EP1327601B1 - Procédé et dispositif de commande/contrôle sécurisé du dépliage et repliage d'une grue à tour - Google Patents

Procédé et dispositif de commande/contrôle sécurisé du dépliage et repliage d'une grue à tour Download PDF

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EP1327601B1
EP1327601B1 EP02356260A EP02356260A EP1327601B1 EP 1327601 B1 EP1327601 B1 EP 1327601B1 EP 02356260 A EP02356260 A EP 02356260A EP 02356260 A EP02356260 A EP 02356260A EP 1327601 B1 EP1327601 B1 EP 1327601B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
jib
folding
unfolding
crane
mast
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP02356260A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP1327601A1 (fr
Inventor
Jean-Paul M. Verchere
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Manitowoc Crane Group France SAS
Original Assignee
Potain SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Potain SA filed Critical Potain SA
Publication of EP1327601A1 publication Critical patent/EP1327601A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1327601B1 publication Critical patent/EP1327601B1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/18—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes
    • B66C23/26—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes for use on building sites; constructed, e.g. with separable parts, to facilitate rapid assembly or dismantling, for operation at successively higher levels, for transport by road or rail
    • B66C23/34—Self-erecting cranes, i.e. with hoisting gear adapted for crane erection purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/18—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes
    • B66C23/26—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes for use on building sites; constructed, e.g. with separable parts, to facilitate rapid assembly or dismantling, for operation at successively higher levels, for transport by road or rail
    • B66C23/34—Self-erecting cranes, i.e. with hoisting gear adapted for crane erection purposes
    • B66C23/348—Self-erecting cranes, i.e. with hoisting gear adapted for crane erection purposes the erection being operated by jacks

Definitions

  • the present invention relates generally to the field of cranes with foldable boom and folding boom. More particularly, this invention relates to a method and a device for the control / secure control of the unfolding and folding of such a tower crane, for the passage of a folded transport position to an unfolded working position, or vice versa , or for the transition from a defined working position to another working position.
  • a folding tower crane and folding boom configuration is described, for example, in the French patent FR 2682096 in the name of the Applicant. It can also be mentioned French patent FR 2796632 in the name of the Applicant, which more particularly describes a device for folding the front element of a crane boom, also designated as "arrowhead”.
  • the tower cranes described in the aforementioned documents include, at their mast and their boom, a number of joints which are motorized by means of hydraulic cylinders, associated with mechanisms with connecting rods and levers, designated as linkages.
  • the unfolding and folding phases of such cranes require the successive actuation of the different cylinders, in a well-defined sequence of succession, and passing through intermediate positions they are also well defined.
  • the kinematics of the different phases of unfolding and folding such cranes is usually described in their instructions for use, and the securing of each of the phases depends on the operator.
  • Dangerous phases generally have positions marked by visual elements on the crane, or on diagrams of the instructions for use.
  • Securing the transport position of the crane is generally achieved by means of manual locks, for example on the orientation device or on the lifting muffle.
  • Securing the working position is usually done by visual inspection.
  • the present invention aims to remedy these drawbacks, thus to secure the unfolding and folding phases of a tower crane, by eliminating manual operations that present risks, and replace them with automatic sequences.
  • the subject of the invention is essentially a method of securely controlling / controlling the unfolding and folding of a tower crane, in which the unfolding and folding movements are motorized by actuators such as cylinders, the method consisting in selecting an unfolding and folding procedure, defined by its initial position and its final position, to successively actuate the actuators or other actuators, according to a pre-established automatic sequence corresponding to the selected procedure, and to control the sequence of this sequence by detection of arrival of mast elements and / or boom of the crane in intermediate positions and in the final position.
  • actuators such as cylinders
  • the automatic unfolding and folding sequence of the crane comprises, in particular, successive and / or alternating actuations of the jacks or other actuators for folding / folding of the boom mast, each cylinder actuation or other actuator being interrupted by the detection. arrival of mast elements and / or arrow in a predetermined position, this detection then allowing the actuation of actuator or other actuator next.
  • the automatic folding sequence further comprises detections of support elements mast and / or arrow between them, or on elements of frame of the crane, and it can also include at least one blocking action in the folded transport position.
  • the device may comprise a manual switch with at least two positions, for the selection of an unfolding or folding configuration defined by its two extreme positions, and a control manipulator, for the selection of unfolding or folding, the combination of actions on the switch and on the manipulator defining fully each unfolding or folding procedure.
  • the sequential control unit of the cylinders can be constituted by a set of relays, which control solenoid valves of a hydraulic power supply unit of the crane folding / unfolding cylinders, according to each sequence.
  • the set of sensors of the device advantageously comprises inductive position sensors, fixed on mast elements or on boom elements of the crane, or on a chassis element of this crane for control. from the arrival in folded transport position.
  • this last procedure comprises the actuation of the only second jack.
