Brevet FR2661665A1 — publié le 19911108

On connaît des grues, notamment des grues mobiles, qui sont équipées de flèches principales munies de flèches complémentaires repliables, rendant possible des fonctionnements avec des portées maximales de flèche de valeurs réglables L'un des problèmes qui se posent à l'utilisateur est de pouvoir placer son équipement de manutention dans un endroit suffisamment dégagé pour permettre le pivotement, généralement dans un plan sensiblement horizontal, de la flèche complémentaire par rapport à la flèche principale. En effet, lors des manoeuvres de déploiement et de reploiement, l'espace adjacent à la flèche principale est balayé par la flèche complémentaire au cours de son pivotement Outre l'encombrement important qui résulte de ce pivotement, parfois inadmissible dans des espaces réduits, tels que des rues encaissées ou des halls d'usines, on constate que le rayon du cercle sur lequel se déplace le centre de gravité de la flèche complémentaire est important et constitue un bras de levier qui, combiné au poids de ladite flèche complémentaire, risque d'engendrer des contraintes excessives dans la flèche principale, notamment des contraintes de flexion et de torsion Les déformations qui résultent de ces contraintes, mêmes si elles restent dans le domaine élastique, ont souvent pour effet de contrarier le pivotement de la flèche secondaire par rapport à la flèche principale et de rendre difficile la solidarisation, généralement par brochage, des deux dites flèches en fin de pivotement. L'invention a pour but de proposer une disposition particulière par adoption de laquelle les inconvénients précités sont supprimés. L'invention a donc pour objet une flèche de manutention comprenant une flèche principale, qui s'étend suivant une direction générale principale, et une flèche complémentaire, qui s'étend suivant une direction générale complémentaire, qui est montée pivotante par rapport à la flèche principale autour d'un premier axe de pivotement perpendiculaire à la direction principale et qui est ainsi apte à occuper deux positions principales, une première position principale dans laquelle la flèche complémentaire est repliée le long de la flèche principale, lesdites directions principale et complémentaire étant sensiblement parallèles l'une à l'autre et l'ensemble de la flèche principale et de la flèche complémentaire présentant sa plus petite longueur dans la direction principale, et, une deuxième position principale dans laquelle la flèche complémentaire constitue un prolongement de la flèche principale, l'ensemble présentant alors sa plus grande longueur en service dans ladite direction principale. Selon l'invention, la flèche complémentaire comprend un bâti-support monté pivotant sur et par rapport à la flèche principale autour du premier axe de pivotement, et, un bras de manipulation qui s'étend suivant une direction générale de bras et qui est monté pivotant sur et par rapport au bâti-support autour d'un deuxième axe de pivotement orthogonal audit premier axe de pivotement et à ladite direction générale du bras. Les avantageuses dispositions suivantes sont, en outre, de préférences adoptées: la flèche de manutention comporte une broche mobile susceptible d'occuper une première position, dans laquelle le bras de manipulation est rendu solidaire du bâti-support et une deuxième position dans laquelle le bras de manipulation est monté à pivotement libre, autour dudit deuxième axe de pivotement, par rapport au bâti-support; la broche est attelée à un vérin de réglage de sa position; la flèche de manutention comporte un vérin de réglage du pivotement du bras de manipulation par rapport au bâti-support, qui est attelé entre ces deux éléments. L'avantage principal d'une flèche conforme à l'invention réside à la fois dans sa facilité d'utilisation et dans une plus grande légèreté de fabrication, car les renforts ou les surépaisseurs de matériau qu'il fallait prévoir antérieurement pour éviter tout risque de déformation, peuvent maintenant être supprimés. L'invention sera mieux comprise, et des caractéristiques secondaires et leurs avantages apparaîtront au cours de la description d'une réalisation donnée ci-dessous à titre d'exemple. Il est entendu que la