Brevet FR2821614A1 — publié le 20020906

La présente invention concerne le domaine des engins, installations et/ou dispositifs de levage, destinés à la manutention de charges lourdes et elle concerne, plus particulièrement mais non exclusivement, les engins de levage de type mobile et automoteur qui possèdent, en tant qu'équipement de manutention, un palonnier de prise en charge par suspension. A titre d'application préférée mais non limitative, l'invention vise, plus particulièrement encore, le domaine des engins de levage-manutention de conteneurs, tels que ceux qui sont fréquemment utilisés sur les aires d'embarquement et de débarquement des ports maritimes par lesquels sont reçues et acheminces des charges lourdes et, notamment, des conteneurs de forme parallélépipèdique rectangle qu'il convient de pouvoir déplacer, transporter, lever, abaisser, gerber, avec une grande sécurité. Dans le domaine général ci-dessus et plus particulièrement celui relevant de l'application maritime, il est habituel de mettre en _uvre des engins de levage manutention, généralement automoteurs, du type à chenilles ou à roues, et qui possèdent, sur une superstructure adaptée, un palonnier de suspension, orientable et généralement réglable dans plusieurs directions, de façon à pouvoir être adapté aux gabarits standardisés ou non des charges devant être manutentionnces. Dans le cas d'application notamment aux conteneurs de transport maritime, le palonnier est adapté en bout d'une poutre ou flèche à caractère télescopique ou non. De manière à assurer la fonction prévue, il est bien évidemment nécessaire de prévoir des moyens techniques qui permettent d'établir ou de rompre à volonté la liaison structurelle matérielle entre le palonnier de suspension et la charge, notamment le conteneur. Les moyens techniques succinctement rappelés ci-dessus sont bien connus et peuvent être considérés comme donnant satisfaction pour la fonction essentielle de levage-manutention. Les tendances actuelles de transport par conteneur font appara^tre le recours à des charges de plus en plus lourdes qui sont essentiellement variables d'un conteneur à l'autre, même de gabarit identique. Un problème particulier devant alors être pris en compte est celui de l'appréciation exacte de la charge pondérale de chaque conteneur, de manière à pouvoir déterminer, avec précision, le facteur de sécurité, tant pour I'engin de levage-manutention, que pour le principe de centrage et de chargement, dans le cas notamment d'embarquement sur navire. C'est la raison pour laquelle il apparaît de plus en plus impératif et incontournable de procéder à un pesage individuel pour chaque prise en charge, de manière à pouvoir apprécier si le facteur de sécurité et de charge pondérale n'est pas dépassé et si des dispositions particulières doivent être considérces pour ce qui concerne le levage, la manutention, l'embarquement, le centrage, voire encore les capacités de gerbage vertical de plusieurs conteneurs de même gabarit. De telles opérations de pesage sont longues à conduire, exigent des passages sur bascule qui ne sont pas de nature à favoriser une grande aisance de déplacement des engins de levage-manutention, notamment sur les aires d'embarquement, débarquement ou stockage de tels conteneurs, font intervenir fréquemment des opérations de reprise et constituent au total une sujétion importante grevant le bilan économique de la phase de levage-manutention. Au surplus, ces opérations nécessaires et différentes ne sont pas de nature à fournir une précision convenable, de sorte que la facturation du service attaché à la prestation de levage-manutention s'en trouve pénalisée d'autant. C'est la raison pour laquelle il a été préconisé d'adapter des moyens d'appréciation de la charge pondérale sur l'engin de levage-manutention, de manière à disposer, immédiatement et en temps rcel, d'une information à même de répondre à la prooccupation générale évoquce ci-dessus. Pour ce faire, il a été, de façon générale, préconisé de mettre en place des moyens de captage de contrainte, par exemple, directement sur les