Brevet FR2712879A1 — publié le 19950602

La présente invention est relative a un dispositif d'un type nouveau, qui permet d'obtenir une force motrice:hydraulique; électromotrice par le treuillage alternatif d'un cable -Le dispositif de l'invention prend la forme d'un accéssoire qui se fixe de préférence sur un appareil de préhension afin de lui donner de meilleurs résultats. Les appareils de préhension forment souvent l'équipement terminal d'un engin de térrassenent dont les bras mécaniques en limitent la portée autour du polygone de sustentation . Un simple engin de levage monocable qui est un materiel tres économique: permet de faire fonctionner le dispositf de l'invention . Les flèches de sa grue donnent souvent la solution aux problèmes de portée Pour évacuer les fardeaux dans les zones difficiles d'accès : exenple pour le térrassenent en profondeur ou dans les carrières, également pour certains travaux sous marins ou hélitreuillés:il n'existe pas de solutions pratiques . Or le problène se pose de plus en plus au seuil de l'an 2000. -Evacuer des charges à l'aide d'une grue de levage est la technique la plus performante et la meilleure marché Dans ce cas le problème consiste a crocheter les fardeaux . Cette opération est manuelle faute d'acheminer dans l'équipement terminal une force éléctro-motrice ou hydraulique couteuse -problématique et souvent dangereuse , Lorsqqu'il est fixé sur un appareil de préhension et crocheté a uxI filin de grue : le dispositif de l'invention donne toute la force motrice souhaitée pour prendre automatiquement une charge Le dispositif de l'invention est approprié à chaque -matériel de préhension sans limite de poids ou de volume . Une autre application du dispositf del'invention donne aux appareils de préhension manuels tel que pince à rails etc. plus de sécurité à l'usage et augmente la puissance de fermeture - -La pression hydraulique est canalisée vers deux directions: Dans l'oppération de fermeture elle est dirigée vers un coté des vérins d'une charnière; et vers l'autre coté pour son ouverture . La pression hydraulique est obtenue par la rotation d'une pompe de préférence a débit variable entrainée -par la roation du clylindre treuil si l'on tire sur le cable. Le dispositif comprend un carter souvent de forme cylindrique dans le quel est logé le cylindre de treuil qui tourne sur des paliers fixés dans paroies du carter Des ressorts hélicoîdaux logés dans des fûts réliés au carter fornent les ressorts de rappel du cylindre de treuil Des pignons fixés sur l'arbre du cylindre et de chaques cotés entrainent les arbres a crémaillères dont les pistons comprinent les ressorts hélicoïdaux dès le treuillage -La pression des ressorts est suffisante pour entrainer le cylindre dans le sens opposé du treuillage aussitôt que le cable est détendu . Les arbres a crémaillères reçoivent des cales de fins de courses à chacune de leurs extrémités Ces cales sont réglées en fonction du nombre de tours du cylindre de treuil Pour fonctionnerle cable de treuil est pré-enroulé sur le cylindre en raison du nombre de tours nécessaire au volume d'huile a déplacer Le cylindre de treuil est retenu dans un sens à l'aide des ressorts hélicoïdaux et dans l'autre sens il est entrainé par un cable - Dans le sens du retour il tourne librement aussitôt que le dispositif est posé au sol ce qui libère le cable de levage et dans l'autre il entraine la ponpe hydraulique et comprime les ressorts de rappels sous l'effet du treuillage Cela implique que le couple résistant du treuil soit inférieur au poids de l'appareil de préhension Le couple moteur du cylindre de treuil augmente avec l'importance du diamètre de ce cylindre .Ce diamètre est prévu en fonction du couple résistant de la pompe hydraulique et de la puissance des ressorts de rappel . Dans tous les cas la force de treuillage doit être compatible Le dispositif de l'invention reçoit un bloc hydraulique où arrive la pression de la pompe et d'où partent les tuyaux flexibles en direction des fûts de vérins .Ce bloc reçoit une soupape anti-retour pour retenir la pression interne dès que le cylindre est vérouillé .I1 est doté également d'une vante destinée a régler la pression du fluide Un tuyau relie le tiroir a un piston de vérouillage du treuil Le vérouillage du treuil est provoqué chaque