec la position analogique de l'entraînement par broche 2. Le mouvement du train de roulement de la grue provoque un actionnement analogique de l'entraînement par broche 2, qui fait coulisser son corps de base 3 dans l'une ou l'autre direction en fonction du sens de déplacement de ladite grue.L'entrainement en rotation 4, monté sur le corps de base coulissant 3 et se déplaçant en synchronisme avec le mécanisme de rotation de la grue, s'achève par son arbre 5 sur une plaque d'assise 7 à rotation conjointe du synchro-transmetteur 6. Un rail de guidage 9 avec sa fente prismatique 10 est relié rigidement à cette plaque d'assise 7. Le joint universel fixe 11 de l'une des branches d'un baladeur 12 est calé fermement sur l'extrémité d'un arbre 8 du synchro-transmetteur 6. Le baladeur 12 s'achève par son tourillon cylindrique 13, monté coulissant dans la fente prismatique 10 du rail de guidage 9. En fonction de la position verticale de la flèche, le synchro-transmetteur 6 imprime un mouvement synchrone au baladeur 12 et par conséquent aussi au tourillon cylindrique 13 au voisinage des rayons r1 - r2. Un détecteur optoélectronique 14 logé à l'intérieur du tourillon cylindrique 13 interprète, par l'intermédiaire d'un circuit d'interprétation, le degré de réflexion de trois couleurs comme par exemple le blanc, le rouge et le noir. Conformément à la figure 3, une plaque réceptrice respective 15 est montée au-dessus et au-dessous de l'entraîne- ment par broche 2, plaque dont l'interstice réservé au corps de base coulissant 3 matérialise simultanément des rails 20. L'on place sur ces plaques 15, d'après une échelle bien arrêtée, un plan de situation scindé 16 de la zone de chantier considérée, qui correspond également au rapport de démultiplication des composantes de mouvement entre le dispositif et la grue-tour pivotante. Des bâtiments et objets présents sont reproduits en noir, sous la forme d'une zone interdite 19, sur un fond blanc matérialisant une zone de travail 17. Autour de ces zones interdites 19 repérées en noir, l'on trace une zone de sécurité 18 en une couleur à degré de réflexion moyen, par exemple en rouge. Une fois ce repère rouge 18 atteint par le détecteur opto-électronique 14 se déplaçant au-dessus du plan de situation 16, un signal d'intervalle acoustique retentit en tant qu'alerte pour le grutier. Lors de la pénétration dans les zones interdites 19 repérées en noir, un signal permanent retentit et le déplacement dans la direction périlleuse est interrompu. Ensuite, le grutier peut ramener la flèche ou le train de roulement en direction de la zone de travail tolérée 17. Lorsque la grue-tour pivotante doit être utilisée sur d'autres chantiers de construction, il suffit de dresser un nouveau plan de situation 16 correspondant au chantier, puis d'harmoniser le début du mesurage pour la course de déplacement X avec l'entraînement par broche 2. Le dispositif est monté à l'intérieur d'un boitier dans lequel le plan de situation 16 éclairé frontalement, ainsi que les éléments nécessaires pour représenter la position de la flèche, sont installés de manière visible. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour surveiller et limiter l'aire de travail de grues-tours pivotantes guidées par rails, qui comprennent une flèche pouvant pivoter dans un plan vertical et à laquelle une rotation peut être imprimée dans un plan horizontal par l'intermédiaire d'un mécanisme de rotation, ainsi qu'un train de roulement assujetti aux rails et dont les positions sont retransmises au dispositif par l'intermédiaire de chaînes de transmission synchronisée, dispositif caractérisé par le fait que la position considérée de la grue-tour pivotante mobile sur les rails est reproduite à échelle réduite par l'intermédiaire d'un entraînement par broche (2) muni d'un corps de base coulissant (3) sur lequel, en vue de la simulation du mécanisme de rotation, I'entrai- nement en rotation (4) est monté avec un arbre (5) disposé perpendiculairement à la broche, la simulation de la position de la flèche étant reproduite à échelle réduite par l'intermédiaire d'un synchro-transmetteur (6) dont la plaque d'assise (7) est reliée rigidement à l'arbre (5) de l'entrai- nement en rotation (4). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'arbre (8) du synchro-transmetteur (6) destiné à simuler la position verticale de la flèche est relié rigidement au joint universel fixe (11) d'un baladeur (12) dont le tourillon cylindrique antérieur (13), reposant dans la fente prismatique (10) d'un rail de guidage (9) relié à la plaque d'assise (7) du synchro-transmetteur (6), est réalisé sous la forme d'un détecteur opto-électronique (14). 3. Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les plaques réceptrices (15), montées de part et d'autre de l'entraînement par broche (2) disposé horizontalement pour matérialiser les rails (20), et audessous du détecteur opto-électronique (14) logé dans le baladeur (12), reçoivent le plan de situation (16) de la zone de chantier considérée, dressé à échelle réduite. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que, sur le plan de situation (16), les zones respec tives de travail, de sécurité et interdite (17, 18, 19) pour la flèche de la grue-tour pivotante sont symbolisées par trois couleurs à degrés de réflexion respectivement fort, moyen et faible.