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(11) | EP 0 037 348 A2 |
(12) | DEMANDE DE BREVET EUROPEEN |
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(54) | Système de sécurité pour appareil de levage à commande hydraulique |
(57) Dans ce dispositif, à chaque vérin est associé un système de détection de pression
(10, 12), comportant deux seuils, dont celui supérieur correspond à la pression maximale
admise, cette double détection permettant de déterminer l'évolution de la pression
au cours de la poursuite d'un mouvement, après passage du premier seuil. |
- quand une pression correspondant au seuil inférieur est atteinte par augmentation de l'angle que forment deux bras de l'appareil, la poursuite du mouvement est interdite de même que la sortie du télescope 4 et que,
- quand une pression correspondant au seuil inférieur est atteinte sans modification des angles que forment les différents bras, mais par allongement d'une partie télescopique que comprend l'un de ceux-ci, la sortie du télescope est rendue impossible, de même que les rentrées des tiges des vérins, correspondant à une diminution des angles respectifs que forment les différents bras, la sortie des tiges de ces vérins étant possible et l'augmentation des angles que forment les différents bras étant réalisée dans la mesure où-le second seuil n'est pas atteint, tandis que si ce second seuil est atteint, la sortie du télescope demeure impossible et la sortie des tiges de vérins d'articulation des bras est rendue impossible, tandis que leur rentrée est autorisée.
Figure 1 est une vue d'une grue destinée à être montée sur un véhicule ;
Figures 2 à 4 sont trois vues en coupe longitudinale, d'un premier dispositif associé au distributeur de commande de chaque vérin au cours de trois phases de fonctionnements
Figures 5 et 6 sont deux vues en coupe longitudinale d'un autre dispositif associé au distributeur de commande de chaque vérin, dans deux positions extrêmes ;
Figure 7 est une vue du circuit électrique de commande de ce système de sécurité, avec action sur une électrovanne du circuit de sécurité ;
Figure 8 représente les différentes possibilités d'actionnement d'un distributeur associé à une grue conforme à la figure 1.
- La charge est admissible donc RD est alimenté. Les micro-contacts a1 et/ou c1 sont fermés, a2 et/ou c2, sont ouverts. La ligne A2 n'étant pas sous tension, la fermeture de al, cl ne modifie en rien le système et EVS est normalement alimentée. L'opération est possible. Si l'on tente de faire en même temps les mouvements B ou D, le relais Rc abcd s'ouvre, les contacts a2, b2 s'ouvrent et désalimentent EVS. Tous les mouvements sont impossibles, bien que la valeur de la pression soit en-dessous du premier seuil.
- La charge est inadmissible au départ du mouvement ou le devient en cours d'opération. Au moment de l'apparition du défaut, après temporisation, la ligne A2 est alimentée, les micro-contacts al et/ou c1 sont fermés. REM3 et RE3 sont fermés, et RBDM2 est fermé puisque le défaut n'est pas apparu par un mouvement B D, donc non mémorisé en RBDM. Le relais RACM met en mémoire l'apparition du défaut sur A ou C, le relais RAC est alimenté. Par la mise en défaut, RDT2 s'ouvre, EVS est désalimentée et la poursuite de l'opération n'est plus possible. Si l'on reproduit le mouvement AC, il n'y a pas de réalimentation de EVS, RACM3 se trouvant ouvert.
- Si l'on tente d'exécuter E, le micro-contact RE3 va s'ouvrir puisque le relais RE est alimenté et reste sans effet sur l'alimentation de EVS. Le contact étant fermé sur l'alimentation de e, le relais RE étant alimenté, les contacts RBDM et RBD sont fermés, RACM4 est ouvert, puisque RACM a en mémoire le défaut constaté sur AC, et REM n'est pas àlimenté. Les contacts RE1 et RE2, normalement fermés, sont alors ouverts. EVS ne peut être réalimentée et le système reste sous sécurité.
