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"Installation pour le transport vertical d'une charge, en particulier grue pour le déchargement des bateaux"
L'invention concerne une installation pour le transport vertical d'une charge, en particulier une grue pour le déchargement des bateaux, avec un bras po, rteur de charge capable de pivoter dans un plan ver-
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tical, monté sur un bAti d'appui et pourvu à son ex- trémité libre d'un appareil récepteur de charge.
et avec un bras porteur de contrepoids, capable de pivoter dans le plan de pivotement vertical du bras porteur
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de charge, monté sur le bäti d'appui et pourvu ä son extrémité libre d'un contrepoids, ainsi qu'avec un mât monté sur le bat d'appui, capable de pivoter dans le plan vertical de pivotement du bras porteur de charge et du bras porteur de contrepoids, l'extrémité 11bre de ce mât étant reliée ä l'extrémité libre du bras porteur de charge par un premier élément de traction et, d'autre part, à l'extrémité libre du bras porteur de contrepoids, par un second élément de traction.
On connaît d'après le document US-A-3 828 915, une Installation de ce genre, réalisée en grue pour le déchargement des bateaux, dans laquelle le bras porteur de charge, le mat et le bras porteur de contrepoids sont relies rigidement les uns aux autres en formant un plan rigide. Lors du pivotement vertical du bras porteur de charge, le bras porteur de contrepoids pivote du même angle, ce qui fait qu'un contrepoids
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particulièrement lourd est necessaire, ce qui conduit ä une forte sollicitation du bâti d'appui.
Un inconvenient notable réside par ailleurs dans le fait que, avec une liaison rigide du bras porteur de charge au bras porteur de contrepoids, le contrepoids a besoin d'un domaine de pivotement libre
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relativeren ! grand, de sorte que lors de l'remploi de l'installation, par exemple pour le déchargement d'un bateau, un transport à plus grande distance de l'arti- cle déchargé est empêché par ce domaine de pivotement libre. Ceci est le cas en particulier lorsque le bras porteur de charge est en regard du bras porteur de contrepoids, comme montre par exemple dans la publication "bulk solids handling", n 1, février 1985, à la page 24.
Si l'on veut éviter cela, c'est-ä-dire si l'on prévoit, entre le bras porteur de contrepoids et le bras porteur de charge un angle de 1800 (comme dans le document US-A-3 828 915), cela conduit ä ce que le centre de gravité d'ensemble du système bras porteur de charge - bras porteur de contrepoids se trouve bien au-delä du centre de gravite du bras porteur de charge sur le bAt ! d'appui, ce qui fait qu'il est nécessaire de déployer de grandes forces de déplia- cement.
Une grue pour le déchargement de bateaux, dans laquelle le bras porteur de charge est mobile indépendamment du bras porteur de contrepoids, est connu
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d'après le document DE-A-1 914 706. La, le bras por- teur de contrepoids est disposé rigidement par rapport à l'horizontale, dans une position angulaire determi- née sur le bâti d'appui conformé en portique de grue.
Le contrepoids maintient dans ce cas l'équilibre de toute l'installation et n'autorise pas une compensation des forces de déplacement necessaires pour le déplacement du bras porteur de charge. D'autre part, un di-
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mensionnement du bras porteur de charge et du bras porteur de contrepoids en vue d'une compensation des forces de déplacement dans des positions différenties du bras porteur de charge n'est pas possible. Un autre inconvénient consiste en ce que le bras porteur de contrepoids est sollicité ä la flexion, ce qui suppose une construction coüteuse du bras porteur de contrepoids afin que celui-ci présente la raideur nécessaire.
Dans la construction connue, le bras porteur de contrepoids est relié au bras porteur de charge par une liaison ä cable, à. l'aide de laquelle on peut élever et abaisser le bras porteur de charge. Dans le cas d'une défaillance du courant ou d'une rupture de chable, le bras porteur de charge se précipite dans sa position la plus basse, ce qui peut conduire ä des détériorations de l'installation, de la charge ou du bateau ä décharger.
L'invention vise à éviter ces inconvénients et ces difficultés et se propose pour tâche de procurer une installation du genre décrit dans l'introduction, dans, laquelle les forces de déplacement pour le dd- placement du bras porteur de charge peuvent être maintenues petites, respectivement tendre vers zéro pour des positions déterminées du bras porteur de charge, et dans laquelle le contrepoids et le bras porteur de contrepoids peuvent être maintenus legers.