description et les dessins ne sont donnés qu'à titre indicatif et non limitatif. Il sera fait référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure I est une vue perspective d'une flèche de manutention conforme à l'invention; les figures 2 A, 3 A, 4 A et 5 A sont des vues de dessusde la flèche de manutention de la figure 1, dans quatre configurations successives; les figures 2 B, 3 B, 4 B et 5 B sont des vues de côté de la flèche de manutention de la figure 1, qui correspondent aux figures 2 A, 3 A, 4 A et 5 A, respectivement; les figures 2 C et 3 C sont des vues de côté, partielles, analogues aux figures 2 B et 3 B, respectivement, montrant un détail de la structure de la flèche de manutention; les figures 3 D et 4 C sont des vues de dessus, partielles, analogues aux figures 3 A et 4 A, respectivement, montrant un détail de la structure de la flèche de manutention; la figure 6 montre la constitution de la broche d'immobilisation du bâti-support de la flèche complémentaire par rapport à la flèche principale; la figure 7 montre la constitution de la broche d'immobilisation du bras de manutention de la flèche complémentaire sur le bâti-support; et, la figure 8 représente le schéma du circuit de commande de la flèche de manutention. La flèche de la figure 1 comporte: une flèche principale 1, télescopique, dans sa configuration non déployée, de longueur L 1; un bâti-support 2, qui est monté pivotant sur la flèche principale autour d'un axe de pivotement 3, le bâti-support 2 étant dans la configuration représentée dirigé vers l'arrière 1 A de la flèche principale 1; un bras de manipulation 4, qui est monté pivotant sur le bâti-support 2 autour d'un axe de pivotement 5, un vérin 6 étant attelé entre ces deux éléments pour en régler la position relative. Dans la configuration de la figure 1, comme dans celles des figures 2 B, 3 B, 4 B et 5 B, la flèche principale 1 est sensiblement horizontale Dans cette configuration de la figure 1, l'axe de pivotement 3 est vertical, alors que l'axe de pivotement 5 est horizontal, transversal par rapport à la direction générale principale D 1 parallèlement à laquelle s'étend la flèche principale 1 Le bras de manipulation 4 est orienté vers le haut, son extrémité libre 4 A étant placée en avant de l'axe de pivotement 5 de manière que le centre de gravité G de l'ensemble du bâti-support 2 et de la flèche complémentaire 4 soit placé sur une verticale V voisine de l'axe de pivotement 3. Dans la configuration des figures 2 A et 2 B, la direction générale complémentaire D 4 du bras de manipulation 4 est parallèle à la direction principale D 1 le bras de manipulation 4 étant orienté vers l'arrière 1 A de la flèche principale 1 La flèche complémentaire, constituée par l'ensemble du bâti-support 2 et du bras de manipulation 4 est placé le long de la flèche principale 1, en configuration hors service, la longueur de l'ensemble étant limitée à la longueur L 1 de la flèche principale 1 La direction générale D 2 du bâti-support est parallèle à la direction principale D 1. Dans la configuration des figures 3 A et 3 B, seul le bras de manipulation 4 a été déplacé par rapport à la configuration des figures 2 A,2 B, par pivotement autour de l'axe de pivotement horizontal 5, la direction D 4 étant proche de la direction verticale, légèrement inclinée vers l'avant de la flèche principale 1 A partir de cette configuration, le pivotement du bâti-support 2 autour de l'axe vertical 3, déplace l'ensemble du bâti-support 2 et du bras de manipulation 4 vers la configuration des figures 4 A,4 B. Dans cette configuration des figures 4 A, 4 B, le bâti-support 2 a pivoté d'environ 180 autour de l'axe vertical de pivotement 3 et sa direction générale est de nouveau parallèle à celle D 1 de la flèche principale I et sensiblement confondue avec elle, le bâti-support 2 étant placé dans le prolongement de la flèche principale 1, en avant de l'extrémité avant 1 B de cette flèche principale. Il est alors possible de replacer le bras de manipulation 4 dans le prolongement du bâti-support 2, ce qui est réalisé dans la configuration des figures 5 A, 5 B. Dans cette dernière configuration des figures 5 A, 5 B, les directions D 1, D 2, D 4 sont horizontales et parallèles Le bras de manipulation 