Brevet FR2708584A1 — publié le 19950210

DISPOSITIF DE COMMANDE SELECTIVE DU DEPLACEMENT SIMULTANE OU TELESCOPIQUE SYNCHRONISE DE DEUX ELEMENTS CONSTITUTIFS D'UNE FLOCHE TELESCOPIQUE DE GRUE La présente invention est relative au domaine technique des flèches télescopiques de grues, qu'elles soient installées à poste fixe ou portées par des structures mobiles automotrices ou non. Dans le domaine technique ci-dessus, les flèches télescopiques sont, le plus généralement, montées sur une tourelle orientable en azimut par rapport à une structure porteuse et sur laquelle tourelle se trouve articulée en site une flèche constituée généralement par au moins trois éléments distincts télescopiques. Le premier élément est dit de base, le second élément intermédiaire et le troisième extrême. Ces trois éléments sont destinés à permettre le réglage de longueur de la flèche de manière à faire varier la distance entre l'axe de réglage en site et une poulie de tête de flèche sur laquelle est guidé et infléchi un câble enroulé ou déroulé à partir d'un treuil de base pour faire varier la distance verticale d'une charge suspendue à la partie du câble s'étendant au-delà de la poulie de tête de flèche. En règle générale, les élements télescopiques sont mis en extension ou en rétraction par l'intermédiaire d'au moins un vérin hydraulique qui peut être complété, pour le segment extrême, par un dispositif d'entraînement sélectif. La longueur maximale d'une telle flèche est déterminée par l'extension des différents éléments télescopiques qui, dans un certain nombre d'applications, n'ont pas à être développes tous de façon télescopique synchronisée. C'est la raison pour laquelle il est généralement prévu de mettre en oeuvre un vérin télescopique pour le développement entre l'élément de base et l'élement intermédiaire uniquement. Un système de chaîne en boucle est alors interposé entre l'élément intermédiaire et l'élement extrême portant la poulie de tête, de façon à rendre possible, par un système de verrouillage, soit la sortie simultanée sans extension relative de l'élement intermédiaire et de l'élément extrême, soit encore la sortie télescopique synchronisée proportionnelle de l'élément extrême par rapport à l'élément intermédiaire. Un tel principe peut être retenu, et l'est fréquemment, dans les cas de construction faisant intervenir plus de trois éléments pour la constitution de la flèche. En effet, le problème est exactement du même ordre lorsqu'il convient de raisonner pour un élement extrême qui peut être un segment numéro 4 ou numéro 5 par rapport à l'élément intermédiaire qui lui est attenant et qui le porte. Dans tous les cas connus de l'art antérieur, le dispositif de commande sélective, prévu entre l'élément extrême et l'élément intermédiaire, est constitué par un mécanisme de verrouillage-déverrouillage au moyen d'un axe, d'une cheville ou d'une broche qui doit être monté ou enlevé manuellement en exigeant de l'opérateur un déplacement physique au niveau des éléments concernés. Ainsi, chaque fois qu'il convient de passer d'un état fonctionnel à un autre, c'est-à-dire de prévoir la sortie simultanée de l'élément extrême et de son élément intermédiaire ou au contraire la sortie télescopique synchronisée, il est nécessaire d'interrompre le processus d'utilisation de la grue, de manière à placer la flèche dans une situation spatiale compatible avec un accès physique pour agir manuellement sur le système de verrouillage etlou déverrouillage. On conçoit qu'une telle sujétion n'est pas de nature à réunir les facteurs de sécurité imposés dans ce type d'activité et exige un temps d'arrêt non négligeable dans le processus d'utilisation de la grue pour placer cette dernière dans un état ou une position stable neutre permettant d'intervenir sur le système de déverrouillage. L'objet de l'invention est de remédier aux inconvénients ci-dessus en proposant un dispositif de commande sélective à distance du déplacement simultané ou télescopique synchronisé de deux éléments constitutifs d'une flèche télescopique d'une grue. L'objet de l'invention est de proposer un dispositif adaptable sur toute flèche télescopique de grue quel que soit le nombre de segments élémentaires télescopiques qu'elle comporte et qu'elle soit du type à poste fixe ou mobile. Pour atteindre l'objectif ci-dessus, le dispositif de commande selon l'invention est caractérisé en ce que le moyen de verrouillage comprend: - sur l'élément de référence un bloc-moteur et un verrou mobile commandé par