vérins de levage dans le cas d'une flèche, de tels moyens, connus en euxmêmes, réagissant immédiatement à la charge pondérale que l'engin a pour mission d'élever en suspension. Les expérimentation qui ont été conduites sur une telle base ont permis de constater que le principe visé ne permettait pas d'obtenir une information suffisamment précise de la charge pondérale portée. Cette imprécision est. vraisemblablement, à mettre au compte de l'éloignement existant entre le point de suspension de la charge, par exemple située en bout de flèche, et les vérins de levage, un tel éloignement induisant, par contrainte mécanique, des distorsions d'appréciation fournissant des évaluations erronées pouvant conduire, par accumulation, à des situations hors normes de sécurité susceptibles de provoquer des accidents préjudiciables au plan humain. De surcro^it, une telle imprécision n'est pas non plus acceptable, en considération du coût taritaire relativement à la prestation de levage-manutention devant êke assurée pour le compte d'un tiers. L'objet de l'invention est de répondre au besoin qui se fait actuellement sentir de pouvoir disposer, en temps rcel, d'une information précise de la charge pondérale soulevée, en ne faisant intervenir que des adaptations des moyens techniques jusqu'à présent réunis pour assumer la charge de levage-manutention à partir des engins de lO type connu. Pour atteindre l'objectif ci-dessus, l'invention a pour objet un verrou peseur d'agrippement pour palonnier qui est caractérisé en ce qu'il se compose: À d'un corps de fixation comportant des moyens de guidage et d'immobilisation axiale et des moyens de guidage en rotation, À d'un organe d'agrippement traversant le corps dans lequel il est maintenu par lesdits moyens de guidage et d'immobilisation et qui comporte, extérieurement au corps, un embout d'accouplement avec une transmission d'entraînement en rotation alternée et, à l'opposé une tête épaulée, À et d'un capteur de contrainte à la traction imposée audit organe d'agrippement, après l'accouplement avec la mortaise, lors des opérations de levage-manutention du conteneur. L'invention a encore pour objet un palonnier d'engin de levagemanutention dont la structure comprend au moins un verrou d'agrippement conforme à l'invention. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite cidessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. l est une élévation latérale schématique d'un engin de levage manutention, notamment de conteneurs. La fig. 2 est une vue en plan schématique prise sensiblement selon la ligne II II de la fig. 1. La ffg. 3 est une élévation schématique, analogue à la fig. 1, mais illustrant une phase de mise en service de l'engin de levage-manutention. La fg. 4 est une perspective partielle montrant, à plus grande échelle, un détail de réal i s ati on de l 'un de s éléments c omp o s ant l ' eng in de l ev age -manutenti on s el on les fig. 1 à3. La fig. 5 est une perspective montrant, à plus grande échelle, l'objet de l'invention. La fig. 6 est une coupe sensiblement prise selon le plan VI-VI de la fig. 5. La fig. 7 est une coupe, analogue à la fig. 6, mais illustrant une variante de réalisation. Les fig. 1 et 2 montrent, à titre d'exemple d'application, un engin de levage lO manutention, désigné dans son ensemble par la référence 1. Un tel engin comprend un châssis 2 porté par des moyens de déplacement autonome, tels que des roues 3 ou encore des chenilles non représentées, de tels moyens étant rendus automoteurs par l'intermédiaire de tout système de motorisation appropriée. Le châssis 2 supporte une cabine de pilotage 4, ainsi qu'une structure, voire une superstructure porteuse 5 sur lS laquelle est articulée, par un axe horizontal 6, une flèche 7 ordinairement orientée dans le plan de symétrie longitudinal du châssis 2. Il doit, toutefois, être considéré que, dans certains cas, la structure 5 peut être constituée sous la forme d'une tourelle qui est alors orientable sur un axe vertical. La flèche 7 peut être télescopique ou non et peut être orientée en site par pivotement sur l'axe 