4 a été replacé dans le prolongement du bâti-support 2, après pivotement autour de l'axe horizontal 5 La longueur totale LT de l'équipement est égale à la somme des longueurs de la flèche principale 1 et de la flèche complémentaire constituée par le bâti-support 2 et le bras de manipulation 4 Il s'agit là de la configuration de service de la flèche complémentaire ( 2-4). Lors du passage de la configuration des figures 3 A, 3 B, à la configuration des figures 4 A, 4 B, la verticale V sur laquelle est disposé le centre de gravité G s'est déplacée sur un cercle C de rayon R centré sur l'axe de pivotement 3 En l'espèce le rayon R est petit, inférieur à 1 m, alors qu'antérieurement, lorsque le bras de manipulation 4 devait être déplacé en restant horizontal, le rayon R pouvait dans certaines flèches, dépasser 10 m. Les figures 2 C et 3 C montrent la flèche complémentaire, vue de côté, dans les configurations des figures 2 B et 3 B, respectivement, ainsi que le vérin 6 de commande du pivotement autour de l'axe 5. Les figures 3 D et 4 C montrent la flèche ccomplémentaire, vue de dessus, dans les configurations des figures 3 A et 4 A, respectivement, ainsi que le dispositif de commande du pivotement du bâti-support 2 autour de l'axe vertical de pivotement 3. Ce dispositif de commande comprend: une bielle 7, montée pivotante à l'extrémité avant l B de la flèche principale 1 au moyen d'un axe 8; une bielle 9, montée pivotante sur le côté du bâti-support 2 dont une extrémité est traversée par l'axe de pivotement 3, au moyen d'un axe de pivotement 12, au tiers environ de la longueur de ce côté à partir dudit axe de pivotement 3, les bielles 7 et 9 étant en outre reliées à leur autre extrémité respective par un autre axe de pivotement 10; un vérin de commande 11, qui est attelé entre l'extrémité 2 B du bâti-support 2 opposée à l'axe de pivotement vertical 3, et, la bielle 9. L'extrémité 2 B du bâti-support 2, près de laquelle est disposé l'axe de pivotement 5 du bras de manipulation 4 sur ledit bâti-support, est située en arrière de la face avant 1 B de la flèche principale 1 dans la configuration de la figure 3 D, et en avant de cette face avant 1 B dans la configuration de la figure 4 C. Il est souhaitable que, dans la configuration de service de La flèche complémentaire ( 2-4) (figures 5 A, 5 B), les deux pivotements autour des axes 3 et 5 soient neutralisés Ceci est réalisé au moyen de broches 13 et 14, qui pénètrent dans des yeux ménagés dans les pièces alors en regard. La broche 13 est disposée parallèlement à l'axe de pivotement 3 du bâtisupport 2 par rapport à la flèche principale 1 et est constituée par deux demi-arbres 15 solidaires des pistons 16 de deux vérins opposés et susceptibles de pénétrer dans les yeux 17 ménagés à l'extrémité avant 1 B de la flèche principale 1 et 18 ménagés dans le bâti-support 2 Les vérins ont une chambre commune 19, qui est raccordée à un conduit 20 et qui, lorsqu'elle est alimentée en fluide sous pression, provoque la sortie des demi-arbres 15 et leur introduction dans les yeux 17 et 18, lorsque ceuxci sont en regard Les uns des autres (figures 4 A, 4 C) Chaque vérin a en outre une chambre 21, opposée à la chambre 19, les deux chambres 21 étant reliées par un conduit 22, lui-même raccordé à un conduit 23. La broche 14 est disposée parallèlement à l'axe de pivotement 5 du bras de manipulation 4 par rapport au bâti-support 2 et est constituée par deux demi-arbres 24 solidaires des pistons 25 de deux vérins opposés et susceptibles de pénétrer dans les yeux 26 ménagés à l'extrémité 2 B du bâti-support et 27 ménagés dans le bras de manipulation 4 Les vérins ont une chambre commune 28, qui est raccordée à un conduit 29 et qui, lorsqu'elle est alimentée en fluide sous pression, provoque la sortie des demi-arbres 24 et leur introduction dans les yeux 26 et 27, lorsque ceuxci sont en regard les uns des autres (figures 5 B, 2 B) Chaque vérin a en outre une chambre 30, opposée à la chambre 28, les deux chambres 30 étant reliées par un conduit 31, lui-même raccordé à un conduit 32. Le circuit de commande est complété de la manière suivante, comme comprenant: le vérin 6 possédant une chambre 33 de grande section utile et une chambre 34 de petite section utile, l'alimentation