Brevet FR2633268A1 — publié le 19891229

La présente invention est relative à un système limiteur de couple ou de moment pour des engins de levage. La présente invention se propose d'apporter un système apte à réagir en temps réel par rapport à un moment exercé par un état de charge déterminé, sur la tourelle d'un engin de levage, de manière à empêcher ou dissuader l'utilisateur de faire effectuer à l'engin de levage des mouvements susceptibles d'aggraver cet état de charge. La présente invention s'applique plus particulièrement sans pour autant y être limitée, aux grues mobiles, grues auxiliaires, nacelles ou équivalents. L'idée à la base de la présente invention consiste à interpréter de façon numérique l'effort qui est appliqué dans le ou les vérins de levage du bras de l'engin de levage, ainsi que la valeur relative du bras de levier de ce ou de ces vérins de levage par rapport à l'axe d'articulation du bras puis d'exploiter ensuite l'information numérique après traitement de manière à limiter les mouvements de la grue sans toutefois l'immobiliser ou la bloquer, afin de permettre un retour des conditions de fonctionnement dans l'abaque normal donné par le constructeur. On comprend que le dispositif selon la présente invention répond à une double preoccupation, d'une part assurer la sécurité d'un engin de levage et d'autre part maintenir la fiabilite de cet engin, même dans des conditions proches des zones dangereuses de fonctionnement telles que définies par le constructeur. En conséquence, cette invention a pour objet un système limiteur de couple ou de moment pour engins de levage tels que notamment grues mobiles, grues auxiliaires, nacelles ou dérivés, caractérisé en ce qu'il comprend - des moyens assurant la lecture des différents paramètres qui permettent de calculer le couple ou le moment exercés à tout instant sur la tourelle de l'engin de levage par un état de charge déterminé; - un calculateur électronique assurant l'intégration des valeurs recueillies par lesdits moyens de mesure et de lecture et permettant le calcul du couple ou du moment en délivrant une information binaire Q0" ou "1" indiquant si l'on est dans l'abaque de charge défini par le constructeur ou en dehors de cet abaque, et - un système hydraulique recevant l'information délivrée par ledit calculateur et agissant sur le dispositif de commande de l'engin de levage afin 2 2633268 de ralentir ou éventuellement d'interdire tout mouvement susceptible d'aggraver l'état de charge lorsque l'information d!livree est "". Selon un mode de réalisation préfere de la présente invention, lesdits moyens de lecture sont constitues par un ensemble d'inclincmetres proportivnneis permettant la détermination de la position angulaire du bras articulé de l'engin de levage et de celle de son vérin de commande, ou par un système de lecture optique d'une micro-gravure réalisée sur la tige du vérin de commande et permettant d'en connaître la course à un instant consideré ou par un débit-metre positionne de manière à mesurer les variations du volume du fluide hydraulique dans le cylindre ou des vérins. Selon ur. autre exemple de réalisation préféré de cette invention, ledit svstème hydraulique comprend une électrovanne qui dévie le débit nominal de la pzmpe hydrauique alimentant l'eninr. de levage, générant les mouvements vers le réservoir de fluide hydraulique, tout en maIntenant la pression d'utilisation dans le circuit, ce déetit étant devié vers un moyen limiteur de débit afin de ne laisser passer vers les mcu vem-nts qu'un faib e de it de fuite permettant un deil cement tre- lirite du bras de l'enrin de levage. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la descri.ion faite ci-atrès en réferenre au dessin annexe oui en illustre un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur le dessin: La figure 1 représente en élévation latérale une grue à laquelle est appliqué le système limiteur de couple objet de la présente invention et La figure 2 est un schéma illustrant le système limiteur de couple selon l'invention. On se réfère en premier lieu à la figure 1. Sur cette figure, on a représenté la charge P manipulée par le crochet de la grue et qui est situé à une distance D par rapport à l'axe de rotation de la tourelle T de cette grue. Le couple M exercé sur la tourelle T par la charge est M =P x D. L'image du couple M sur la tourelle est donc M = P x l = PI x S1 x d Pi est la valeur de la pres-sicon du fluide hydraulique dans le verin V de commande du premier bras articulé de ia grue; S1 est la sur!ace d'acticn de la 3 2633268 pression hydraulique dans ce vérin V, cette surface est bien entendu conr. stante et d représente le bras de levier (variable) d'application de la force hydraulique sur le premier bras articulé de la grue, comme on l'a représenté sur la figure 1. Par conséquent, la valeur qui doit être calculée afin de connaltre a tout instant le moment M appliqué par- la charge P sur la tourelle T pour un etat de charge déterminé, est d x P1 (en tenant compte du fait que la surface SI est une constante). Cette valeur peut donc être calculée à partir des positions