6, par l'intermédiaire d'un ou de plusieurs vérins 8, généralement hydrauliques, au moins à simple effet, interposés entre un harnais de renforcement 9 et le châssis 2. La flèche 7 comporte, en tête de flèche lO, des moyens 11 de suspension et d'orientation d'un palonnier 12 qui est généralement constitué, comme cela est illustré par la fg. 2, par un caisson 13 de forme générale allongée et qui peut être déplacé par une tourelle d'orientation 11a, de façon que son axe longitudinal x-x' fasse un angle quelcouque, voire un angle nul, avec l'axe longitudinal y-y' de la flèche 7. Le caisson 13 porte deux demi-poutres télescopiques 14 opposces, réglables en écartement, généralement mais non obligatoirement, de façon symétrique. Chaque demi-poutre porte, en bout, une joue 15 qui est pourvue de verrous d'agrippement 16, par exemple au nombre de deux. Le palonnier 12 est donc ainsi réglable, au moins en longueur, de façon à pouvoir être adapté au gabarit de conteneurs, tels que 20, qui doivent être, comme cela est illustré par la fig. 3, levés et manutentionnés pour êke embarqués ou débarqués ou encore stockés et gerbés relativement à une aire de stockage S temporaire, telle que celle constituée par une plateforme portuaire d'un port d'embarquement-débarquement maritime. Il doit être considéré que l'exemple ci-dessus n'est donné qu'à titre illustratif, car l'objet de l'invention se rapporte à tout type de palonnier de suspension, de levage, de manutention adapté sur une structure porteuse approprice, à partir de laquelle une manutention d'une charge par suspension doit être effectuée. La fig. 3 met en évidence, dans l'application vi sce, que, par l' intermédiaire des verrous 16 et par réglage approprié de la longueur de la flèche 7 et de son orientation en site au moins, il est possible d'agripper et de saisir tout conteneur 2O, de façon à en assurer le levage, le transport, voire l'orientation, pour satisfaire aux exigences de 1 S manutention. La fig. 4 montre, plus en détail, quoique de façon schématique, la constitution partielle du palonnier 12 à partir du caisson 13 supportant l'une des demi-poutres extrêmes 14 en bout de laquelle se trouve disposée la joue 15 s'étendant transversalement à l'axe de la demi-poutre 14 et dont les deux extrémités sont pourvues de deux verrous 16 orientés vers le bas à partir d'une face de rétérence, telle que 17, appartenant à la joue 15. Il doit être considéré, au sens de l'invention, que la caractéristique constructive d'un palonnier 12 relève de la connaissance l'homme du métier, de même que les asservissements devant être mis en _uvre pour assurer éventuellement les fonctionnalités complètes permises par un tel palonnier. Il doit aussi être considéré que si, au terme des dessins et de l'application particulière visée, un palonnier, tel que 12, comporte quatre verrous d'agrippement 16, certaines applications peuvent faire intervenir un nombre différent de verrous s ans s ortir du cadre de l' i nv enti on. Un verrou d'agrippement, tel que 16, comprend, comme cela est représenté par les fig. 5 et 6, un corps de support et de fxation 21 rendant l'adaptation amovible du verrou 16 par rapport à la joue 15, dans l'exemple illustré ou à toute structure porteuse qui serait équivalente. Le corps de support et de fixation 21 délimite un passage traversant 22 qui est garni d'une fourrure de guidage 23 délimitant un alésage de passage pour un organe S d'agrippement 24 constitué principalement par une tige 25 de forme générale cylindrique. La tige 25 traverse le passage 22 et comporte une première partie terminale adaptée 26 qui est formée par un embout d'accouplement sur lequel est montée une chape 27 à même d'être lice, de façon amovible, à une transmission de commande 28, généralement constituée par une bielle ou, encore, par la tige de piston d'un vérin pnenmatique, hydraulique, électrique ou mécanique. Dans l'exemple d'application visé, la transmission 28 est du type à double effet antagoniste, de manière à pouvoir commander simultanément, en rotation sur leur axe z-z', les tiges 25 constitutives des