  • the method and the device, objects of the invention allow an automatic unfolding and folding sequences, complete or partial (according to the selected procedure), with automatic sequencing of the movements required by the unfolding and folding phases.
  • the only manual intervention being the initial preselection of the procedure to be performed, and its order.
  • the unfolding and folding operations are thus simplified, and can be done safely by non-specialized personnel, since the unfolding and folding sequences are determined from the design of the crane, so that avoid any risk of accident, any maneuver or sequence not foreseen being unfeasible.
  • the deletion of manual operations also makes it possible to reduce the time required for unfolding or folding the crane.
  • the inductive sensors used for the control of the positions and for the authorization of the successive movements of the unfolding / folding sequences, are particularly reliable and in particular non-sensitive to the weather, which further contributes to the safety of unfolding phases unfolding and folding.
  • method and the device, objects of the invention ensure not only the safety of the unfolding and folding phases, but also the supports and security locks, necessary for the transport of the crane in the folded state.
  • FIGS. 1 to 6 show a folding tower crane, placed on the frame 1 of a carrier vehicle 2, on which is mounted a rotating frame 3, orientable about a vertical axis 4.
  • the crane comprises a mast 5, made in two elements 6 and 7 hinged together about a horizontal axis 8.
  • the lower mast element 6 is articulated by its base, about a horizontal axis 9, to the front of the rotating frame 3.
  • a distributor arrow 11 along which is movable a carriage 12, under which is a lifting muffle 13 to which is attached a lifting hook 14
  • the arrow 11 is composed here of four successive elements, namely a jib 15, a short jib 16, an intermediate jib 17 and an arrowhead 18. These jib elements 15, 16, 17 and 18 are articulated between them, around inte horizontal intermediaries.
  • the crane further comprises struts 19 for training the mast 5 and a device 20 for retaining the boom 11, connected to the rear part of the rotating frame 3.
  • the retainer 20 of the boom 11, mentioned above, here comprises a tie rod 26 connecting the front of the boom 15 to the top of a punch 27, hinged to the rear part of the boom 11, and a cable 28 directed downwards, which starts from the top of the punch 27 and is extended downwards by a rigid elongated element 29, linked by its base to the rear part of the rotating frame 3.
  • a connecting rod 30 connects the joining the cable 28 and the rigid element 29 with the upper region of the lower mast element 6.
  • the device for controlling / controlling the unfolding and folding of the crane comprises a hydraulic unit 31, equipped with solenoid valves, not shown, for the supply of hydraulic fluid under pressure of the three jacks 21, 22 and 23.
  • the solenoid valves are controlled from a sequential control unit 32, itself receiving commands from a manual switch 33 and a control manipulator 34, as well as signals from a set of collectors, designated overall by 35.
  • the sequential control unit 32 consists of a set of relays, operated according to the flow charts of FIGS. 8 to 11, in order to realize the various unfolding and folding sequences L1 to L4, complete or partial, defined above.
  • the working positions are configurations with arrow 11, aligned or shortened, substantially horizontal.
  • a working configuration with the arrow 11 raised, for example inclined by about 20 ° on the horizontal, can however be chosen, before any unfolding, by a prior adjustment of the length of the tie rod 26.
  • FIGS. 10 and 11 describe the L3 and L4 sequences for moving from the working position with aligned arrow (FIG. 2) to the working position with shortened arrow (FIG. 6), and vice versa. These sequences, simpler, involve only the second cylinder 22. Note that for the execution of the L3 and L4 sequences, the carriage 12 must be on the foot of arrow 15, which is the useful part of the arrow 11 shortened.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Jib Cranes (AREA)

Description

  • La présente invention concerne, de façon générale, le domaine des grues à tour à mât dépliable et à flèche dépliable. Plus particulièrement, cette invention a pour objet un procédé et un dispositif de commande/contrôle sécurisé du dépliage et repliage d'une telle grue à tour, pour le passage d'une position repliée de transport à une position dépliée de travail, ou vice versa, ou encore pour le passage d'une position définie de travail à une autre position de travail.
  • Une configuration de grue à tour à mât dépliable et à flèche dépliable est décrite, par exemple, dans le brevet français FR 2682096 au nom du Demandeur. Il peut aussi être fait mention du brevet français FR 2796632 au nom du Demandeur, qui décrit plus particulièrement un dispositif de repliage de l'élément avant d'une flèche de grue, aussi désigné comme "pointe de flèche".
  • Les grues à tour décrites dans les documents précités comprennent, au niveau de leur mât et de leur flèche, un certain nombre d'articulations qui sont motorisées au moyen de vérins hydrauliques, associés à des mécanismes à bielles et leviers, désignés comme embiellages. Les phases de dépliage et de repliage de telles grues nécessitent l'actionnement successif des différents vérins, dans un ordre de succession bien défini, et avec passage par des positions intermédiaires elles aussi bien définies.