fois que le fluide est en surpression Le fluide est en surpression dès la fin de course des vérins ou la fermeture de la charnière . La pression hydraulique baisse dès l'instant ou le tiroir -qui oriente le fluide entre en mouvement pour provoquer le retour du fluide sous pression dans le fût de vérin L-Aussitôt que la pression interne i baissée : le piston de vérouillage libère le treuil Ce cas présente deux alternatives . Dans la première le treuil reste bloqué par les fins de courses des tiges de crémaillères entrainées par le treuil . Dans l'autre cas : le treuil tourne et la pression évacue l'huile préalablement dirgée dans une partie des vérins j'usqu'à sa fin de rotation pré-réglée - La rotation du treuil précède le soulèvement de l'appareil de préhension grâce au mouvement ascensionnel du cable durant la )-nanoeuvre de chargement à l'issue de la quelle cette rotation doit être intéronpue. Cette action est automatique .Le canal qui relie le tiroir hydraulique au dispositif de vérouillage débouche sur un piston retenu par un ergot logé dans le tiroir.Il constitue une vanne dont l'ouverture se déclanche dès la surpression - La surpression existe pour deux raisons . La prenière parceque les machoires du dispositif de préhension ont rencontrées une résistance passive supérieure a la poussée hydraulique des vérins . Le seconde arrive au moment de la fermeture de la charnière .Dans ces deux cas le treuil doit - être vérouillé instantannément car la force motrice a augmentée avec le poids du fardeaux .A ce stade lâ le treuil stabilisé devient le dispositf d'amarrage de l'appareil de préhension en nesure d'être évacué avec sa charge L'étape suivante consiste à ouvrir les machoires du -dispositif pour libérer la charge Elle s'effectue de deux façon - La première lorsque le dispositf est suspendu . La seconde quant il est posé au sol . Dans tous mes cas cette action est radio-commandée .et dans tous les cas la pression hudraulique retient fermement les machoires . -Il existe deux catégories de vérins pour actionner la charnière d'un matériel de préhension .La première comporte deux vérins dont chaque extrémité s'articule sur des axes fixés de part et d'autres du carter et l'autre est adaptée sur la charnière Cette position verticale des tiges de vérins -parallèlenent au carter provoque l'ouverture complète du dipositif a cause du poids de la charnière aussitôt que la pression contenue dans les vérins de fermeture peut s'échaper grâce au tiroir hydraulique radio-consandé . Le tiroir radio -commandé est du type standard . Sa course est linéaire ou rotative .I1 fonctionne grâce a une batterie a branchement rapide logée dans le carter . -La seconde catégorie de vérins ont une de leur éxtrémité réliée au carter ou elle s'articule et l'autre rejoint les organes en mouvement de l'appareil de préhension .Dans ce mode de fixation le poids de la charnière n'intervient pas dans le retour du fluide sous pression. -Dans la manoeuvre d'ouverture radio- commandée le fardeau est libéré de l'étreinte des vérins Cette action fait évacuer la charge en provoquant l'ouverture partielle du dispositf L'ouverture conplète sera obtenue en treuillant le cable Cette action s'effectue généralement lorsque le dipositif est -au sol et après que le cable soit réenroulé sauf si un tour treuil ou plusieurs ont été programmé en plus de ceux nécessaires à la ferneture Dans ce cas l'appareil ouvert en hauteur va baisser de niveau ce qui n'est pas préjudiciable si l'on utilise un engin de levage - -Avant chaque manoeuvre de fermeture il est recommander de laisser le cable de treuillage s'enrouler totalement jusqu'à sa firl de course Chaque fois que l'on treuille le cable la pompe envoie la pression dans les fûts de vérin -Chaque fois que le cable est détendu il s'enroule au maximum dans le cylindre de treuil Le tiroir radio-connandé est toujour soit en position renplissage des vérins ou en position évacuation Chaque fin d'action provoque la surpression aussi longtemps -que le tiroir n'a pas été commandé . Cette surpression entraine le vérin de vérouillage doté d'une vanne de fermeture pour le transfert de l'èquipement ou en cas de trop forte pression La puissnce motrice du treuil augmente favorablement au cour -du chargenent car a cette occasion l'équipement est retenu au sol par