deux verrous 15 de chaque joue. Pour des raisons qui ressortent de ce qui suit mais qui sont également connues de la technique, la transmission 28 est conçue de manière à pouvoir commander la rotation de la tige 25 sur une plage angulaire d'environ 90 , d'une position P, telle qu'illustrce par la ffg. 5, à une position P2 et inversement. La partie terminale de la tige 25, opposée à l'embout 26, est pourvue d'une tête d'agrippement 30 comprenant deux épaulements 31, diamétralement opposés selon une direction commune qui est orthogonale à l'axe z-z' et qui sont disposés en alignement avec deux prolongements 32 de la fourrure 23 dans la position stable de repos P1, telle qu'illustrée par la ffg. 5. La tige 25 est. par ailleurs, en appui, par une portée sphérique 35, sur un siège 36 qui est présenté par le corps de support et de fixation 21. La portée sphérique 25 est. de préférence, constituée par une pièce indépendante qui est immobilisée axialement et angulairement sur la tige 25. Le corps de support et de fixation est. avantageusement, complété par la présence d'un capteur de position 38 s'étendant vers le bas et qui est maintenu en saillie par l'intermédiaire d'un organe de rappel élastique 39. La fonction devant être assumée par un tel verrou est celle de permettre l'engagement de la tête 30 dans une mortaise oblongue présentée par un conteneur, tel que 20, dont la présence est apprécice par l'information délivrée par le capteur de position 39. Lorsque la pénétration de la tête 30 est intervenue, la transmission 28 est commandée pour faire tourner l'organe d'agrippement 24 de la position P1 à la position P2, de telle manière que les épaulements 31 viennent alors se placer sous les rebords d'appui délimitant la mortaise, établissant ainsi une liaison entre le verrou 16 et le conteneur 20, comme cela est d'ailleurs connu. Selon l'invention, il est prévu de mettre en _uvre, au niveau de la tige 25, un capteur de contrainte à la traction imposée à l'organe 24, dans les sens des flèches f et f2, dès que le corps de support et de fixation 21 est soulevé dans le sens de la flèche f1, après que la tête 30 a agrippé la mortaise correspondante du conteneur 20, comme cela vient d'être dit. Par un tel capteur de contrainte à la traction, il devient possible de disposer d'une information précise, localisée, qui est indépendante des contraintes mécaniques supportées par l'ensemble de la structure porteuse et qui sont de nature à introduire des distorsions quantitatives faussant l'information fournie par les méthodes d'appréciation connues actuellement. Dans un exemple d'application illustré par la fig. 6, le capteur de contrainte, désigné dans son ensemble par la référence 40, est du type à chambre de compression d'un fluide. Dans cette forme de réalisation, le capteur 40 comprend un chapeau 41 solidaire axialement et angulairement de la tige 25, en étant situé entre l'embout 26 et le corps 21. Le chapeau 41 délimite, dans sa face transversale annulaire, opposce à l'embout 26, une chambre annulaire 42 qui vient coiffer, avec interposition de joints d'étanchéité 43, un piston annulaire 44 qui est lié au corps 21, par exemple en étant rendu solidaire de la portée sphérique 35. De prétérence, la liaison axiale, entre le chapeau 41 et le piston annulaire 44, est établie par l'intermédiaire d'une embase 45 liée au chapeau et prenant appui sous un rebord annulaire 46 présenté par le piston 44. L'assemblage, tel que décrit ci-dessus, permet de délimiter la chambre 42 qui est dite aveugle, en ce sens qu'elle ne possède, ni orifice d'entrée, ni orifice de sortie et qui est remplie complètement d'un fluide, tel que l'huile hydraulique, dont la montée en pression peut être appréciée par un capteur 47 qui est relié à des moyens 48 de transmission à distance de la variation de pression constatée. Dans la situation qui vient d'être évoquée et qui correspond à une fonction de levage, la charge, reportée sur les épaulements 31 de la tête 30, sollicite la tige 25 dans le sens de la flèche f2, de sorte que le chapeau 41 tend à engager davantage le piston