- Si l'on tente d'exécuter F, le contact f est fermé. La ligne A2 est sous tension, les contacts RBD1 et RAC1 sont normalement fermés puisqu'aucun mouvement n'est fait sur B, D ni sur A, C. Seul RACM garde en mémoire l'apparition du défaut sur AC. EVS est réalimentée pendant le temps que dure l'opération et jusqu'à ce qu'elle soit interrompue ou que le contact 51 se referme. Il est possible d'effectuer conjointement à F les mouvements B, D, tandis que l'exécution conjointe de A, C, ouvre le contact RAC1 et interdit le mouvement. Cette alternative est obligatoire du fait que l'on ne sait pas hydrauliquement quel sera le mouvement prioritaire et que A, C est aggravant.
- Si l'on tente d'exécuter B, D, les contacts bl, d1 vont se fermer. Le contact RACM2 est ouvert puisque RACM a en mémoire l'apparition du défaut sur A, C. RBDM et RBD ne peuvent être alimentés. Le contact RACM1 est fermé de même que le contact RE1. L'électrovanne EVS va être réalimentée et les mouvements B, D seront rendus possible. La combinaison avec E est impossible car, dans ce cas, le contact RE1 serait ouvert.
- Si l'on tente d'exécuter des mouvements croisés, BD pourrait réalimenter EVS, mais le relais de croisement Rc abcd s'ouvre et laisse le système sous sécurité.
- Lors de l'exécution d'un mouvement, B, D ou BD les deux hypothèses précédentes sont à envisager et le système réagit dans chaque cas de la même façon, mais avec les relais de pilotage RBD et RBDM.
- La mise en défaut par l'exécution du mouvement F est à exclure, car ce mouvement est toujours désaggravant s'il est exécutée seul.
- Lors de l'explication du mouvement A, C, il a été indiqué que l'exécution simultanée de mouvements désaggravants B, D avec F reste possible, mais que la combinaison de F avec le mouvement ayant créé le défaut devient impossible.
- Mise en défaut par l'exécution du mouvement E. Le système est conçu de telle sorte que les effets du mouvement E soient assimilés à ceux du mouvement B, D. Il serait également possible d'adopter la possibilité inverse et de les assimiler à A, C. Du fait de l'hypothèse posée, la mise en défaut lors de l'exécution d'un mouvement E va rendre impossible la réalimentation par mouvement B, D. Il est rappelé que E est impossible quand un seuil dangereux a été atteint soit par B, D, soit par A, C. L'assimilation de B, D à E est nécessaire afin que, lorsque l'on descend une charge dont le point d'application est situé au-dessus des plans-HI et H2 et que le premier seuil de pression est atteint par exécution du mouvement E la continuation de la descente par B, D soit interdite. Evidemment, la montée par les mouvements A, C reste autorisée.
- Le mouvement E est entrepris et son exécution n'a pas pour effet de faire franchir le premier seuil de pression. Le contact e va se fermer. Or, la ligne A2 n'est pas alimentée et EVS reste alimentée, de telle sorte que le mouvement s'exécute normalement. Les mouvements EBD et EAC restent possible, seul un croisement EBC ou EAD désalimente EVS par ouverture du relais de croisement Rc abcd.
- La mise en défaut se produit lorsque le point d'application de la charge P est situé au-dessus des plans H1 et H2. Le contact e se ferme, la ligne A2 est sous tension après ouverture du contact 51. Le contact RE3 interdisant le croisement EAC, les relais RE et REM sont alimentés, et RBDM, RBD et RACM4 sont fermés puisqu'il n'y a pas un défaut sur A C ou B D. Le relais RE ouvre les contacts RE2 et RE1, le relais REM ouvre le contact REM2, mettant en service le deuxième seuil de pression détecté, et le contact RME3 s'ouvre tandis que RME1 se ferme. Aucun mouvement n'est donc possible si le mouvement E n'est pas interrompu. Lorsque E est interrompu, le mouvement F est possible, RBD1 et RAC1 étant fermés. Bien que RE1 soit fermé, les mouvements B, D sont impossibles car RACM1 est ouvert pour non défaut sur A, C.
