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(11) | EP 1 348 666 A1 |
| (12) | DEMANDE DE BREVET EUROPEEN |
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| (54) | Sytème d'apport d'huile dans la ligne d'équilibrage d'une flèche de grue à portée variable |
| (57) Une ligne d'apport d'huile 13 relie la pompe d'alimentation en huile 11 et la conduite
d'équilibrage hydraulique 9 et, sur cette ligne 13 est disposée une électro-valve
15. Des capteurs de détection de position 17, 18 sont placés respectivement sur le
bras auxiliaire 4 et sur le bras principal 3 au voisinage de l'articulation du balancier
5 du contrepoids. Si le bras principal 4 est détecté dans sa position pendulaire alors
que le balancier 5 du contrepoids n'est pas encore détecté dans sa position verticale,
l'activation de l'électro-valve 15 est commandée par l'automate 16 et un supplément
d'huile est apporté au vérin 8 pour amener le balancier 5 en position verticale. |
[0001] La présente invention concerne les dispositifs assurant l'équilibrage automatique de la flèche d'une grue à bras articulés ou télescopiques en fonction de la variation de la portée de cette flèche et, plus particulièrement, un tel dispositif d'équilibrage automatique à commande hydraulique.
[0002] Par le brevet français N° 82.19842 (2 536 733) on connaît un dispositif hydraulique d'équilibrage automatique de la flèche d'une grue, dans lequel une chambre du vérin hydraulique commandant le mouvement du bras auxiliaire de la flèche et une chambre du vérin hydraulique commandant le balancier du contrepoids sont reliées en série, alors que l'autre chambre de chacun des deux vérins est reliée sélectivement, au moyen d'un distributeur hydraulique, soit à une source d'alimentation en fluide hydraulique, soit à un réservoir de fluide hydraulique. Il se produit ainsi, par transfert de fluide dans la ligne d'équilibrage reliant les deux vérins, un équilibrage automatique de la flèche par déplacements proportionnels des centres de gravité du bras auxiliaire et du contrepoids.
[0003] Ce dispositif connu connaît un succès mérité, mais il présente cependant l'inconvénient que, en raison de fuites pouvant se présenter dans les circuits hydrauliques, en particulier au niveau des joints, il peut se présenter un manque de synchronisation dans les mouvements du bras auxiliaire et du balancier de contrepoids qui est de nature à perturber le fonctionnement du dispositif.
[0004] La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient et elle propose à cet effet un système simple, fiable et peu coûteux permettant de rattraper, de façon automatique ou manuelle, ce défaut de synchronisation.
[0005] On connaît par le document FR 1 135 807 un système d'équilibrage automatique pour une grue du type comprenant une flèche constituée par un bras unique articulé à une extrémité sur un socle, ce bras portant un contrepoids conçu pour pouvoir coulisser. L'équilibrage est assuré par un piston contraint par ressort et auquel est attaché le câble de relevage de la flèche, ce piston se déplaçant dans un cylindre hydraulique relié à un vérin hydraulique commandant le coulissement du contrepoids. La fourniture d'un appoint de pression au cylindre ou au vérin hydraulique, pour corriger l'équilibrage, est assurée par une pompe reliée à un réservoir d'huile et commandée manuellement ou par moteur.
[0006] On connaît aussi, par le document EP 0 970 915 une grue dont la flèche comprend un bras principal auquel est articulé un bras auxiliaire à une extrémité, alors qu'à son autre extrémité sont articulés deux bras supportant chacun un contrepoids et reliés ensemble par un vérin hydraulique. Une liaison hydraulique entre les deux vérins assure l'équilibrage de la flèche.
[0007] Il est aussi connu, par le document WO 98 55289 une presse pour la fabrication d'éléments pour la construction, qui comprend deux plateaux dont l'un au moins est mobile en direction de l'autre sous l'action des pistons de deux cylindres hydrauliques disposés parallèlement l'un à l'autre et reliés hydrauliquement en série. En cas de fuites hydrauliques entre les deux chambres d'un même cylindre hydraulique, il se produit alors un décalage entre les pistons des deux cylindres hydrauliques et donc une inclinaison du plateau mobile de la presse. Un apport de fluide est prévu pour compenser ces fuites, à partir d'une vanne commandée par pression ou par des signaux produits à distance.