Ce problème est résolu suivant l'invention par le fait que le point de montage du bras porteur de contrepoids se trouve à distance du point de montage du bras porteur de charge ; le système mât, bras porteur de contrepoids, second élément de traction et bati d'appui forme un quadrilatère articulé, et/ou le système mât, bras porteur de charge, premier élément de traction et bäti d'appui forme un quadrilatère articulé, un mouvement du bras porteur de charge d'un
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certain angle dtant transformé en un mouvement du bras porteur de contrepoids d'un angle plus grand.
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D'apyres le document DE-B-1 290 875, on connalt une grue pour le dechargement des bateaux, dans la- quelle le bras porteur de contrepoids est réalisé comme partie constructive propre, indépendante du bras porteur de charge et où le point de montage du bras porteur de contrepoids se trouve ä distance du point de montage du bras porteur de charge.
Le point de montage du bras porteur de contrepoids est, du point de vue du niveau, dispose sur le bäti d'appui fixe, notablement plus haut que le point de montage du bras porteur de charge et le bras porteur de contrepoids est réalisé pro1ongé au-delà de son point de montage et il est relie au bras porteur de charge, ä son extrémité opposde au contrepoids, par une barre de retenue, à la manibre d'un quadrilatère articulé, la barre de retenue formant la barre d'accouplement, le bras porteur de contrepoids et le bras porteur de charge formant les bielles oscillantes, et le bâti d'appui formant le montant.
Ce quadrilatère articulé est réalisé sous forme d'un parallélogramme articule, en sorte qu'un mouvement du bras porteur de charge d'un certain angle provoque un mouvement du bras porteur de contrepoids du même angle.
L'inconvenient, alors, est la disposition, bien au-dessus du niveau du bras porteur de charge, prévue pour le bras porteur de contrepoids, disposition qui suppose que le bäti d'appui fixe est très haut. A cela s'ajoute encore que, par le mouvement du bras porteur de contrepoids du mente angle que le bras porteur de charge, il faut, pour le bras porteur de contrepoids, un contrepoids particulièrement lourd, ce qui conduit ä une forte sollicitation du bâti d'appui à construire très haut.
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De preference, suivant l'invention, on realise les deux quadrilatères articulés, ce qui fait que l'on peut obtenir, de façon simple, une optimalisation de l'allure des forces de déplacement sur le trajet de déplacement du bras porteur de charge, en raison de l'augmentation du nombre, liée ä cela, des paramètres que l'on peut choisir librement.
Suivant une forme de réalisation préférée de l'invention, le point de montage du bras porteur de contrepoids est disposé ä une certaine hauteur audessus du point de montage du bras porteur de charge, ce qui fait qu'il est possible, en dépit d'un grand trajet exécuté par le contrepoids-ce qui permet une minimisation du contrepoids - de disposer aussi haut que possible le niveau le plus bas pris par le contrepoids, si bien qu'il est possible de loger de façon simple des transporteurs consécutifs à côté de l'ins tallation.
Suivant une autre forme de réalisation préférée, le point d'intersection de l'axe du mât et de l'axe du bras porteur de contrepoids dans chaque position de la totalité du domaine de pivotement du bras porteur de charge, se trouve toujours au-dessus du point d'intersection de l'axe du mät et de l'axe du bras porteur de charge, ce qui fait qu'une nouvelle minimisation du contrepoids est rendue possible.
Judicieusement, le point de montage du mât est disposé en hauteur entre les points de montage du bras porteur de contrepoids et du bras porteur de charge.
De ce fait, il est possible d'obtenir des positions d'équilibre du système bras porteur de charge, mät, bras porteur de contrepoids, ä l'interieur du domaine de pivotement du bras porteur de charge.
Avantageusement, le point de montage du bras porteur de contrepoids est disposé ä distance horizon-
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tale des points de montage du bras porteur de charge et du mat. De ce fait, il est possible d'augmenter le trajet qu'execute le contrepoids lors du pivotement du bras porteur de charge, ce qui fait qu'une diminution du contrepoids est possible.
Un avantage particulier de l'installation suivant l'invention réside dans le fait qu'il est possible de laisser prendre au bras porteur de charge une position surélevée dans laquelle la force de displace- ment est nulle, d'où résulte l'avantage qu'en cas de défaillance de l'installatlon qui réalise le déplace- ment, le bras porteur de charge pivote automatiquement dans cette position surélevée. On évite ainsi des détériorations des moyens récepteurs de charge, de la charge et de la capacité a decharger.