  • La cinématique des différentes phases de dépliage et de repliage de telles grues est habituellement décrite dans leur notice d'utilisation, et la sécurisation de chacune des phases dépend de l'opérateur. Les phases dangereuses ont généralement des positions repérées par des éléments visuels sur la grue, ou sur des schémas de la notice d'utilisation. La sécurisation de la position de transport de la grue est généralement réalisée au moyen de verrouillages manuels, par exemple sur le dispositif d'orientation ou sur la moufle de levage. La sécurisation de la position de travail est généralement réalisée par contrôle visuel.
  • Comme on le comprend aisément, des interventions manuelles et donc humaines restent nécessaires et décisives, dans les phases de dépliage et de repliage de la grue. Il en résulte que la commande et le contrôle de ces phases restent complexes, et nécessitent l'intervention d'un personnel très spécialisé, sans que la sécurité soit véritablement garantie, rien n'interdisant véritablement des manoeuvres ou séquences non prévues ou non appropriées, et des risques d'accidents matériels ou humains ne peuvent donc être exclus.
  • La présente invention vise à remédier à ces inconvénients, donc à sécuriser les phases de dépliage et repliage d'une grue à tour, en supprimant les opérations manuelles qui présenteraient des risques, pour les remplacer par des séquences automatiques.
  • A cet effet, l'invention a essentiellement pour objet un procédé de commande/contrôle sécurisé du dépliage et repliage d'une grue à tour, dans laquelle les mouvements de dépliage et repliage sont motorisés par des actionneurs tels que vérins, le procédé consistant à sélectionner une procédure de dépliage et repliage , définie par sa position initiale et sa position finale, à actionner successivement les vérins ou autres actionneurs, selon une séquence automatique préétablie correspondant à la procédure sélectionnée, et à contrôler le déroulement de cette séquence par détection d'arrivée d'éléments du mât et/ou de la flèche de la grue dans des positions intermédiaires et dans la position finale.
  • La séquence automatique de dépliage et de repliage de la grue comporte, en particulier, des actionnements successifs et/ou alternés des vérins ou autres actionneurs de pliage/repliage du mât de la flèche, chaque actionnement de vérin ou autre actionneur étant interrompu par la détection d'arrivée d'éléments de mât et/ou de flèche dans une position prédéterminée, cette détection autorisant alors l'actionnement de vérin ou autre actionneur suivant.
  • Dans le cas d'une procédure de repliage de la grue jusqu'à sa position repliée de transport, la séquence automatique de repliage comporte encore des détections d'appuis des éléments de mât et/ou de flèche entre eux, ou sur des éléments de châssis de la grue, et elle peut comporter aussi au moins une action de blocage en position repliée de transport.
  • L'invention a aussi pour objet un dispositif de commande/contrôle sécurisé du dépliage et repliage d'une grue à tour, pour la mise en oeuvre du procédé défini ci-dessus. Ce dispositif comprend principalement, en combinaison :
    • au moins un commutateur pour la sélection manuelle d'une procédure de dépliage ou de repliage, définie par sa position initiale et sa position finale,
    • une unité de commande séquentielle des vérins ou autres actionneurs selon une procédure sélectionnée, et
    • un ensemble de capteurs prévus pour détecter l'arrivée d'éléments de mât et/ou de flèche de la grue dans des positions intermédiaires et finale, ces capteurs étant reliés à l'unité de commande séquentielle des vérins ou autres actionneurs.
  • Le dispositif peut comprendre un commutateur manuel à au moins deux positions, pour la sélection d'une configuration de dépliage ou de repliage définie par ses deux positions extrêmes, et un manipulateur de commande, pour la sélection du dépliage ou du repliage, la combinaison des actions sur le commutateur et sur le manipulateur définissant entièrement chaque procédure de dépliage ou de repliage.
  • L'unité de commande séquentielle des vérins peut être constituée par un ensemble de relais, qui commandent des électrovannes d'un ensemble hydraulique d'alimentation des vérins de repliage/dépliage de la grue, selon chaque séquence.
  • Quant à l'ensemble de capteurs du dispositif, celui-ci comprend avantageusement des capteurs de position inductifs, fixés sur des éléments de mât ou sur des éléments de flèche de la grue, ou encore sur un élément de châssis de cette grue pour le contrôle de l'arrivée en position repliée de transport.
  • Les détails des séquences automatiques de dépliage et de repliage, et la disposition des capteurs qui permettent le contrôle de ces séquences, dépendent naturellement de la configuration de la grue, à savoir de la disposition générale et du mode de dépliage/repliage des éléments de mât et de flèche, et aussi de la disposition particulière des vérins et des embiellages associés.