sa charge et la force de levage augmente .Cela donne un excellent résultat pour le remplissage du dispositif Dans une des applications de l'invention et à la FIGURE : 1 1 est l'anneau du cable de treillage .2 et 3 sont des dispostifs de fin de courses ; 5 es't le cable .27 est le carter cylindrique ; 29 et 28 sont les axes où s'articulent les tiges de vérins 7 et 37 sur les bagues 4 et 38 .15 et 35 sont les fût de vérins dont chaque base s articule sur l'arbre d'une charnière : 24 ; 16 et 36 sont les pistons des tiges de vérins 7 et 37 ; 11 est le support télèscopique du cylindre dont la surface spiralée sert a guider l'enroulement du cable : S ; 12 est le moteur éléctrique de commande du tiroir hydraulique surmonté de son entenne . 13 est le tuyau relié au dispositif de vérouillage : 23 pour acheminer la surpression . 14 est la roue crantée solidaire du cylindre 28 ;dans laquelle vient loger le piston du dispostif : 23 22 est la batterie d'accumulateur ; 26 est le fil conducteur qui la relie au moteur éléctrique 12 . 21 est le réservoir iiydrauîique . 20 est la pompe .19 est sa poulie dotée d'un dipositif a cliquets entrainé par la chaine de transmission 17 dont la roue dentée est solidaire du cylindre : 28 . 27 est le tuyau de retour d'huile au réservoir 21 . 10 est le bloc hydraulique . 31 est la vanne de réglage de la pression 8 est le tuyau de pression d'huile d'une extrémité du fût de vérin: 15 ; 40 est le tuyau de l'autre extrémité .18 est le tuyau de pression d'huile ente la pompe et le tiroir . 27 est le carte cylindrique du dispositif A la FIGURE : 2 ; 1 est l'anneau du cable de treuillage ;5 est le cable .6 le cylindre de guide cable ;33 est le fût qui retient un des ressorts hélicoïdaux : 34 . Le fût est est 33 est fixé après le carter 27 ; 36 est une fin de course de la tige a crémaillère 31 qui s'engraine sur le pignon 30 .35 est l'autre fin de course . 23 est le piston du dipositif de vérouillage qui se loge dans la roue crantée : 14 du cylindre 28 ; 4 est le tuyau du retour du fluide au réservoir 21 ;18 est le tuyau de pression d'huile ;19 est le pignon a cliquets de la pompe : 20 ; 17 est sa chaine d'entrainement en provenance du cylindre : 28 ; 10 est le bloc hydraulique; 12 est le noteur éléctrique radio-commandé . 30 est son entenne 8 et 9 et 40 et 41 sont les branchements des tuyaux flexibles -A la FIGURE : 3 ;10 est le bloc hydraulique ;8 et 40 sont les départs du fluide en direction des vérins droits et gauche 9 et 41 sont les retours de fluide en direction des fûts de vérins . 43 est le tiroir hydraulique rotatif .I1 est traversé par carneaux 48 et 46 .47 est le tuyau de retour du -fluide ;18 est le tuyau d'arrivée de la pression hydraulique 45 est la soupape de retenue de la pression .49 est le piston doté d'un ressort pré-réglé selon la pression interne exigée rl est bloqué par un ergot afin que son déclanchenent dans le sens de l'ouverture soit rapide et complet lorsqu'il libère -l'a pression en direction du vérou de treuil .31 est la vanne de réglage de pression de la pompe hydraulique .50 est le conduit interne sur le quel est branché le tuyau de retour: 5-1 est relié au tuyau d'arrivée : 18 ;12 est le moteur électrique doté de son entenne .est le bras de levier -solidaire du tiroir 43 . Ce levier est placé en fin de course Dans cette position radio-connandée il a orienté le tiroir ce qui à placé le conduit : 48 en face du conduit : 51 de sorte que la pression du fluide arrive aux branchenents 40 et 8 où seront branchés les tuyaux flexibles : 8 et 40 -Les tuyaux flexibles : 41 et 9 sont réliés au tiroir repère 41 et 9 pour le retour du fluide lequel traversera le conduit 46 relié au canal 50 pour l'évacuation par le tuyau : A la FIGURE 4; le bras 52 à placé le conduit : 48 sur le canal :50 direction le tuyau P 7 ; Les ouvertures 8 et 40 canalisent la pression en prvovenance des fûts de vérins par les tuyaux flexibles ' 41 et 9 . Le conduit 46 canalise la poussée du fluide vers les sorties de flexibles 8 et 40 car il est placé devant le canal 51 qui reçoit la pression en provenance du tuyau 18 A la FIGURE 5 5 ;le bras 52 a placé le conduit : 48 sur les ouvertures des canaux de sortie et d'entreé du fluide en provenance des fûts de vérins . Cette action a pour but de faciliter le mouvement linéaire du piston de