L'invention sera exposée plus en détail dans la suite du présent mémoire, en s'aidant des dessins de deux exemples de formes de réalisation, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en elevation latérale d'une installation réalisée en grue de déchargement pour bateaux ; - la figure 2 est une vue en élévation latérale d'une grue, chaque fois en représentation schématique ; et
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- a la figure 3, on a montrd l'allure de la force de déplacement pour faire pivoter le bras porteur de charge pour un contrepoids déterminé, en se rapportant à l'allure du domaine de pivotement du bras
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porteur de charge.
La grue pour le déchargement des bateaux comporte un portique de grue 2 pouvant rouler le long du bord d'un quai, portique sur lequel est montée à rotation, au moyen d'une crapaudine 5, une tour 4 pouvant tourner autour d'un axe vertical 3. Sur cette tour 4
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est prévue une colonne 6 s'étendant vers le haut, sur laquelle est monté ä pivotement un bras porteur de charge 7. L'axe de pivotement du point de montage 8 du bras porteur de charge 7 s'étend horizontalement de sorte que le bras porteur de charge 7 peut pivoter dans un plan vertical passant par l'axe central 9 de la colonne 6.
Pour le pivotement du bras porteur de charge dans le plan de pivotement vertical, on a un cylindre 11 à agent sous pression, articulé d'une part à une console 10 de la tour 4 capable de tourner et, d'autre part, au bras porteur de charge 7.
A l'extrémité libre 12 du bras porteur de charge, qui arrive bien au-delä du bord de quai 1 jusqu'audessus de l'écoutille de chargement 13 d'un bateau 14 à décharger, est articulé un appareil récepteur de charge 15 s'étendant en direction verticale, pour les articles ou matlères a dcharger. Dans l'exemple de forme de réalisation représenté, il s'agit de matière en vrac 16.
La matière en vrac 16 est transportée au moyen d'une roue ä aubes 17 disposée à l'extrémité in- ferieure de l'appareil récepteur de charge 15, vers un transporteur vertical disposé à l'intérieur de la partie verticale en forme de caisson de l'appareil récepteur de charge 15, et arrive de lä sur un transporteur continu, disposé ä l'interieur du bras porteur de charge régalement realise en forme de caisson.
De ce transporteur continu, la matière tombe à travers la tour 4 et la crapaudine 5, soit sur une bande transporteuse 18 disposée parallèlement au bord de quai 1, soit, par l'intermédiaire d'une autre bande transporteuse 19, vers un transporteur continu 20 dépassant en porte-à-faux du portique de grue 2, dirigd en sens opposé du bras porteur de charge 7, la matibre en vrac 16 étant mise au terril par ce transporteur continu.
Afin que l'appareil récepteur de charge 15 soit
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guidé parallblement dans le plan de pivotement vertical lors du pivotement du bras porteur de charge 7, on a prévu un bras 21 disposé parallblement au bras porteur de charge 7, qui est articulé d'une part à une poutre 22 retenant l'appareil récepteur de charge 15 et, d'autre part, à la colonne 6, et forme avec le bras porteur de charge 7, la poutre 22 et la colonne 6, un parallélogramme articulé.
L'appareil récepteur de charge 15 est réalisé en deux parties, la partie inférieure 15'de l'appareil récepteur de charge 15 tant montée ä pivotement sur sa partie supérieure 15". Le mouvement de pivotement autour de l'axe horizontal 23 peut être exécuté au-moyen de deux cylinares 24 ä agent sous pression.
D'autre part, l'appareil récepteur de charge 15 tout entier est monté à rotation autour de son axe vertical 25, sur la poutre 22 disposée à l'extrémité libre du bras porteur de charge.
A une distance 26 au-dessus du point de montage 8 du bras porteur de charge 7, on a prévu sur la colonne 6 un autre point de montage 27 pour un mât 28 qui peut pivoter dans le plan de pivotement du bras porteur de charge 70 L'extrémité libre 29 du mât 28 est reliée à l'extrémité libre 12 du bras porteur de charge 7 au moyen d'un premier élément de traction 30 servant de barre d'accouplement, ce qui fait qu'est formé un premier quadrilatère articulé dont les bielles oscillantes sont formées par le bras porteur de charge 7 et par le mal 28, dont la barre d'accouplement est fòrmée par le premier élément de traction 30, et le montant par la colonne 6.
La colonne 6 est prolongée verticalement audessus du point de montage 27 du mät 28 et porte à son extrémité superieure, ä une distance 31 du point de montage 27, un point de montage 32 pour un bras 33
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porteur de contrepoids, qui peut également pivoter dans le plan de pivotement vertical du bras porteur de charge 7.