de la chambre 33 de grande section utile provoquant la sortie de la tige de piston 35 et le basculement du bras de manipulation 4 de la configuration de la figure 2 C vers la configuration de la figure 3 C; le vérin 11 possédant une chambre 36 de grande section utile et une chambre 37 de petite section utile, l'alimentation de la chambre 36 de grande section utile provoquant la sortie de la tige de piston 38 et le pivotement du bâti-support 2 de la configuration de la figure 4 C vers la configuration de la figure 3 D; un réservoir de fluide 39; une pompe hydraulique 40; un clapet de décharge 41, taré contre les surpressions; et, quatre distributeurs de fluide à trois positions 42,43,44 et 45; et, les conduits suivants: le conduit d'aspiration 46 de la pompe 40, reliant celle-ci au réservoir de fluide 39; le conduit de refoulement 47 de ladite pompe 40; des conduits 48,49,50,51 reliant les distributeurs de fluide 42,43,44,45, respectivement, au conduit de refoulement 47; un conduit 52 de retour au réservoir de fluide 39; des conduits 53,54,55,56 reliant les distributeurs de fluide 42,43,44,45, respectivement, au conduit de retour 52; un conduit 57, qui relie le conduit de refoulement 47 au réservoir de fluide 39, et sur lequel est disposé le clapet de décharge 41; les conduits 20,23, qui sont raccordés au distributeur de fluide 42; les conduits 29,32 qui sont raccordés au distributeur de fluide 43; des conduits 58,59, raccordés, d'une part, aux chambres 33,34 du vérin 6, respectivement, d'autre part, au distributeur de fluide 44; des conduits 60,61, raccordés, d'une part, aux chambres 36,37 du vérin 11, respectivement, d'autre part, au distributeur de fluide 45. Les trois positions du distributeur 42 correspondent La première position, à La communication des conduits 23 et 53, et, des conduits 20 et 48; la deuxième position, à l'obturation des conduits 20, 23, 48 et 53; la troisième position, à La communication des conduits 23 et 48, et, des conduits 20 et 53. Les trois positions du distributeur 43 correspondent La première position, à la communication des conduits 29 et 49, et, des conduits 32 et 54; la deuxième position, à l'obturation des conduits 29, 32, 49 et 54; la troisième position, à la communication des conduits 29 et 54, et, des conduits 32 et 49. Les trois positions du distributeur 44 correspondent La première position, à la communication des conduits 58 et , et, des conduits 59 et 50; la deuxième position, à l'obturation des conduits 58, 59, 50 et 55; La troisième position, à la communication des conduits 58 et , et, des conduits 59 et 55. Les trois positions du distributeur 45 correspondent la première position, à la communication des conduits 60 et 51, et, des conduits 61 et 56; la deuxième position, à l'obturation des conduits 60, 61, 51 et 56; la troisième position, à la communication des conduits 60 et 56, et, des conduits 61 et 51. La flèche de manutention décrite ci-avant est une flèche télescopique principale 1 associée à une flèche complémentaire 2-4 et constitue l'équipement de manutention d'une grue mobile Si sa structure particulière résoud bien les problèmes d'encombrement et de poids d'une grue mobile équipée d'une flèche principale télescopique, il doit cependant être observé qu'une telle structure peut être adoptée dans la réalisation de grues fixes et que la flèche principale peut être autre que télescopique: les avantages de structure sont effectivement appréciables et recherchés quel que soit le type de grue et/ou de flèche principale sur lequel la flèche complémentaire 2-4 est montée. En effet, lorsqu'il s'agit de déployer la flèche complémentaire 2-4 par rapport à la flèche principale 1 (passage de la configuration des figures 2 A, 2 B à celle des figures 5 A,5 B), et inversement, l'espace nécessaire, dans un plan horizontal, est celui permettant le pivotement du bâti-support 2 de la figure 3 A à la figure 4 A, mesuré par le rayon de giration R 2 entre l'axe de pivotement 3 et le point P 2 du bâti- support 2 le plus éloigné dudit axe de pivotement 3, alors, qu'antérieurement, lorsque la flèche complémentaire 2-4 était monobloc, sans axe de pivotement , le rayon de giration était mesuré par la distance R 4 entre l'axe de pivotement 3 et l'extrémité P 