Brevet FR2640950A1 — publié le 19900629

Dispositif dynamométrique pour grues à flèche L'invention est particulièrement applicable aux grues à, flèche dans lesquelles il est important d'assu- rer la stabilité au renversement pendant l'utilisation et une protection de la flèche contre les surcharges. On connaît déjà des dispositifs de sécurité de surcharge pour grues télescopiques qui comprennent des capteurs destinés à capter le porte-àfaux et la charge et un calculateur analogique qui comparent continuelle- ment les valeurs de consigne fixées à l'avance aux va- leurs réelles et déclenchent un signal de surcharge en présence d'une surcharge. Un inconvénient de ces disposi- tifs consiste en ce que les forces qui s'exercent dans le plan horizontal ne sont pas captées. On se référera par exemple en celà à DE-A-2 105 641 (CIB B 66 C; 23/90). On connaît par ailleurs un dispositif dynamomé- trique qui mesure les composantes de la force de la flè- che dans le plan vertical aussi bien que dans le plan ho- rizontal. La mesure de la flexion latérale de la flèche qui peut être due, par exemple à la pression du vent ou au freinage ou à l'accélération du mouvement de rotation de la grue à flèche, est assurée ici par l'axe de la flè- che qui constitue l'axe de mesure, sur lequel sont agen- cés sensiblement dans deux plans des extensomètres qui sont montés en pont de Wheatston. Des inconvénients ré- sultent de l'usure due au mouvement de rotation, de l'en- crassage et du défaut de précision dQs à l'utilisation d'un palier ouvert, de la conformation compliquée des axes et des dispositions particulières qu'il est néces- saire de prendre pour le montage des lignes de mesure, en raison de la présence d'un axe mobile. On se référera par exemple en celà à DE-A-2 937 735 (CIB B66 C; 23/90). Le bit de l'invention est de créer avec une fai- ble dépense un dispositif dynamométrique fiaDie, monté dans une disDosition protégée, peu sujet à l'usure, et capable d'améliorer la stabilité de la grue a flèche. L'invention se donne pour but de capter, en suo- plément de la composante de force verticale, également la composante de force horizontale de la contrainte impo- sée à la flèche. En même temps, pour éviter l'usure, les organes de mesure ne doivent pas être disposés sur les axes du palier de la flèche qui sont soumis à une forte contrainte. L'invention vise à utiliser pour le disposi- tif dynamométrique des composants traditionnels qui n'exigent aucun traitement ni usinage supplémentaire. Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait que, dans une grue à flèche, des dispositifs de mesure destinés à capter les forces horizontales qui agissent de l'extérieur sur la grue à flèche sont inter- posés entre la partie supérieure tournante de la grue et le mécanisme de rotation. Plus précisément, la présente invention propose un dispositif dynamométrique pour grues àflèche dans lequel des éléments de mesure en forme de tiges, munis d'extensomètres sont agencés pour la mesure de la force dans le palier de la flèche et les extensomètres connec- tés en pont de Wheatston émettent des signaux qui sont envoyés à l'analyse et à l'affichage, caractérisé en ce qu'au moins un élément de mesure est agencé sur les éléments de transmission des forces du mécanisme de rotation ou sur les éléments de fixation du mécanisme de rotation sur la partie supérieure de la grue. Selon un aspect de l'invention, une capsule dynamométrique est intercalée, en qualité d'élément de mesure, entre la partie supérieure de la grue et le mécanisme de rotation. La capsule dynamométrique est disposée horizontalement et elle est montée à l'aide de tiges sur le chassis de la partie tournante de la partie supérieure de la grue et sur le carter du mécanisme de rotation. Les forces extérieures qui agissent sur la flè- cne de la grue et les forces horizontales qui sont is- sues d'une inclinaison transversale de la grue ainsi que de l'accélération ou de la décélération de la partie su- périeure tournante de la grue agissent sur la caDsule dy- namométrique sous la forme d'une force de traction ou de compression. Les signaux électriques issus de la capsule dynamométrique sont transmis pour le traitement et/ou l'affichage à l'aide de procédés d'analyse qui ne seront pas décrits en détail. Selon un autre aspect de l'invention,. un élément de réaction de couple est intercalé entre le mécanisme de rotation et la partie tournante de la par- tie supérieure tournante de la grue et cet élément est agencé en tant que tige de mesure équipée d'extensomè- tres. Les signaux issus de la déformation des extensomè- tres sont analysés d'une façon connue pour subir un trai- tement ultérieur. Les tiges de mesure sont montées sur le mécanisme de rotation sur un seul c6té, ou à raison de deux mutuellement décalées de 180 autour du mécanisme de rotation. Pour réduire la résistance de frottement, le