  • Par exemple, dans le cas d'une grue comprenant un mât réalisé en deux éléments articulés entre eux, et une flèche comprenant un pied de flèche, un élément intermédiaire de flèche et une pointe de flèche, articulés entre eux le cas échéant avec interposition d'un élément de pliage de flèche, tandis que sont prévus un premier vérin pour le dépliage/repliage des éléments de mât, un deuxième vérin pour le dépliage/repliage général de la flèche, et un troisième vérin pour le dépliage/repliage de la pointe de flèche, ces vérins étant associés à des embiellages, l'invention prévoit que la séquence automatique de dépliage de la grue comprend, successivement :
    • l'actionnement du deuxième vérin pour le dépliage partiel de la flèche, l'élément intermédiaire de flèche formant avec le pied de flèche un angle aigu,
    • l'actionnement du premier vérin pour le dépliage complet du mât, jusqu'à une position dressée,
    • l'actionnement du deuxième vérin pour la poursuite du dépliage de la flèche, jusqu'à l'alignement du pied de flèche avec l'élément intermédiaire de flèche, et
    • l'actionnement du troisième vérin pour l'alignement de la pointe de flèche avec l'élément intermédiaire.
  • Les procédures, pouvant être sélectionnées à l'aide du commutateur, peuvent notamment comprendre :
    • le passage de la position complètement repliée de transport de la grue à la position de travail complètement dépliée, le mât étant dressé et la flèche alignée, et vice versa ;
    • le passage d'une position de travail avec flèche alignée, le mât étant dressé, à une position de travail avec flèche raccourcie, le mât restant dressé, et vice versa.
  • Dans l'exemple particulier précédemment considéré, cette dernière procédure comprend l'actionnement du seul deuxième vérin.
  • Ainsi, le procédé et le dispositif, objets de l'invention, permettent un déroulement automatique de séquences de dépliage et de repliage, complets ou partiels (selon la procédure sélectionnée), avec enchaînement automatique des mouvements nécessités par les phases de dépliage et de repliage, la seule intervention manuelle étant la présélection initiale de la procédure à effectuer, et sa commande. L'exécution des opérations de dépliage et de repliage est ainsi simplifiée, et elle devient réalisable, en toute sécurité, par un personnel non spécialisé, étant donné que les séquences de dépliage et repliage sont déterminées dès la conception de la grue, de manière à éviter tout risque d'accident, toute manoeuvre ou séquence non prévue étant irréalisable. La suppression d'opérations manuelles permet, de plus, la réduction du temps nécessaire pour le dépliage ou le repliage de la grue. Les capteurs inductifs, utilisés pour le contrôle des positions et pour l'autorisation des mouvements successifs des séquences de dépliage/repliage, sont particulièrement fiables et en particulier non sensibles aux intempéries, ce qui contribue encore à la sécurité du déroulement des phases de dépliage et de repliage. Enfin, le procédé et le dispositif, objets de l'invention, assurent non seulement la sécurité des phases de dépliage et de repliage, mais aussi les appuis et blocages de sécurité, nécessaires pour le transport de la grue à l'état replié.
  • L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple, une forme d'exécution de ce dispositif de commande/contrôle sécurisé du dépliage et repliage d'une grue à tour :
    • Figure 1 représente, en position repliée de transport, une grue à tour équipée du dispositif objet de l'invention ;
    • Figure 2 représente la même grue, en position dépliée de travail;
    • Figures 3, 4 et 5 sont des schémas illustrant des positions intermédiaires de cette grue, en cours de dépliage (ou de repliage) ;
    • Figure 6 montre une autre position de travail de la même grue ;
    • Figure 7 est un schéma synoptique du dispositif de commande/contrôle du dépliage et repliage de la grue considérée ;
    • Figures 8, 9, 10 et 11 sont des logigrammes illustrant diverses séquences de dépliage et de repliage obtenues par ce dispositif.
  • Les figures 1 à 6 montrent une grue à tour repliable, placée sur le châssis 1 d'un véhicule porteur 2, sur lequel est monté un châssis tournant 3, orientable autour d'un axe vertical 4. La grue comprend un mât 5, réalisé en deux éléments 6 et 7 articulés entre eux autour d'un axe horizontal 8. L'élément de mât inférieur 6 est articulé par sa base, autour d'un axe horizontal 9, à l'avant du châssis tournant 3. Au sommet de l'élément de mât supérieur 7 est articulée, autour d'un axe horizontal 10, une flèche distributrice 11 le long de laquelle est déplaçable un chariot 12, sous lequel se trouve une moufle de levage 13 à laquelle est rattaché un crochet de levage 14. La flèche 11 est composée ici de quatre éléments successifs, soit un pied de flèche 15, un court élément 16 de pliage de flèche, un élément intermédiaire de flèche 17 et une pointe de flèche 18. Ces éléments de flèche 15, 16, 17 et 18 sont articulés entre eux, autour d'axes intermédiaires horizontaux.
  • La grue comprend encore des haubans 19 de dressage du mât 5 et un dispositif de retenue 20 de la flèche 11, liés à la partie arrière du châssis tournant 3.