angulaires al, a2, a3 du premier bras articulé de la grue, comme représenté sur la figure 1 ou à partir de. la course Cl de la tige du vérin de levage V ou à partir du volume Ql du fluide hydraulique contenu à l'instant déterminé dans le cylindre de ce vérin V. Selon la présente invention, ai, a2 ou a3 peuvent être lus à l'aide d'un système classique d'inclinomeétres proportionnels, C1 peut être lu à partir d'une lecture optique d'une micro-gravure réalisée sur la tige du vérin V et Q1 peut être lu à partir d'un débit-mètre se recalant automatiquement en butée de fin de course du vérin V. On a représenté de façon schématique sur la figure 2 un exemple de réalisation d'un système limiteur de couple selon la présente invention. Les différentes variables al, a, a3, C1, Q1 permettant comme or. l'a vu ci-dessus de connaître à tout instant le moment M appliqué sur la tourelle de la grue sont donc déterminées par les moyens précisés ci- dessus et. les signaux obtenus sont transmis à un calculateur électronique qui permet d'intégrer les valeurs obtenues pour délivrer une information '0" ou 1l" signalant que l'on est dans l'abaque de charge ou hors de l'abaque de charge défini par le constructeur. Ainsi qu'on l'a déjà indiqué, cette information est utilisée pour ralentir ou interdire tout mouvement de la grue susceptible d'aggraver son état de charge. Dans l'exemple de réalisation non limitatif illustré par la figure 2, l'information émise par le calculateur est délivrée à une électrovanne A au travers de laquelle s'effectue l'alimentation en pression d'utilisation Fu du vérin de levage V, à partir d'une pompe- hydraulique Q. Selon l'invention, le circuit hydraulique comporte une dérivation D sur laquelle on a interpose un limiteur de débit L. On comprend que l'information délivrée par le calculateur dévie le débit nominal de la pompe hydraulique Q, qui génère les mouvements vers le réservoir de fluide hydraulique, tout er. maintenant la pression d'utilisation Pu dans le circuit, ne laissant passer vers les mouvements qu'un débit de fuite, 4 2633268 grace au limiteur de débit L, permettant un déplacement extrêmement limite, par exemple d'ordre milimétrique, des éléments mobiles de la grue. Le signal électrique délivré par le calculateur est donc utilisé pour agir sur le systeme hydraulique AL, de maniere a diminuer considérablement le débit utilisable pour les mouvements de la grue, afin que le temps nécessaire pour effectuer des mouvements avec les bras de manutention de cette grue devienne important pour l'utilisateur, ce qui le dissuade de dépasser les limites de resistance de la grue fixées par l'abaque de charge donné par le constructeur. Le système objet de la présente invention remplit bien le double objectif de fiabilité et de sécurité qu'il s'est fixé étant donné que les mouvements effectués par les bras de manutention de l'engin de levage aux approches des zones dangereuses définies par le constructeur se font à très petite vitesse, ce qui permet d'éviter les mouvements d'inertie néfastes à l'engin de levage et en particulier à sa stabilité. Il demeure bien entendu que la présente invention n'est nullement limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés ici mais qu'elle en englobe toutes les variantes. 2633268 REVENDICATlONS 1- Système limiteur de couple ou de moment pour engins de levage tels que notamment grues mobiles, grues auxiliaires, nacelles ou dérivés, caractérise en ce qu'il comprend: - des moyens assurant la lecture desdifférents paramètres (1al, a2, a3, C1, Q1) qui permettent de calculer le couple ou le moment d'aggraver l'état de charge lorsque l'information délivree est "1". 2- Systeme limiteur de couple selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de lecture sont constitués par un ensemble d'inclinometres proportionnels permettant la détermination de la position angulaire (al, a2, a3) du bras articulé de l'engin de levage et de celle de son vérin de commande (V). 3- Système limiteur de couple selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits moyens de lecture sont constitués par un système de lecture optique d'une micro-gravure réalisée sur la tige du vérin de commande (V) et permettant d'en connaître la course (C1) à un instant considéré. 4- Système limiteur de couple selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens de lecture sont constitués par un débit-mètre positionné de manière à mesurer les variations du volume (Q1) du fluide hydraulique dans le cylindre ou les cylindres du ou des vérins de commande (V) de l'engin de levage, ce débitmètre se recalant automatiquement en butte de fin de course du ou des vérins. 5- Systeme limiteur de couple selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit système hydraulique comprend une eiectrovanne (A) qui dévie le débit nominal de la pompe hydraulique (Qa o1 3e al ap UTEua,T ap seiq np ajuTj g ça=; aamaDPjiap un;ue;;asIId aD;in; ap;+i:qp -3RTE; unnb SZeamaAnou sel s,3A :scsd lassiet au ap ul;e (a) Tqap ap naiTmuI ua/ou un siea.Tap %u; %.qep a_ ':;naDI ai sugp uo;wes.I. 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