la tige de vérin dans le fût lorsque l'on décide libérer un fardeau retenu par les nachoires d'un matériel de préhension .Le conduit 46 est neutralisé de même que ques canaux 50 et 51 -A la FIGURE : 6 ; 54 est un tas de gravier ;55 un équipement utilisé en terrassement sous le nom de benne preneus'e .57 est le dispositf de l'invention qui reçoit deux vérins verticaux reliés a la charnière du dispositif .59 est le crochet de la grue .60 est son cable 61 et 62 ses treuils 68 est le levier -de commande du treuil .69 est le relais de commande radio avec son entenne .70 est le bouton de radio- commande du bras 52 en position dans la FIGURE : 4 . Le crochet : 59 de la grue est au point le plus bas A la FIGURE - 7 le levier 68 de la grue est incliné ce qui a -fait treuiller le cable . Le crochet 59 est a une certaine hauteur . Ce début de treuillage a provoqué la fermeture de la benne preneuse et son renplissage A ta FIGURE - 8 le crochet 59 est tres haut . La benne preneuse est en hauteur et toujours fernée . Le levier de -cornallde 68 toujours en position de levage A la FIGURE ' 9 ;le crochet : 59 est toujours en hauteur nais grâce au levier 68 ranené au point mort la charge est stabilisée Le manipulateur a apuyé sur le bouton de radiocommande : 71 . Cette action a poussée le levier 52 dans la position de la FIGURE : 5 Ce type de benne preneuse s'est ouvert complètement . A la FIGURE : 10 ; le crochet 59 est au plus bas L'équipement est reposé au sol en position ouverte obtenue à la FIGURE 9 prète a etre refermée et remplie par un nouveau tr llage -Le levier de commande 68 de la grue a été repousse vers l'avant pour libérer le cable qui s'enroule dans le cylindre. Le manipulateur appuis sur le bouton pour le retour du tiroir par l'arbre 52 en position comme FIGURE : 4 Plus .'rHquement, ' la commande 70 place le tiroir en position -fermeture hydraulique de l'equipement.La commande 71 ouvre le eirouit evacuat.ion La commande 72 dirige le fluide å l Oppose dans les fûts de vérins pour permettre 1 ouverture de 1 équipement sous pression hydraulique A la FIGURE 11 :27 est le carter du dispositif de l'invention -73 et 74 sont les fûts de vérins qui s'articulent sur des axes fixés de parts et d'autres et dont les tiges de vérins sont adaptées sur les organes en mouvements .7 et 76 sont les organes du faux chassis destinés a faciliter l'adaptation du dispositif sur une bene prenneuse standard .77 et 78 sont les axes de la charnière .79 ; 80 ; 81 ; 82 sont les tuyaux flexibles destinés au mouvement du fluide REVENDICATIONS l-Dispositf qui permet d'obtenir une force motrice hydraulique élèctrique,pneumatique, mécanique, ou de transformer tout autre fluide en force motrice par le treuillage alternatif d'un cable --Dlspositlf selon la revendication 1 caractérisé par le fait - qLi 'il comprend carter qui prend la forme d'un accessoire dans le quel tourne un cylindre entouré d'un cable de treuillage. 3-Dispositif selon la revendication 2 caractérisé par le fait que des tiges a crémaillères extraies par la rotation du cylindre compriment des ressorts de rappel et donnent une - fin de course au cylindre lorsqu'il est treuillé et une suture lorsqu'il est rappelé 4- Dispositif selon les revendications précédentes caractérisé parle fait que le treuillage du cylindre entraine une pompe hydraulique dont le pignon d'entrainement comporte un cliquet - et dont la pression est canalisée vers un bloc hydraulique doté d'un vanne de réglage de pression , d' un tiroir radio commandé qui a pour but d'inverser les circuits hydrauliques et d'un piston relié par canal au vérouillage du treuil chaque fois que la pression du fluide dépasse le réglage. 4- Dispositif selon les revendications précédentes caractérise parle fait que dès que le cylindre est bloqué soit par le vérouillage du a la surpression soit par les fins de courses mécaniques il constitue une amarre pour que le treuillage s'il continu se transforme en soulèvement du dispositif j- Dispositif selon les revendications précédentes caractérisé par le fait que le carter prend la forme d'un accéssoire dont la base reçoit un faux chassis destiné à en standardiser l'adaptation sur tous les matériels de préhension les cotés du carter étant renforcés pour rececoir un ou plusieurs verins déstinés au fonctionnement de l'appreil