  • Trois vérins hydrauliques à double effet 21, 22 et 23 sont prévus pour la motorisation du dépliage et du repliage de la grue :
    • Le premier vérin 21, situé au niveau de l'élément de mât inférieur 6, sert au dépliage/repliage des éléments de mât 6 et 7. Ce vérin 21 est associé à un embiellage 24.
    • Le deuxième vérin 22 est situé au niveau de l'élément intermédiaire 16 de la flèche 11. Associé à un embiellage 25 (voir figure 1, à droite), ce vérin 22 sert au dépliage/repliage des trois premiers éléments 15, 16 et 17 de la flèche 11.
    • Le troisième vérin 23 est situé au niveau de l'articulation de la pointe de flèche 18 sur l'avant de l'élément intermédiaire de flèche 17. Ce dernier vérin 23 sert ainsi au dépliage/repliage de la pointe de flèche 18, par rapport à l'élément intermédiaire 17.
  • Le dispositif de retenue 20 de la flèche 11, précédemment mentionné, comprend ici un tirant de flèche 26 reliant l'avant du pied de flèche 15 au sommet d'un poinçon 27, articulé sur la partie postérieure de la flèche 11, et un câble 28 dirigé vers le bas, qui part du sommet du poinçon 27 et qui est prolongé vers le bas par un élément allongé rigide 29, lié par sa base à la partie arrière du châssis tournant 3. De plus, une bielle 30 relie le point de jonction du câble 28 et de l'élément rigide 29 avec la région supérieure de l'élément de mât inférieur 6.
  • En se référant aussi à la figure 7, le dispositif de commande/contrôle du dépliage et repliage de la grue comprend une centrale hydraulique 31, équipée d'électrovannes non représentées, pour l'alimentation en fluide hydraulique sous pression des trois vérins 21, 22 et 23. Les électrovannes sont pilotées à partir d'une unité de commande séquentielle 32, recevant elle-même des ordres issus d'un commutateur manuel 33 et d'un manipulateur de commande 34, ainsi que des signaux issus d'un ensemble de capteurs, désigné globalement par 35.
  • Le commutateur manuel 33 est un commutateur à N positions, dont deux positions particulières, désignées A et B, qui permettent ici une présélection entre deux configurations de dépliage ou de repliage :
    • la position A correspond au passage de la grue complètement repliée (figure 1) à la grue complètement dépliée, avec son mât 5 dressé et sa flèche 11 alignée (figure 2), ou vice versa ;
    • la position B correspond au passage de la grue complètement dépliée, avec son mât 5 dressé et sa flèche 11 alignée (figure 2), à une position dans laquelle le mât 5 est encore dressé, mais la flèche 11 est repliée (figure 6), ou vice versa.
  • Le manipulateur de commande 34 est un manipulateur à deux positions, respectivement de dépliage et de repliage, qui, combinées avec les deux positions A et B du commutateur 33, permettent les commandes de quatre procédures ou séquences, respectivement désignées L1 à L4 :
    • L1 désigne le passage de la grue complètement repliée (position de transport) à la grue complètement dépliée, avec son mât 5 dressé et sa flèche 11 alignée, autrement dit la séquence de dépliage complet de la grue, amenant cette grue dans sa position de travail ordinaire selon la figure 2.
    • L2 désigne le passage inverse de la grue complètement dépliée, avec son mât 5 dressé et sa flèche 11 alignée, à la position complètement repliée, autrement dit la séquence de repliage complet de la grue, ramenant cette grue dans sa position de transport selon la figure 1.
    • L3 désigne le passage de la grue complètement dépliée, avec son mât 5 dressé et sa flèche 11 alignée, à la position dans laquelle le mât 5 reste dressé mais la flèche 11 est repliée, autrement dit la séquence de repliage partiel amenant la grue dans une position de travail particulière avec flèche 11 raccourcie, selon la figure 6.
    • L4 désigne le passage inverse de la grue de la position avec mât 5 dressé mais flèche 11 repliée, vers la position complètement dépliée, le mât 5 étant dressé et la flèche 11 alignée, autrement dit la séquence de dépliage partiel depuis la position de travail avec flèche 11 raccourcie jusqu'à la position de travail ordinaire.
  • L'unité de commande séquentielle 32 est constituée d'un ensemble de relais, actionnés selon les logigrammes des figures 8 à 11, pour réaliser les diverses séquences L1 à L4 de dépliage et de repliage, complet ou partiel, définies ci-dessus.