[0008] Selon l'invention, une flèche de grue à portée variable et à dispositif hydraulique d'équilibrage est du type comprenant un bras principal monté pour pivoter sur une tourelle de support, un bras auxiliaire articulé à une extrémité du bras principal et dont le basculement est commandé par un premier vérin hydraulique à double effet porté par le bras principal et dont la tige est attelée au bras auxiliaire, un contrepoids articulé à l'extrémité arrière du bras principal, un second vérin hydraulique à double effet porté par le bras principal et dont la tige est attelée au contrepoids, une conduite hydraulique d'équilibrage reliant ensemble les chambres annulaires des dits premier et second vérins, et un dispositif de commande reliant sélectivement la chambre à section pleine de l'un des premier et second vérins hydrauliques à une source d'alimentation en fluide hydraulique et la chambre à section pleine de l'autre des deux dits vérins hydrauliques à un réservoir de fluide hydraulique. Elle se caractérise par une ligne d'apport de fluide hydraulique reliant la source d'alimentation en fluide hydraulique à la conduite hydraulique d'équilibrage, par un moyen de commande d'apport de fluide à la conduite d'équilibrage qui est prévu sur la dite ligne d'apport de fluide, et par des moyens de détection de position qui sont disposés d'une part au voisinage de la liaison articulée entre le bras principal et le bras auxiliaire et, d'autre part, au voisinage de la liaison articulée entre le bras principal et le contrepoids, ces dits moyens de détection de position, en cas de détection d'une position pendulaire du bras auxiliaire en l'absence d'une détection simultanée d'une position verticale du contrepoids, commandant par l'intermédiaire d'un automate l'activation du moyen de commande pour assurer un apport de fluide hydraulique à la conduite d'équilibrage.
[0009] Selon une réalisation à commande automatique de l'invention, le moyen de commande d'apport de fluide est constitué par une électro-valve.
[0010] On comprend ainsi que, dans le cas d'un manque de synchronisation dans les mouvements du bras auxiliaire et du contrepoids, c'est-à-dire lorsque le bras auxiliaire arrivé à la position pendulaire alors que le contrepoids ne se trouve pas encore dans cette position, l'électro-valve se trouve automatiquement activée pour assurer un apport d'huile dans la conduite d'équilibrage et rétablir l'équilibrage de la flèche.
[0011] Selon une autre forme de réalisation de l'invention à commande manuelle de l'apport de fluide, le moyen de commande d'apport de fluide est constitué par une vanne hydraulique ou un robinet à commande manuelle.
[0012] Avantageusement, selon l'invention, une conduite d'évacuation de fluide hydraulique à un réservoir est reliée à la conduite d'équilibrage au voisinage de chacun des deux vérins hydrauliques, sur chaque dite conduite d'évacuation étant disposée une vanne de commande d'évacuation. On comprend ainsi que, par actionnement de l'une de ces vannes de commande d'évacuation, l'opérateur peut corriger tout défaut de synchronisation des mouvements du bras auxiliaire et du contrepoids dû à un excédent d'huile dans la conduite d'équilibrage.
[0013] Pour bien faire comprendre l'invention on en décrira ci-après, à titre d'exemples sans caractère limitatif, deux formes de réalisation préférées en référence aux dessins schématiques annexée dans lesquels :
la figure 1 est une vue de côté d'une flèche de grue à bras articulés et à dispositif hydraulique d'équilibrage automatique, équipée d'un système selon l'invention d'apport automatique d'huile, le bras auxiliaire étant représenté en position horizontale ;
la figure 2 est une vue analogue à la figure 1, mais avec le bras auxiliaire en position pendulaire ; et
la figure 3 est une vue de côté d'une flèche de grue à bras articulés et à dispositif hydraulique d'équilibrage automatique, équipée d'un système selon l'invention d'apport manuel d'huile.