ledit bloc et comportant une tête de verrouillage - sur la chaîne en boucle: un sabot définissant une happe apte à recevoir la tête de verrouillage du verrou. - et une installation de commande à distance du bloc-moteur. L'invention a encore pour objet une grue à flèche télescopique, du type à poste fixe ou mobile, équipée d'un dispositif de commande conforme à l'invention. Diverses autres caractéristiques ressortent-de la description faite cidessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une vue schématique illustrant le domaine de l'invention. La fig. 2 est une vue schématique mettant en évidence les éléments constitutifs selon l'invention. La fig. 3 est une perspective montrant l'implantation du dispositif sur une flèche de grue. La fig. 4 est une vue éclatée en perspective illustrant deux éléments constitutifs de l'objet de l'invention. La fig. 5 est un schéma d'un circuit d'alimentation de l'un des éléments moteur du dispositif. La fig. 6 est une élévation analogue à la fig. 2 mais illustrant un exemple de fonctionnement. La fig. 7 est une perspective éclatée analogue à la fig. 4 mais montrant l'un des éléments constitutif de l'invention dans une autre position caractéristique. La fig. 8 est une vue schématique analogue à la fig. 6 mais illustrant une phase fonctionnelle différente. La fig. 1 montre un exemple d'application de l'objet de l'invention à une grue du type mobile et automotrice. Un tel exemple n'est fourni qu'à titre illustratif car l'objet de l'invention pourrait être mis en oeuvre tout aussi bien sur une grue installée à un poste fixe. La grue, selon la fig. 1, comprend une plate-forme ou un châssis 1 porté par des organes de roulement 2 constitués, par exemple, en plusieurs trains motodirecteurs. La plate-forme ou le châssis 1 comporte une cabine 3 de conduite et de commande abritant ou non un ou plusieurs groupes moteurs et/ou propulseurs. Des stabilisateurs latéraux 4 sont prévus sur le châssis 1 sensiblement au droit des parties avant et arrière pour conférer une assiette stable lors de la mise en service de la grue. La plate-forme 1 comporte également une tourelle 5 qui est orientable en azimut sur un axe x-x'. La tourelle 5 porte par un axe 6 une flèche 7 qui est orientable en site par l'intermédiaire d'un vérin 8. De façon traditionnnelle, la flèche 7 est constituée par des éléments télescopiques, par exemple, au nombre de quatre, dits de base pour l'élément 9, intermédiaires pour les éléments 10 et 11 et extrême pour l'élément 12 qui est pourvu d'une poulie de tête de flèche 13. La flèche 7 est complétée par au moins un câble ou analogue 14 enroulé ou déroulé à partir d'un treuil 15 et passant sur la poulie 13 au-delà de laquelle il est prévu pour assurer la suspension d'une charge 16. D'une façon classique, la flèche 7, constituée à partir de quatre éléments télescopiques, est pourvue intérieurement d'un système 17 de vérin télescopique (fig. 2), conçu pour commander l'extension et la rétraction télescopique synchronisée ou non des éléments 10 et 11 par rapport à l'élément 9. Un tel système de vérin, relevant de l'art antérieur, n'est pas décrit plus avant dans ce qui suit car, à proprement parler, il ne relève pas de l'objet de l'invention. I1 en est de même de tous les organes annexes de commande, de réglage relatif ou de coulissement qui doivent être considérés comme à la portée de l'homme de l'art. La tourelle 5 supporte également une cabine 18 de commande réservée à la manoeuvre principalement des moyens d'actionnement de la flèche, tels que le vérin 8, le treuil 15, le vérin 17 et le moteur d'orientation de la tourelle en azimut. Le dispositif de commande sélective, selon l'invention, est prévu pour provoquer le déplacement simultané ou télescopique synchronisé de l'élément 12 et de l'élément 11 par rapport à un élément de référence qui est en l'occurrence l'élément 10. Le dispositif illustré schématiquement par la fig. 2, fait intervenir, entre le segment extrême 12 et le segment intermédiaire 11 qui le porte et le guide, un lien en boucle fermée 20 qui est établi autour de galets de renvoi 21 et 22, respectivement portés par les parties arrière et avant de l'élément intermédiaire 11. Le galet 22 est adapté sur la partie de l'élément 11 qui se trouve située dans toutes les configurations de la flèche à l'extérieur de l'élément 10. Le lien 20 est généralement constitué par deux types de chaînes, l'une 20a dite de télescopage en sortie et l'autre 20k dite de rappel. La chaîne 20a responsable de