  • L'ensemble de capteurs 35 comprend, dans l'exemple particulier illustré au dessin :
    • un premier capteur inductif 36 fixé sur le châssis tournant 3, au niveau de l'appui du mât 5, le capteur 36 étant actionné par l'élément de mât supérieur 7, en position repliée, pour contrôler la position "mât replié" ;
    • un deuxième capteur inductif 37 fixé à la base de l'élément de mât supérieur 7, au niveau de son articulation (axe 8) avec l'élément de mât inférieur 6, le capteur 37 étant actionné par l'élément de mât inférieur 6 dans sa position alignée avec l'élément de mât supérieur 7, pour contrôler la position "mât déplié" ;
    • un troisième capteur inductif 38 fixé sur la partie avant du pied de flèche 15, au niveau de l'embiellage 25 donc de l'articulation à l'élément 16 de pliage de flèche, le capteur 38 étant actionné par cet embiellage 25 lorsque les deux éléments postérieurs 15 et 16 de la flèche 11 sont alignés, pour contrôler la position "flèche alignée" ;
    • un quatrième capteur inductif 39 fixé sur l'élément de pliage 16 de la flèche 11, au niveau de la membrure inférieure de cet élément 16 et sensiblement en position centrale, le capteur 39 étant actionné par le chariot 12 lorsque ce dernier est centré sur la membrure inférieure de l'élément 16, pour contrôler la situation "position de chariot pour repliage de flèche" ;
    • un cinquième capteur inductif 40 fixé sur la partie arrière de l'élément intermédiaire de flèche 17, donc au niveau de l'articulation de cet élément intermédiaire 17 avec l'élément 16 de pliage, le capteur 40 étant actionné lorsque l'angle α formé par le pied de flèche 15 et par l'élément intermédiaire 17 est égal à environ 33°, pour contrôler la position particulière "flèche à environ 33° pour ouverture du poinçon 27";
    • un sixième capteur inductif 41 fixé sur la partie avant de l'élément intermédiaire de flèche 17, au niveau de l'embiellage d'articulation de la pointe de flèche 18, le capteur 41 étant actionné par cet embiellage lorsque la pointe de flèche 18 est repliée sur l'élément intermédiaire de flèche 17, pour contrôler la position "pointe de flèche repliée" ;
    • un septième capteur 42, qui est un capteur à galet, fixé sur la partie avant du pied de flèche 15, au niveau de la membrure inférieure de cet élément de flèche, le capteur 42 étant actionné par une rampe horizontale fixée sur le chariot 12 lorsque ce dernier est positionné à l'extrémité avant du pied de flèche 15, pour contrôler la situation "position du chariot pour flèche raccourcie" ;
    • un huitième capteur inductif 43 fixé sur la partie avant de l'élément intermédiaire de flèche 17, et actionné par la pointe de flèche 18 lorsque ces deux éléments 17 et 18 de la flèche 11 sont alignés, pour contrôler la position "pointe de flèche alignée" ;
    • un neuvième capteur inductif 44 fixé sur le châssis 1 du véhicule porteur 2, considéré ici comme un châssis "fixe" (par opposition au châssis tournant 3), le capteur 44 étant actionné par l'élément de mât inférieur 6 en position repliée, pour contrôler la position "mât replié en appui pour transport" ;
    • un dixième capteur inductif 45 fixé sur l'élément de pliage 16 de la flèche 11, au niveau de la membrure inférieure de cet élément 16 et sensiblement à son extrémité arrière, le capteur 45 étant actionné par une rampe verticale fixée sur le chariot 12, lorsque celui-ci est en position arrière sur la membrure inférieure de l'élément 16, pour contrôler la situation "position de chariot pour transport";
    • un onzième capteur inductif 46 fixé sur le pied de flèche 15, au niveau de la membrure supérieure de cet élément de flèche et à son extrémité arrière, le capteur 46 contrôlant simultanément l'appui de l'élément intermédiaire de flèche 17 sur le pied de flèche 15, et l'appui de la pointe de flèche 18 sur le pied de flèche 15, pour contrôler la position "élément intermédiaire de flèche replié et pointe de flèche repliée pour le transport" ; et
    • un douzième capteur inductif 47 fixé sur l'élément intermédiaire de flèche 17, au niveau de la membrure supérieure de cet élément de flèche 17, le capteur 47 étant actionné par le tirant de flèche 26, pour contrôler la position "flèche repliée pour travail avec flèche raccourcie".
  • Enfin, la grue possède un certain nombre d'appuis et de blocages de sécurité, pour son transport (voir figure 1) :
    • Un premier appui 48 est prévu entre l'élément de mât inférieur 6 et le châssis fixe 1 (châssis du véhicule porteur 2). L'appui 48, en forme de "V", est constitué par un berceau articulé autour d'un axe horizontal sur des oreilles, fixées dans la partie arrière du châssis fixe 1.
    • Un deuxième appui 49, aussi en forme de "V", est prévu entre l'élément intermédiaire de flèche 17 et le pied de flèche 15.
    • Un troisième appui 50 est prévu entre la pointe de flèche 18 et le pied de flèche 15.