mécanisme de rotation peut être monté dans un roulement. Un autre aspect de l'invention consiste à monter les exten- somtres formant éléments de mesure, connectés en pont de Wheatston d'une façon connue, sur le bout d'arbre du mo- teur d'entratnement du mécanisme de rotation ou de son réducteur et à tirer de la déformation des extensomè- très des signaux correspondants à la variation du couple pour les envoyer à un traitement ultérieur. Sur le dessin, on a représenté un exemple avan- tageux de réalisation de l'invention. La figure 1 est une représentation d'une capsu- le dynamométrique montée sur le mécanisme de rotation; la figure 2 est une représentation de l'agence- ment de l'élément de réaction de couple du mécanisme de rotation; - la figure 3 est une représentation des extenso- mètres montés sur le bout d'arbre du moteur du mécanisme de rotation; la figure 4 montre un agencement de tiges de me- sure sur le mécanisme de rotation, dans des positions dé- calées de 180 . Selon la figure 2, le dispositif est composé d'un mécanisme de rotation 1 qui est fixé verticalement sur une partie supérieure 2 de la grue. Le mécanisme de rotation 1 fait saillie à travers le chassis 3 de la par- tie tournante de la grue et il est en prise par son pi- gnon de sortie 4 dans la denture de la couronnede trans- mission de rotation -à billes 5. La partie supérieure 2de la grue est arrêtée en rotation au moyen du frein 6. Selon l'inven- tion, et comme on l'a représenté sur la figure 1, une capsule dynamométrique 7 est interposée horizontalement entre le châssis 3 de la partie tournante de la grue et le mécanisme de rotation 1. Chaque action de force résul- tant de forces extérieures qui s'exercent sur la flèche, ou de forces provenant de l'inclinaison transversale d'ensemble de la grue à flèche, ou de forces d'accéléra- tion ou de décélération engendre une force de réaction qui s'exerce sur la fixation 8 du mécanisme de rotation 1 contenu dans le ch&ssis de la partie tournante de la grue. Cette force de réaction est captée par la capsule dynamométrique 7 et analysée. Sur la figure 2, on a représente une vue de cô- té du mécanisme de rotation 1. Dans cette variante de réalisation, on a indiqué un élément de réaction de cou- ple 9, qui est constitué par une tige de mesure 10. Cet- te tige de mesure 10 est munie d'extensomètres Il qui sont montés en pont de Wheatston. La figure 3 montre la disposition des extensomè- tres 11 sur le bout d'arbre 12du noteur13 dumécanisme de rotation. Sur la figure 4, on a représenté une variante de l'agencement de tiges de mesure 10. Deux de ces tiges sont agencées sur le mécanisme de rotation dans des positions mutuellement décalées de 180 . L'avantage de la solution apportée par l'inven- tion consiste en ce que, dans le cas de grues à flèche sujettes & des risques de renversement, les forces hori- zontales qui agissent sur la grue à flèche sont captées. REVEND I C A TIONS 1. Dispositif dynamométrique pour grues - flé- che dans lequel des éléments de mesure en forme de tiges, munis d'ex- tensomètres sont agencés pour la mesure de la force dans le palier de la flèche et les extensomètres connectés en pont de Wheatston émettent des signaux qui sont envoyés à l'analyse et à l'affichage, caractérisé en ce qu'au moins un élément de mesure est agencé sur les éléments de transmission des forces du mécanisme de rotation (1) ou sur les éléments de fixation du mécanisme de rotation (1) sur la partie supérieure (2) de la grue. 2. Dismositif dynamométrique pour grues à flè- cne selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une capsule dynamométrique (7) est prévue en qualité d'élé- ment de mesure sur le mécanisme de rotation (1) de la partie supérieure tournante (2) de la grue, entre le châssis (3) de la partie tournante de la grue et le méca- nisme de rotation(1). 3. Dispositif dynamométrique pour grues à flè- che selon la revendication 1, caractérisé en ce que sur le mécanisme de rotation (1) est agencé un élément de réaction de couple (9) et que l'élément de réaction de couple (9)est agencéentantqu'élémentou tige de mesure (10). 4. Dispositif dynamométrique pour grues à flè- che selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bout d'arbre (12) du moteur ou du réducteur (13) du méca- nisme de rotation est agencé en tant qu'élément de mesure. 5. Dispositif dynamométrique pour grues à flè- che selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les éléments de mesure, élément de réaction de couple (9) et bout d'arbre (12) sont munis d'extensomètres (11) connectés en pont de Wheatston. 6. Dispositif dynamométrique pour grues à flè- che selon l'une quelconque des revendications 1, 3 et 4, caractérisé en ce qu'il comprend, comme éléments de réaction de couple (9) , deux tiges de mesure (10) qui sont décalées mutuellement d'un angle de 180 autour du mécanisme de rotation (1).