L'extrémlté libre 34 du bras porteur de contrepoids 33, à laquelle est fixé le contrepoids 35, est relié ä articulation, par un deuxième élément de traction 36, ä l'extrémité libre 29 du mät 28, ce qui fait qu'est formé un deuxième quadrilatbre articulé dont les bielles oscillantes sont constituées par le mât 28 et par le bras porteur de contrepoids 33, dont la barre d'accouplement est constituée par le deuxibme élément de traction 36 et dont le montant est à nouveau la colonne 6.
A la figure 1, on a indiqué par des lignes en traits mixtes la position du bateau à décharger 14.
Le bras porteur de charge 7 doit pouvoir être pivot6 vers le haut en direction verticale dans une mesure suffisante pour que l'appareil recepteur de charge puisse sortir du bateau 14 ä déchargeur par l'écoutille de chargement 23. Cette position du bras porteur de charge 7, respectivement du mât 28 et du bras porteur de contrepoids 33 est représentée à la figure 1 par des lignes en tirets. Comme on le voit ä la figure 1, l'angle de pivotement al exécuté par le bras porteur de charge 7 lors du pivotement vers le haut, est plus petit que l'angle de pivotement a2 parcouru alors par le bras porteur de contrepoids 33, ce qui fait qu'il est possible d'opérer avec un contrepoids 35 plus léger.
En déprit de l'angle de pivotement oc2 du bras porteur de contrepoids 33, plus grand que l'angle de pivotement a1 du bras porteur de charge 7, le contrepoids 35 ne gêne pas, cependant, le transport à plus grande distance de la matière en vrac 16, du portique de grue 2 jusqu'au silo. Ceci résulte du point de montage 32 du bras porteur de contrepoids 33 prévu en hauteur au-dessus du point de montage 8 du bras porteur
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de charge 7. Comme on le voit ä la figure 1, le contrepoids 35, même dans sa position la plus basse, se trouve encore au-dessus du bord supérieur du portique de grue 2, de sorte que la matière peut être transportée plus loin ä peu près à la hauteur de la partie supé- rieure 37 du portique de grue 2.
A la figure 2, on a représenté une Variante particulièrement avantageuse de l'installation, dans laquelle le point de montage 32 du bras porteur de contrepoids 33, par rapport aux points de montage 27 et 8 du mât 28 et du bras porteur de charge 7, n'est pas seulement decal verticalement, mais est déca1é ausei horizontalement, des distances 38 et 39. A la figure 2, on a désigné par L la charge, par K la force de déplacement et par G la force provoquée par le contrepoids.
A la figure 3, on a indiqué sous forme de dia- gramme la force de déplacement K en dépendance de l'an- gle de travail a du bras porteur de charge 7 pour un contrepoids G qui vaut 1, 9 fois la charge L dont la grandeur a ete designee par 1. 11 est visible que la force de déplacement K dont la grandeur est portée en abscisses, atteint la valeur nulle dans deux positions du bras porteur de charge, et en fait pour environ 00 et pour environ 180. Dans le domaine intermédiaire ainsi que pour a =-100, la force de déplacement est relativement faible en ddpit du fait que le cylindre
11 à agent sous pression, pour le déplacement du bras porteur de charge 7, est prévu relativement près du point de montage 8 du bras porteur de charge 7.
En cas de défaillance du cylindre 11 a agent sous pression, il se produit un pivotement du bras porteur de oharge 7 dans l'une des positions d'équilibre dans lesquelles la force de déplacement K est nulle, si bien qu'un effondrement du bras porteur de charge 7 est empoché
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automatiquement.
L'allure de la courbe de la force de déplacement K peut être changée dans de larges limites par le choix de la grandeur du contrepoids G, par la variation de la position des points de montage 8, 27, 32 du bras porteur de charge 7, du mât 28 et du bras porteur de contrepoids 33 et par la variation de leurs longueurs, et on peut l'adapter de façon optimale aux besoins de chaque cas.
L'invention ne se limite pas aux exemples de formes de réalisation représentés sur les dessins, mais peut être modifiée ä différentes points de vue.
11 est possible, par exemple, de former les barres d'accouplement des premier et deuxième quadrilatères artlculés par des cables. D'autre part, il est possi- ble au lieu du cylindre agent sous pression pour le déplacement du bras porteur de charge 7, de prévoir une tige filetée ou un câble. Une autre variante peut consister ä faire colncider le point de montage 27 du mât 28 avec le point de montage 8 du bras porteur de charge 7 en sorte de former un plan rigide, par le bras porteur de charge 7, le mât 28 et le premier ele- ment de traction 30.