la sortie téléscopique synchronisée relative entre les éléments 12 et 11, présente des caractéristiques de résistance mécanique largement supérieures à celles de la chaîne 20b. Les deux chaînes 20a et 20b constituent la boucle 20 qui, de préférence mais non exclusivement, passe également sur des galets d'inflexion et de guidage 23 et 24 qui sont montés sur le dessus de l'élément tel que 10 portant l'élément 11. La boucle 20 est, par ailleurs, rendue solidaire de la partie terminale arrière de l'élément extrême 12 par une fixation 25 pouvant consister en tout moyen approprié capable d'établir une liaison fixe mais néanmoins démontable entre la boucle 20 et l'élément extrême 12. Le dispositif de commande sélective, selon l'invention, comprend, tel que cela ressort des fig. 3 et 4, un moyen 30 dit de verrouillage entre la boucle 20 et l'élément de base qui peut être l'élément 9, dans le cas d'une flèche à trois éléments, ou l'élément 10, dans le cas d'une flèche à quatre éléments du type représenté. Le moyen de verrouillage 30 comprend un bloc moteur 31 et un verrou mobile 32 qui peuvent être constitués sous la forme d'un ensemble unitaire, dans le cas d'une flèche à trois éléments dont celui de base porte alors ledit ensemble unitaire. Dans le cas d'une flèche à quatre éléments, il peut être prévu, comme cela est illustré aux dessins de constituer le moteur 31 et le verrou 32 sous la forme de deux éléments indépendants respectivement adaptés sur l'élément 9 et sur l'élément 10. Une telle adaptation peut être préférée pour disposer le moteur 31 sur un élément fixe et faciliter ainsi l'établissement de la liaison d'apport d'énergie. Différentes possibilités d'organisations structurelles peuvent être retenues, de même que différents choix d'organes moteurs et de verrous. Dans l'exemple illustré, le verrou 32 est du type rotatif et le bloc moteur 31 du type pneumatique. ll doit, toutefois, être considéré qu'un bloc moteur 31 électrique ou hydraulique pourrait également être envisagé. Dans l'exemple de construction illustré par les fig. 4 et 5, le bloc moteur 31 comprend un vérin 33, du type à double effet et à course rectiligne, dont la tige 34, par exemple commune à deux pistons, est pourvue d'une crémaillère à même d'entraîner en rotation un arbre moteur 35 apte à coopérer avec le verrou 32. De façon classique, un tel moteur à course rectiligne alternative comporte deux capteurs de fin de course permettant de fournir des signaux correspondants à l'une et l'autre des deux positions stables extrêmes susceptibles d'être occupées. La fig. 5 montre un exemple d'alimentation pneumatique du vérin 33 au moyen d'un distributeur pneumatique 37 qui est piloté par deux électrovannes 38 et 39 branchées en dérivation sur un circuit 40 de fourniture de fluide pneumatique sous pression. Le bloc moteur 31 et le verrou 32 sont associés dans l'exemple illustré par une liaison de commande séparable 41 comprenant une chape ou analogue 42 présentée par l'arbre 35 et un tenon 43 formé par la partie arrière du verrou 32. Le verrou 32, qui est du type tournant, est monté dans un palier 44 dont l'axe est parallèle à la direction de défilement de la boucle 20, notamment pour ce qui concerne son brin supérieur. Le verrou 32 comporte, en conséquence, un corps 45 apte à coopérer avec le palier 44 et une tête 46 qui forme au moins et, de préférence, deux épaulements 47 diamètralement opposés. Le corps tournant 45 du verrou 32 est, par ailleurs, équipé de moyens 45a d'indexage aptent à coopérer avec un organe de blocage 48 qui est automatiquement commandé dès que la fonction de télescopage des éléments de la flèche intervient. Les moyens 45a peuvent consister en deux crans présentés par une collerette du corps 45 et correspondant aux deux positions du verrou selon un état de verrouillage et de déverrouillage comme cela est décrit dans ce qui suit. L'organe de blocage 48 peut être complété par un capteur de position. Le moyen de verrouillage 30 comprend, par ailleurs, un sabot 50 qui est adapté sur la boucle 20. De préférence mais non exclusivement, le sabot 50 est prévu pour assurer la liaison entre les chaînes 20a et 20k dans la partie de ces dernières comprise entre la poulie 22 et la poulie 24, dans un état de rétraction maximal des éléments télescopiques. Le sabot 50 est constitué par une pièce massive comportant, en partie terminale centrale avant, un peigne 51 de liaison avec la chaîne de télescopage 20a et en partie arrière deux branches 52 respectivement munies