[0014] En référence aux figures 1 et 2, on a représenté une flèche de grue à bras articulés équipée d'un dispositif hydraulique d'équilibrage automatique tel que décrit dans le brevet français publié sous le N° 2 536 733. La flèche de grue comprend un bras principal 1, articulé à une tourelle 2 autour d'un axe horizontal et dont le basculement est commandé par un vérin 3. Au bras 1 sont articulés à son extrémité avant un bras auxiliaire 4 et, à son extrémité arrière, un balancier 5 portant un contrepoids 6. Un vérin hydraulique 7, à double effet, est monté à l'extrémité avant du bras principale 1 et sa tige est attelée au bras auxiliaire 4. De façon analogue un vérin hydraulique 8 à double effet est monté à l'extrémité arrière du bras principale 1, et sa tige est attelée au balancier 5. La chambre à section annulaire du vérin 7 est reliée par une conduite 9, dite conduite d'équilibrage, à la chambre à section annulaire du vérin hydraulique 8, alors que les chambres à section pleine de ces deux vérins sont reliées sélectivement, par l'intermédiaire d'un distributeur hydraulique 10, à une pompe 11 d'alimentation en fluide hydraulique et à un réservoir 12 de fluide hydraulique.
[0015] Comme expliqué dans le brevet N° 2 536 733 ci-dessus mentionné, si à partir de la position de la figure 2 l'opérateur désire procéder à un allongement de la portée de la flèche, il place alors le distributeur 10 dans la position correspondant à sa partie de droite en regardant cette figure, de sorte que la chambre à section pleine du vérin 8 se trouve alimentée en fluide et, par déplacement de la tige de ce vérin, produise simultanément un basculement du balancier 5 avec son contrepoids 6 et, en raison de la liaison entre les vérins 7 et 8, un soulèvement du bras auxiliaire 4. La valeur du contrepoids étant calculée en fonction du poids propre des éléments de la flèche et des bras de levier, la flèche se trouve donc équilibrée en permanence.
[0016] Selon l'invention, une ligne hydraulique 13 relie la pompe 11 à la conduite d'équilibrage 9, par l'intermédiaire d'une électro-valve 14 et d'un clapet anti-retour 15. L'électro-valve 14 est commandée, par l'intermédiaire d'un automate 16, par des détecteurs 17, 18, de type mécanique, hydraulique, électrique ou électronique, qui sont installés respectivement sur le bras auxiliaire 4 et sur le bras principal 1.
[0017] Trois voyants de contrôle 19, 20 et 21, installés dans l'automate 16, permettent de gérer l'état de l'électro-valve 14, c'est-à-dire un voyant 19 de détection du contrepoids 6 qui est allumé lorsque le détecteur 18 ne détecte pas la présence du contrepoids et qui s'éteint lorsque le détecteur 18 détecte le contrepoids en position verticale, un voyant 20 de détection du bras auxiliaire 4 qui est éteint lorsque le détecteur 17 détecte la présence du bras auxiliaire et qui s'allume lorsque le bras auxiliaire arrive dans sa position pendulaire où le détecteur 17 perd sa détection et un voyant 21 d'activation de l'électro-valve 14 qui s'allume lorsque les deux voyants 19, 20 sont allumés simultanément.
[0018] En mode opératoire normal de la grue, lorsque la flèche est en positon horizontale (figure 1), le voyant 20 est éteint puisque le détecteur 17 détecte la présence du bras auxiliaire 4, et le voyant 19 est allumé puisque le détecteur 18 ne détecte pas la présence du balancier 5. Le voyant 21 est alors éteint et l'électro-valve 14 n'est donc pas activée.
[0019] De même, lorsque le bras auxiliaire 4 arrive en positon pendulaire (figure 2), tout comme le balancier 5, le détecteur 17 perd la détection du bras auxiliaire 4 et le voyant 20 s'allume, alors que simultanément le détecteur 18 détecte la présence du balancier 5 et le voyant 19 s'éteint, de sorte que le voyant 21 reste éteint et l'électro-valve 14 n'est donc pas activée.