annulaire 44. Il en résulte une tendance à la réduction de volume de la chambre annulaire 42 et, par suite, à une montée en pression du fluide hydraulique, laquelle est transmise, par le moyen 48, par exemple, jusqu'à une unité centralisatrice mise à disposition du conducteur chargé de la manoeuvre et occupant la cabine 4 de l'engin 1. La ffg. 7 illustre une variante de réalisation selon laquelle le capteur 40 est constitué par une jauge de contrainte 50, du type extensométrique, qui est disposée à l'intérieur d'un puits ou d'un alésage borgne 51 pratiqué axialement dans l'organe 24 et, de prétérence, dans la partie de la tige 25 s'étendant à partir de l'embout d'accouplement 26. Les deux extrémités de la jauge extensométrique sont ancrées sur deux parties axialement distantes de la tige 25 dont l'une, telle que 52, est située dans la partie de cette dernière susceptible de conna^tre un déplacement axial relatif à l'intérieur de la fourrure 23, en étant situce en dessous de l'appui de butée axiale existant entre la portée sphérique 35 et le siège 36. Comme dans l'exemple précédent, la jauge de contrainte est lice à un moyen, tel que 48, de transmission à distance de l'information électrique qu'elle délivre lorsqu'elle est soumise à une contrainte d'extension résultant de la mise sous traction de la tige 25 sollicitée en charge de levage. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDI CAT I ON S 1 - Verrou peseur d'agrippement pour palonnier de prise en charge d'un engin de levage-manutention de conteneurs, du type tournant et à tête épaulée, destiné à coopérer avec une mortaise oblongue présentée par un conteneur, caractérisé en ce qu'il se compose: À d'un corps de fixation (21) comportant des moyens (35, 36) de guidage et d'immobilisation axiale et des moyens (23) de guidage en rotation, À d'un organe d'agrippement (24) traversant le corps dans lequel il est maintenu par lesdits moyens de guidage et d'immobilisation et qui comporte, extérieurement au corps, un embout (26) d'accouplement avec une transmission (28) d'entrainement en rotation alternée et, à l'opposé, une tête épaulée (30), et d'un capteur (40) de contrainte à la traction imposée audit organe d'agrippement, après l'accouplement avec la mortaise, lors des opérations de levage-manutention du conteneur. 2 - Verrou selon la revendication l, caractérisé en ce que l'organe d'agrippement comprends une tige (25) de forme générale cylindrique, maintenue dans le corps, et en ce que le capteur de contrainte (40) est interposé entre deux parties axialement distantes de la tige. 3 -Verrou selon la revendication 2, caractérisé en ce que le capteur (40) est constitué par une jauge de contrainte (50) du type extensométrique, logée dans un alésage axial (51) de la tige (25) et dont les extrémités sont ancrées sur deux parties axialement distantes de la tige. 4 - Verrou selon la revendication l, caractérisé en ce que l'organe d'agrippement comprend une tige (25) de forme générale cylindrique, maintenue dans le corps, et en ce que le capteur de contrainte (40) est interposé entre le corps (21) et la partie de la tige opposée à la tête (30). - Verrou selon la revendication 4, caractérisé en ce que le capteur (40) est du type à chambre (42) de compression d'un fluide. 6 - Verrou selon la revendication 5, caractérisé en ce que le capteur est du type à chambre de compression d'un fluide hydraulique. 7 - Verrou selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la chambre de compression (42) est du type aveugle. 8 - Verrou selon la revendication 7, caractérisé en ce que la chambre de compression est du type annulaire et se trouve délimitée enhe un chapeau (41) solidaire de la tige (25) de l'organe d'agrippement (24) et un piston annulaire (44) porté par le corps (21). 9 - Verrou selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (47, 48) de transmission à distance de l'information délivrée par le capteur de contrainte. 10 - Palonnier de prise en charge pour engin de levage-manutention de conteneurs, comportant en au moins un point de sa structure un verrou selon l'une