d'un peigne 53 pour la liaison avec un brin constitutif de la chaîne de rappel 20k. La pièce massive délimite par les branches 52 une sorte de happe définissant un couloir 55 (fig. 7) qui débouche dans un logement 56 à la base duquel se trouvent formés, dans la zone frontière avec le couloir 55, deux butées 57 réservées à la coopération avec les épaulements 47 de la tête 46. Le dispositif décrit ci-dessus fonctionne de la façon suivante. Sur la base de la fig. 2, les différents éléments constitutifs de la flèche 7 sont en position de rétraction mutuelle obtenue par la commande convenable correspondante du vérin télescopique 17. Dans cet état et sur la base de la fig. 4, la tête 46 du verrou 32 est disposée dans le logement 56 de telle manière que les épaulements 47 coopèrent avec les butées 57. Dans cet état, le corps 45 est immobilisé en position indexée par l'organe 48 et l'information est transmise à la cabine 18 au moins par le capteur correspondant du moteur 33. Le dispositif de verrouillage 30 établit ainsi une liaison positive entre la boucle 20 et l'élément de référence qui est soit l'élément de base 9 ou l'élément intermédiaire 10 selon qu'il s'agit d'une flèche à trois ou quatre éléments. Dans une telle situation, si le vérin télescopique 17 est alimenté pour commander l'extension de la flèche 7, les éléments 10 et 11 sont déplacés relativement en extension télescopique avec pour incidence le déplacement, dans le sens de la flèche fi (fig. 2), de la poulie 22 par rapport à l'élément 10. Etant donné que la boucle 20 est solidarisée à l'élément 10 par le verrou 32, le déplacement dans le sens de la flèche fi de la poulie 22 provoque l'enroulement de la chaîne 20a dans le sens de la flèche fz, laquelle entraîne, en raison de la liaison 25, le déplacement correspondant de l'élément extrême 12 dans le même sens. Un tel déplacement provoque l'enroulement de la chaîne 20k autour de la poulie de renvoi ou de la roue à chaîne 21, au fur et à mesure de la sortie correspondante de l'élément intermédiaire 11. (fig. 6) Ainsi, lorsque le dispositif ou moyen de verrouillage 30 lie la boucle 20 avec l'élément 10 ou 9, selon le cas, l'alimentation du vérin télescopique 17 provoque la sortie télescopique synchronisée de l'élément extrême 12 intervenant en même temps que celle des autres éléments intermédiaires 11 et 10 par rapport à l'élément de base 9 dans le cas d'une flèche à quatre éléments, laquelle est produite par l'alimentation du vérin 17. ll doit, bien entendu, être considéré aussi le cas où le vérin 17 ou son équivalent technique est prévu pour permettre une alimentation en vue de provoquer un fonctionnement séquentiel des éléments 10 et 11 par commande indépendante. Un fonctionnement inverse à ce qui vient d'être décrit s'établit lorsque le vérin télescopique 17 est alimenté en sens inverse pour provoquer la rentrée des différents éléments correspondant à la course de rétraction de la flèche 7. il peut être considéré que, dans l'état selon la fig. 2, le moyen de verrouillage occupe, au contraire, la position selon la fig. 7 dans un état stable indexé par l'organe 48. Une telle position est obtenue par commande du bloc moteur 31 pour faire tourner l'arbre 42 de manière à placer la tête 46 du verrou 32, non pas dans le plan de la pièce massive 50 constituant la happe, mais perpendiculairement au plan de cette dernière. Dans un tel état, la tête 46 est alors libre de déplacement relatif à l'intérieur du logement 56 et du couloir 55. Dans un tel état, l'alimentation du vérin télescopique 17 produit, comme dit précédemment, le déplacement télescopique de l'élément intermédiaire 11 et, par conséquent, le déplacement correspondant dans le sens de la flèche fi de la poulie 22 qui, cette fois, entraîne avec elle la boucle 20, étant donné que la chaîne 20b n'est plus liée à l'élément 10 ou 9 par l'intermédiaire du moyen de verrouillage 30 (fig. 8). En effet, dans un tel cas, le sabot 50 est entraîné en déplacement en même temps que l'élément 11, alors que le verrou 32 reste immobilisé sur l'élément porteur 10 ou 9 selon le cas. Dans une telle situation, la boucle défile relativement aux galets de renvoi 23 et 24 sans déplacement relatif des chaînes entre les galets 21 et 22. Ainsi, le déplacement en sortie ou extension de l'élément intermédiaire 11 se produit sans provoquer de déplacement télescopique synchronisé concommitant de l'élément extrême 12 qui reste dans la position relative rentrée qu'il occupe par rapport à l'élément intermédiaire 