    • Un quatrième appui 51 est prévu entre le chariot 12 et la base de l'élément de mât supérieur 7. L'appui 51 est constitué par le corps d'une bielle articulée sur le chariot 12, et par un patin fixé sur l'élément de mât 7.
    • Un blocage 52 de la moufle de levage 13 sur le chariot 12 est réalisé par la même bielle, munie à cet effet d'un patin fixé à son extrémité.
  • On notera qu'en position de transport (figure 1), l'élément de mât supérieur 7 est rabattu sur l'élément de mât inférieur 6, tandis que la flèche 11 est repliée "en escargot" ; les deux éléments de mât 6 et 7, le pied de flèche 15, l'élément intermédiaire de flèche 17 et la pointe de flèche 18 sont alors parallèles au châssis fixe 1, donc sensiblement horizontaux, tandis que l'élément de pliage 16 de la flèche 11 est disposé verticalement, avec le chariot 12, à l'arrière du véhicule porteur 2.
  • Dans l'exemple illustré au dessin, les positions de travail (figures 2 et 6) sont des configurations avec flèche 11, alignée ou raccourcie, sensiblement horizontale. Une configuration de travail avec flèche 11 relevée, par exemple inclinée d'environ 20° sur l'horizontale, peut cependant être choisie, avant tout dépliage, par un réglage préalable de la longueur du tirant de flèche 26.
  • A titre d'exemple, on considère ici la séquence L1 de dépliage de la grue, avec passage de la position repliée de transport (figure 1) à la position complètement dépliée de travail (figure 2). Cette séquence L1 s'effectue en passant par les positions intermédiaires illustrées par les figures 3, 4 et 5, et selon le logigramme de la figure 8.
  • Au départ, l'opérateur place le commutateur 33 sur la position A, et le manipulateur 34 sur la position "dépliage". Le chariot 12 se situe, initialement, sur l'élément de pliage 16 de la flèche 11, et il conservera cette position durant toute la séquence de dépliage, qui comprend successivement :
    • l'actionnement du deuxième vérin 22 dans le sens de sa sortie, pour le dépliage de la flèche 11 jusqu'à l'angle α de 33° (figure 3) ;
    • par action du cinquième capteur 40, l'arrêt du mouvement précédent, et l'autorisation de l'actionnement du premier vérin 21 ;
    • l'actionnement du premier vérin 21 dans le sens de sa sortie, pour le dépliage du mât 5 (figure 4) ;
    • par action du deuxième capteur 37, la détection du dépliage complet du mât 5 (figure 5), et l'autorisation d'un nouvel actionnement du deuxième vérin 22 ;
    • l'actionnement de ce deuxième vérin 22, toujours dans le sens de sa sortie, jusqu'à l'alignement des trois premiers éléments de flèche 15, 16 et 17 ;
    • par action du troisième capteur 38, la détection de l'alignement de ces éléments de flèche 15, 16 et 17, l'arrêt du mouvement précédent et l'autorisation de l'actionnement du troisième vérin 23 ;
    • l'actionnement du troisième vérin 23 dans le sens de sa sortie, pour le dépliage de la pointe de flèche 18 ;
    • par action du huitième capteur 43, la détection de l'alignement de la pointe de flèche 18 avec l'élément intermédiaire de flèche 17, l'arrêt du dernier mouvement, et l'autorisation de mise en service de la grue.
  • Pour le repliage complet de la grue, la séquence inverse L2 est exécutée selon le logigramme de la figure 9. De plus, lors de ce repliage de la grue en vue de son transport, les divers appuis précédemment mentionnés agissent dans l'ordre suivant (en fin de repliage) :
    • intervention de l'appui 48 de l'élément de mât inférieur 6 sur le châssis fixe 1 ;
    • intervention de l'appui 50 entre la pointe de flèche 18 et le pied de flèche 15 ;
    • intervention de l'appui 49 entre l'élément intermédiaire de flèche 17 et le pied de flèche 15 ;
    • intervention de l'appui 51 entre le chariot 12 et l'élément de mât supérieur 7 ;
    • blocage en 52 de la moufle de levage 13 sur le chariot 12.
  • Les logigrammes des figures 10 et 11 décrivent, enfin, les séquences L3 et L4 de passage de la position de travail avec flèche alignée (figure 2) à la position de travail avec flèche raccourcie (figure 6), et inversement. Ces séquences, plus simples, ne font intervenir que le deuxième vérin 22. On notera que, pour l'exécution des séquences L3 et L4, le chariot 12 doit se situer sur le pied de flèche 15, qui est la partie utile de la flèche 11 raccourcie.
  • Les diverses séquences, précédemment décrites, peuvent être commandées à une vitesse unique, ou avec un choix entre deux ou plusieurs vitesses.