[0020] Si, en raison de fuites d'huile intervenues dans le circuit hydraulique au cours du fonctionnement, le bras auxiliaire 4 est arrivé à sa position pendulaire alors que le détecteur 18 ne détecte pas la présence du balancier 5, le voyant 20 de détection du bras auxiliaire 4 s'allume alors que le voyant 19 du détecteur du contrepoids est encore allumé. L'allumage simultané des deux voyants 19 et 20 déclenche l'allumage du voyant 21 et l'activation automatique de l'électro-valve 14 qui assure, à travers la ligne 13, un apport d'huile dans la conduite d'équilibrage 9 à partir de la pompe 11. Cette alimentation automatique d'huile rétablit l'équilibrage, ce qui entraîne la désactivation automatique de l'électro-valve 14 et la grue revient au mode de fonctionnement normal.
[0021] Selon cette forme de réalisation des figures 1 et 2, il est aussi possible d'activer l'électro-valve 14 en mode manuel à partir d'un organe de commande, par exemple un bouton poussoir 22, disposé dans la cabine de pilotage.
[0022] L'appui sur ce bouton poussoir 22 active l'électro-valve 14 et introduit de l'huile sous pression dans la conduite d'équilibrage 9. Cette opération et la commande d'extension du bras auxiliaire 4 par le distributeur 10 permettent d'amener la flèche sur ses butées en position étendue, et la grue se trouve à nouveau en mode de fonctionnement normal.
[0023] On notera que le clapet anti-retour 15, place sur la ligne 13 d'apport d'huile entre l'électro-valve 14 et la conduite d'équilibrage 9, empêche tout retour intempestif de la pression d'équilibrage.
[0024] A une extrémité de la conduite d'équilibrage 9, entre une valve hydraulique 23 et la chambre annulaire du vérin 7, est disposée une vanne hydraulique 24 dont l'actionnement permet d'évacuer vers un réservoir 25 un éventuel excès d'huile dans la conduite 9. De la même façon une vanne hydraulique 26 débitant dans le réservoir 25 est disposée entre la chambre annulaire du vérin 8 et une valve hydraulique 27 placée sur la conduite 9.
[0025] A la figure 3, on a représenté une réalisation à commande manuelle du dispositif d'apport d'huile selon l'invention. Dans cette forme de réalisation ont été utilisés le mêmes chiffres de référence pour désigner les mêmes éléments que ceux appartenant à la forme de réalisation des figures 1 et 2.
[0026] Dans cette réalisation, on retrouve la ligne 13 d'apport d'huile qui alimente la conduite d'équilibrage 9 par l'intermédiaire du clapet anti-retour 15. Sur la ligne 13, en amont du clapet anti-retour 15, est placée une vanne hydraulique (ou un robinet) 28 qui permet de contrôler manuellement l'apport d'huile dans la conduite d'équilibrage 9.
[0027] On retrouve également les vannes hydrauliques (ou robinets) 24, 26 qui permettent d'évacuer vers le réservoir 25 l'excédent d'huile éventuel dans la conduite d'équilibrage 9.
[0028] Lorsque l'opérateur constate un manque de synchronisation du bras auxiliaire 4 et du balancier 5 du contrepoids 6, c'est-à-dire lorsque le bras auxiliaire 4 n'est pas en butée étendue alors que le balancier 5 arrive sur ses butées extérieures (ce qui dénote un manque d'huile dans la conduite 9), il ouvre la vanne hydraulique ou robinet 28 tout en actionnant le distributeur 10 pour commander l'extension du bras auxiliaire 4 (position de droite du distributeur en regardant la figure 3).
[0029] La pression hydraulique du système permet alors de lever le bras auxiliaire 4 jusqu'à arriver sur sa butée étendue (position de la figure 3). Cette position d'équilibre obtenue, l'opérateur ferme la vanne hydraulique (ou robinet) 28, et la grue se trouve à nouveau en configuration de travail.