11. (fig. 8) Lors de l'alimentation du vérin télescopique 17 dans le sens inverse, la rentrée de l'élément intermédiaire 11 amène le sabot 50 en présentation relative par rapport à la tête 46 du verrou 32, laquelle s'engage relativement dans le couloir 55 pour être amenée à l'intérieur du logement 46. Un tel état est constaté par exemple par une barrette ou autre organe 60 porté par la pièce massive 50 et apte à influencer un capteur, non représenté, contrôlant l'alimentation du moteur 31 pour faire tourner la tête 46 en engagement derrière les butées 57. Il doit, bien entendu, être considéré que des moyens techniques équivalents à ceux décrits ci-dessus peuvent être prévus pour ce qui concerne, notamment, les organes du moyen de verrouillage 30. Ainsi, la happe prévue dans le cadre d'un verrou tournant peut délimiter un simple logement fermé dans lequel il peut être prévu d'assurer l'engagement de la tête d'un verrou qui serait alors basculant. Les fig. 3 et 4 font apparaître que la pièce massive 50 est avantageusement pourvue de patins latéraux 70 qui assurent une fonction de guidage et d'alignement pour coopérer notamment avec le dessus de l'élément 10 lors de la fin de course de rétraction et favoriser ainsi l'engagement relatif entre la tête 46 et le couloir 55 et la coopération ultérieure entre les épaulements 47 et les butées 57. L'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit et représenté car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS: 1 - Dispositif de commande sélective à distance du déplacement simultané ou télescopique synchronisé de deux éléments (12 et 11) constitutifs d'une flèche télescopique (7) d'une grue et dits respectivement extrême et intermédiaire par rapport à au moins un troisième élément (10) dit de référence, flèche comprenant un système (17) de vérin télescopique, une chaîne ou analogue (20) établie en boucle fermée sur des galets de renvoi (21, 22) portés par l'élément intermédiaire, et fixée sur l'élément extrême et un moyen (30) de verrouillage de la chaîne par rapport à l'élément de référence. caractérisé en ce que le moyen de verrouillage (30) comprend: - sur l'élément de référence (10) un bloc-moteur (31) et un verrou mobile (32) commandé par ledit bloc et comportant une tête de verrouillage (46) - sur la chaîne en boucle (20) un sabot (50) définissant une happe apte à recevoir la tête de verrouillage du verrou - et une installation de commande à distance du bloc-moteur. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le verrou (32) est du type tournant. 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le verrou est du type basculant. 4 - Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le verrou comporte une tête (46) pourvue d'au moins un épaulement (47) apte à coopérer avec une butée complémentaire (57) présentée par la happe. 5 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le verrou est monté tournant dans un palier dont l'axe est parallèle à la direction de défilement de la chaîne. 6 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le verrou est du type à deux positions stables respectivement d'engagement et de dégagement par rapport à la happe du sabot (50) et comporte des moyens (45a) d'indexation aptes à coopérer avec un organe de blocage (48) dans l'une et l'autre de ces positions. 7 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sabot (50) est constitué par une pièce massive liée aux extrémités de la chaîne en boucle (20). 8 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la pièce massive comprend une partie centrale avant (51) liée à une chaîne (20au de télescopage en sortie et deux branches arrière (52) liées à deux chaînes (20b) de rappel. 9 - Dispositif selon la revendication 1, 7 ou 8 caractérisé en ce que le sabot (50) définît, entre les deux branches arrière, la happe qui délimite un logement (56) d'engagement de la tête de verrouillage (46). 10 - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le logement (56) est du type ouvert et communique avec un couloir (55) d'entrée-sortie de la tête, un tel couloir délimitant avec le logement deux butées (57) d'engagement des deux épaulements (47) de la tête du verrou. i1 - Dispositif selon la revendication 1 ou 9, caractérisé en ce que le sabot est pourvu de patins (70) de guidage et d'alignement favorisant, lors de la fin de course de rétraction, la coopération avec la tête du verrou. 12 - Grue à flèche télescopique comportant un dispositif selon l'une des revendications 1à11.