4 du bras de manipulation 4, dans les configurations des figures 2 A et 5 A De manière usuelle, les longueurs suivantes peuvent être admises: R 2 compris entre 1 et 2 mètres; R 4 compris entre 10 et 20 mètres. L'avantage de la réduction d'encombrement résulte de la comparaison entre ces chiffres: alors qu'il est souvent possible de faire pivoter un équipement de manutention dans un espace de 1 à 2 m de rayon, il est par contre souvent impossible de réaliser un tel pivotement, faute de place, lorsque le rayon nécessaire au pivotement atteint ou dépasse les 10 mètres. Le problème du déport du centre de gravité G est différent de celui de l'encombrement, mais les conclusions de son étude convergent avec celle de l'encombrement En effet, réduire le rayon du cercle C sur lequel se déplace le centre de gravité G, de 10 m à 1 m permet, à l'évidence, de réduire, de manière considérable, les contraintes de torsion et de flexion que doit être capable de supporter la flèche principale 1 pendant le pivotement du bâti- support 2 et du bras de manipulation 4 entre les configurations des figures 3 A et 4 A Non seulement, les risques de déformations excessives ont été supprimés, mais il devient en outre possible, tout au moins en ce qui concerne la reprise desdites contraintes, de concevoir une flèche principale 1 moins résistante, et par conséquent plus légère qu'antérieurement Là encore, l'avantage est significatif. Bien entendu, les divers vérins qui ont été prévus, ainsi que leur circuit de commande, rendent aisées les manoeuvres de déploiement et de reploiement de la flèche complémentaire 2-4. L'invention n'est pas limitée à la réalisation décrite et représentée, mais en couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient lui être apportée sans sortir de son cadre, ni de son esprit. REVENDICATIONS R E V E N D I C A T I O N S 1 Flèche de manutention comprenant une flèche principale ( 1), qui s'étend suivant une direction générale principale (D 1), et une flèche complémentaire ( 2-4), qui s'étend suivant une direction générale complémentaire, qui est montée pivotante par rapport à la flèche principale autour d'un premier axe de pivotement ( 3) perpendiculaire à la direction principale (D 1) et qui est ainsi apte à occuper deux positions principales, une première position principale (figures 2 A,2 B) dans laquelle la flèche complémentaire ( 2-4) est repliée le long de la flèche principale ( 1), lesdites directions principale (D 1) et complémentaire (D 4) étant sensiblement parallèles l'une à l'autre et l'ensemble de la flèche principale et de la flèche complémentaire présentant sa plus petite longueur (L 1) dans la direction principale (D 1), et, une deuxième position principale (figures 5 A,5 B) dans laquelle la flèche complémentaire ( 2-4) constitue un prolongement de la flèche principale ( 1), l'ensemble présentant alors sa plus grande longueur en service (LT) dans ladite direction principale (D 1), caractérisée en ce que la flèche complémentaire comprend un bâti-support ( 2) monté pivotant sur et par rapport à la flèche principale ( 1) autour du premier axe de pivotement ( 3), et, un bras de manipulation ( 4) qui s'étend suivant une direction générale de bras (D 4) et qui est monté pivotant sur et par rapport au bâti-support ( 2) autour d'un deuxième axe de pivotement ( 5) orthogonal audit premier axe de pivotement ( 3) et à ladite direction générale du bras (D 4). 2 Flèche de manutention selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte une broche mobile ( 14) susceptible d'occuper une première position (figures 2 C; 5 B), dans laquelle le bras de manipulation ( 4) est rendu solidaire du bâti-support ( 2) et une deuxième position (figures 3 B; 3 C) dans laquelle le bras de manipulation ( 4) est monté à pivotement libre, autour dudit deuxième axe de pivotement ( 5), par rapport au bâti-support ( 2). 3 Flèche de manutention selon la revendication 2, caractérisée en ce que la broche ( 14) est attelée à un vérin ( 25-28-30) de réglage de sa position. 4 Flèche de manutention selon L'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comporte un vérin ( 6) de réglage du pivotement du bras de manipulation ( 4) par rapport au bâti-support ( 2), qui est attelé entre ces deux éléments.