[0030] Si l'opérateur constate par contre un manque de synchronisation dans les mouvements du bras auxiliaire 4 et du balancier 5 du contrepoids, tel que le bras 4 arrive en butée étendue alors que le balancier 5 n'est pas arrivé sur ses butées extérieures (ce qui dénote un excès d'huile dans la conduite d'équilibrage 9), il positionne la flèche de la grue en position haute et il ouvre la vanne ou robinet 26 afin d'évacuer vers le réservoir 25 l'excédent d'huile dans la conduite 9 jusqu'à ce que, par gravité, le balancier 5 arrive sur ses butées extérieures. La vanne ou robinet 26 permet également de contrôler la chute du balancier 5 sur ses butées.
1. Flèche de grue à portée variable et à dispositif hydraulique d'équilibrage automatique,
comprenant un bras principal (1) monté pour pivoter sur une tourelle de support (2),
un bras auxiliaire (4) articulé à une extrémité du bras principal (1) et dont le basculement
est commandé par un premier vérin hydraulique (7) à double effet porté par le bras
principal et dont la tige est attelée au bras auxiliaire (4), un contrepoids (5, 6)
articulé à l'extrémité arrière du bras principal (1), un second vérin hydraulique
(8) à double effet porté par le bras principal (1) et dont la tige est attelée au
contrepoids (5, 6), une conduite hydraulique d'équilibrage (9) reliant ensemble les
chambres annulaires des dits premier (7) et second (8) vérins, et un dispositif de
commande reliant sélectivement la chambre à section pleine de l'un des premier (7)
et second (8) vérins hydrauliques à une source (11) d'alimentation en fluide hydraulique
et la chambre à section pleine de l'autre des deux dits vérins hydrauliques (7, 8)
à un réservoir (12) de fluide hydraulique, caractérisée par une ligne (13) d'apport de fluide hydraulique reliant la source (11) d'alimentation
en fluide hydraulique à la dite conduite hydraulique d'équilibrage (9),par un moyen
(14, 28) de commande d'apport de fluide à la dite conduite d'équilibrage (9) qui est
prévu sur la dite ligne (13) d'apport de fluide, et par des moyens de détection de
position (17, 18)qui sont disposés d'une part au voisinage de la liaison articulée
entre le bras principal (1) et le bras auxiliaire (4) et, d'autre part, au voisinage
de la liaison articulée entre le bras principal (1) et le contrepoids (5, 6), ces
dits moyens de détection de position (17, 18), en cas de détection d'une position
pendulaire du bras auxiliaire (4) en l'absence d'une détection simultanée d'une position
verticale du contrepoids (5, 6), commandant par l'intermédiaire d'un automate (16)
l'activation du moyen de commande (14,28) pour assurer un apport de fluide hydraulique
à la conduite d'équilibrage (9).
2. Flèche de grue à portée variable selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dit moyen de commande d'apport de fluide est constitué par une électro-valve (14).
3. Flèche de grue à portée variable selon la revendication 2, caractérisée en ce que la détection de la venue en position pendulaire du bras auxiliaire (4) commande,
par l'intermédiaire de l'automate (16), la désactivation de l'électro-valve (14) et
la cessation de l'apport de fluide hydraulique à la conduite d'équilibrage (9).
4. Flèche de grue selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisée par une commande manuelle (22) d'activation de l'électro-valve (14) placée dans la cabine
de l'opérateur.
5. Flèche de grue selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dit moyen de commande d'apport de fluide est constitué par une vanne hydraulique
ou un robinet (28) à commande manuelle
6. Flèche de grue selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'un clapet anti-retour (15) est disposé sur la conduite (13) d'apport de fluide hydraulique,
en aval du dit moyen de commande (14, 28).
7. Flèche de grue selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'une conduite d'évacuation de fluide hydraulique à un réservoir (25) est reliée à la
conduite d'équilibrage (9) au voisinage de chacun des deux vérins hydrauliques (7,
8), sur chaque dite conduite d'évacuation étant disposée une vanne de commande d'évacuation.
8. Flèche de grue selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'une valve hydraulique de sécurité (23, 27) est disposée sur la ligne (13) d'apport
de fluide hydraulique, en amont de la liaison de cette ligne (13) avec chacune des
deux conduites d'évacuation.