- Si le point d'application de la charge P est en-dessous des deux plans horizontaux H1 et H2, le fonctionnement du système est le même avec mise en service du second seuil de pression, interdiction des mouvements B, D, et autorisation de A, C. Le mouvement A, C, s'effectue, mais son exécution est aggravante et la valeur de pression détectée va atteindre le second seuil. Le contact 52 s'ouvre, RS1 n'est plus alimenté et va fermer le contact RSI1 qui va alimenter les relais d'effacement de mémoires RAZRBDM et RAZREM et simultanément alimenter les relais RAC et RACM des mouvements AC. Les mémoires RBDM et REM étant effacées, RBDM1 et REM1 sont ouverts, un défaut en mémoire sur RACM et RACM1 fermé. Les mouvements B, D réalimentent bien EVS si on ne les croise pas avec E.
- Avoir la certitude que le système de sécurité est en ordre de marche.
- Assurer une sécurité totale du fait de l'impossibilité de tout mouvement de commande hydraulique, y compris la rotation de l'embase et le mouvement des béquilles de stabilisation dans le cas d'une grue montée sur un véhicule.
- Utiliser une électrovanne tant pour le système de surveillance des circuits que comme appareil de mise en sécurité de l'appareil.
- Permettre l'installation d'un tel système sur de nombreux types d'appareils sans modification ou adjonction sur les éléments constructifs de base.
- Permettre la suppression des vérins de verrouillage du tiroir, ainsi que de l'électrovanne les alimentant et des différents accessoires hydrauliques ou électriques.
- Permettre le montage de l'électrovanne en un point quelconque de la conduite d'alimentation du distributeur, ce qui permet l'adaptation sur n'importe quel type d'appareil.
- Limiter la maintenance du système puisqu'une électrovanne est un accessoire très simple.
- quand une pression correspondant au seuil inférieur est atteinte par augmentation de l'angle (a, β) que forment deux bras de l'appareil, la poursuite du mouvement est interdite de même que la sortie du télescope et que,
- quand une pression correspondant au seuil inférieur est atteinte sans modification des angles que forment les différents bras (2, 3, 4) mais par allongement d'une partie télescopique que comprend l'un de ceux-ci, la sortie du télescope est rendue impossible, de même que les rentrées de tiges des vérins (A, B) correspondant à une diminution des angles respectifs que forment les différents bras, la sortie des tiges de ces vérins (A,B) étant possible et l'augmentation des angles (a, β) que forment les différents bras étant réalisée dans la mesure où le second seuil n'est pas atteint, tandis que si ce second seuil est atteint, la sortie du télescope demeure impossible et la sortie des tiges de vérins (A, B) d'articulation des bras (2, 3, 4) est rendue impossible , tandis que leur rentrée est autorisée.
2. - Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif (10, 12) de détection de pression associé à chaque vérin permettant la variation angulaire de deux bras est constitué par un manocontact comportant deux seuils de détection de pression.
3. - Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif (10, 12) de détection de pression associé à chaque vérin permettant la variation angulaire de deux bras est constitué par deux manocontacts montés en série, dont chacun comporte un seuil de détection de pression déterminé.
4. - Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif associé au distributeur de commande de chaque vérin de manoeuvre comportant un cylindre (13) à l'intérieur duquel sont montés, d'une part, une tige (17) déplaçable axialement et solidaire en mouvement du tiroir du distributeur considéré et, d'autre part, au moins un élément (46, 49) réalisé en un matériau magnétique, coulissant librement sur la tige et formant le noyau d'une bobine électromagnétique (45, 48) qui est montée de telle façon que, lorsque la pression dans un vérin à surveiller est inférieure à une pression prédéterminée, la bobine (45, 48) n'est pas alimentée en courant et le distributeur de commande peut être actionné normalement, entraînant en déplacement la tige (17) à l'intérieur du cylindre jusqu'à ce qu'elle vienne en appui par l'intermédiaire d'une butée qu'elle présente contre l'un des noyaux précités et que, lorsqu'une pression supérieure à une pression prédéterminée règne dans le vérin surveillé, la bobine contre le noyau de laquelle la tige est en appui, est alimentée en courant et assure le déplacement du noyau et, par suite, de la tige (18) et du tiroir du distributeur, dans un sens opposé à celui ayant commandé l'opération génératrice de cette augmentation de pression dans le vérin, jusqu'à une valeur inacceptable.
5. - Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que la course de chaque noyau (46, 49) à l'intérieur du cylindre (13) est égale à la course du tiroir du distributeur entre la position neutre et une position d'utilisation.
6. - Système selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le système comprend un dispositif (35, 36, 37) de détection du sens de déplacement de la tige de chaque vérin actionné, le cylindre (13) que comporte le dispositif associé à chaque distributeur étant partagé en deux chambres dans chacune desquelles sont montés une bobine (45, 48) et un noyau (46, 49), les noyaux étant déplaçables par leurs bobines respectives dans des sens inverses, l'une ou l'autre des deux bobines pouvant être alimentée suivant le sens de déplacement de la tige du vérin considéré.
Système selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que chaque noyau (46, 49) comprend une partie tubulaire coulissant sur la tige (17) associée au distributeur, à partir de laquelle s'étend une partie (47, 50) en forme de collerette située à son extrémité arrière dans le sens de déplacement du noyau.
8. - Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif associé au distributeur de commande de chaque vérin de manoeuvre comprenant un cylindre contenant une chambre unique à l'intérieur de laquelle est monté flottant et coulissant avec étanchéité tant sur la face interne de la chambre que sur une tige solidaire du tiroir du distributeur un piston, la chambre présentant, à proximité de ses deux extrémités,.deux ouvertures raccordées à des tubulures d'amenée de fluide hydraulique, et la tige-solidaire du tiroir du distributeur passant de part et d'autre du piston des butées, celles-ci étant disposées de manière à ménager, par rapport au piston, un jeu au moins égal à la course du tiroir du distributeur de commande entre ses deux positions extrêmes de travail.
9. - Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif élastique (32, 33, 34) de rappel du tiroir en position neutre en conditions normales de fonctionnement est situé du côté opposé au dispositif de sécurité par rapport au tiroir du distributeur considéré.
10. - Système selon la revendication. 1, caractérisé en ce que les informations fournies par les dispositifs de détection de pression commandent une électrovanne (EVS) montée sur le circuit de sécurité du système hydraulique.
11. - Système selon la revendication 10, caractérisé en ce que le circuit électrique dont il est équipé comprend une première ligne (A1) d'alimentation électrique qui, en conditions normales de fonctionnement, assure l'alimentation du dispositif (51) de détection du premier et du deuxième seuils de pression, et une seconde ligne (A2) d'alimentation électrique assurant, après atteinte du premier seuil, l'alimentation d'un bloc qui détecte les mouvements effectués, qui donne les ordres d'interdiction de poursuite des mouvements aggravants, qui met en mémoire le mouvement ayant créé le défaut et qui ré- autorise l'amorçage du système hydraulique quand les mouvements effectués sont désaggravants.
12. - Système selon la revendication 10, caractérisé en ce que le bloc de sécurité est agencé de telle sorte que, dans la mesure où un mouvement désaggravant est exercé de façon temporaire, il conserve en mémoire le mouvement ayant créé le défaut et que, dans la mesure où le mouvement désaggravant est exercé suffisamment longtemps pour ramener la pression au-dessous du premier seuil, il réalise l'effacement des mémoires, la coupure de l'alimentation par la seconde ligne (A2), et la reprise de l'alimentation de l'électrovanne (EVS) par la première ligne (Al).
13. Système selon l'une quelconque des revendications 11 et 12, caractérisé en ce que, lors de l'atteinte du second seuil, il se produit une inversion des mémoires, par effacement de l'information correspondant au mouvement ayant provoqué l'atteinte du premier seuil et simultanément mise en mémoire du défaut ayant provoqué l'atteinte du second seuil, réautorisant ainsi les mouvements inverses à ceux ayant permis d'atteindre le second seuil.
14. - Système selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que, sur la ligne d'alimentation électrique du dispositif de détection du premier seuil de pression, est monté un relais (Rc abcd) alimenté selon l'état du système soit par la première ligne (A1), soit par la seconde ligne (A2), et comportant un contact (al, bl, c1, dl) associé à chaque commande du distributeur correspondant aux vérins d'articulation, les contacts correspondant à des mouvements croisés de deux vérins (V1, V2) étant montés en parallèle.