  • L'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention, telle que définie dans les revendications annexées :
    • en remplaçant l'unité de commande séquentielle à relais par un automate ;
    • en utilisant des capteurs de tout type, tels que des capteurs de fin de course à poussoir ou à galet ;
    • en prévoyant des commutateurs à plus de deux positions ;
    • en appliquant l'invention à des grues de configuration et cinématique différentes, par exemple à mât télescopique ou à mât pliable et télescopique, ou à flèche télescopique (les notions de "dépliage" et "repliage" englobant ici le télescopage), ou encore à flèche composée d'éléments en nombre différent, avec pliage de ces éléments "en escargot" ou "en accordéon" ;
    • en adaptant les séquences de dépliage et de repliage à chaque configuration et cinématique particulière de grue ;
    • en adaptant aussi le nombre et la disposition des capteurs à chaque configuration et cinématique particulière de grue ;
    • en appliquant l'invention à des grues dont les mouvements de dépliage et de repliage sont, en partie ou totalement, commandés par des actionneurs autres que des vérins, par exemple par des treuils et des câbles.

Claims (10)

  1. - Procédé de commande/contrôle sécurisé du dépliage et repliage d'une grue à tour, à mât (5) dépliable et à flèche (11) dépliable, pour le passage d'une position repliée de transport à une position dépliée de travail, ou vice versa, ou encore pour le passage d'une position définie de travail à une autre position de travail, les mouvements de dépliage et repliage étant motorisés par des actionneurs tels que vérins (21, 22, 23), caractérisé en ce qu 'il consiste à sélectionner une procédure de dépliage ou de repliage, définie par sa position initiale et sa position finale, à actionner successivement les vérins ou autres actionneurs selon une séquence automatique préétablie (L1, L2, L3, L4) correspondant à la procédure sélectionnée, et à contrôler le déroulement de cette séquence par détection d'arrivée d'éléments du mât (5) et/ou de la flèche (11) de la grue dans des positions intermédiaires et dans la position finale.
  2. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la séquence automatique (L1 ,L2) de dépliage et de repliage de la grue comporte des actionnements successifs et/ou alternés des vérins ou autres actionneurs (21, 22, 23) de dépliage/repliage du mât (5) et de la flèche (11), chaque actionnement de vérin ou autre actionneur étant interrompu par la détection d'arrivée d'éléments de mât (6, 7) ou de flèche (15, 16, 17, 18) dans une position prédéterminée, cette détection autorisant alors l'actionnement de vérin ou autre actionneur suivant.
  3. - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, dans le cas d'une procédure de repliage de la grue jusqu'à sa position repliée de transport, la séquence automatique de repliage (L2) comporte encore des détections d'appuis des éléments de mât (6, 7) et/ou de flèche (15, 16, 17, 18) entre eux, ou sur des éléments de châssis (1, 3) de la grue, et peut aussi comporter au moins une action de blocage en position repliée de transport.
  4. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les procédures, pouvant être sélectionnées, comprennent :
    - le passage (L1) de la position complètement repliée de transport de la grue à la position de travail complètement dépliée, le mât (5) étant dressé et la flèche alignée, et vice versa (L2) ;
    - le passage (L3) d'une position de travail avec flèche (11) alignée, le mât (5) étant dressé, à une position de travail avec flèche (11) raccourcie, le mât (5) restant dressé, et vice versa (L4).
  5. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, dans le cas d'une grue comprenant un mât (5) réalisé en deux éléments (6, 7), articulés entre eux, et une flèche (11) comprenant un pied de flèche (15), un élément intermédiaire de flèche (17) et une pointe de flèche (18), articulés entre eux le cas échéant avec interposition d'un élément (16) de pliage de flèche, tandis que sont prévus un premier vérin (21) pour le dépliage/repliage des éléments de mât (6, 7), un deuxième vérin (22) pour le dépliage/repliage général de la flèche (11), et un troisième vérin (23) pour le dépliage/repliage de la pointe de flèche (18), ces vérins étant associés à des embiellages (24, 25), la séquence automatique (L1) de dépliage de la grue comprend, successivement :
    - l'actionnement du deuxième vérin (22) pour le dépliage partiel de la flèche (11), l'élément intermédiaire de flèche (17) formant avec le pied de flèche (15) un angle aigu (α),
    - l'actionnement du premier vérin (21) pour le dépliage complet du mât (5), jusqu'à une position dressée,
    - l'actionnement du deuxième vérin (22) pour la poursuite du dépliage de la flèche (11), jusqu'à l'alignement du pied de flèche (15) avec l'élément intermédiaire de flèche (17), et
    - l'actionnement du troisième vérin (23) pour l'alignement de la pointe de flèche (18) avec l'élément intermédiaire de flèche (17).
  6. - Procédé selon l'ensemble des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la séquence automatique (L3) de passage de la grue de la position complètement dépliée, avec flèche (11) alignée, à la position de travail avec flèche (11) raccourcie, comprend l'actionnement du seul deuxième vérin (22).
  7. - Dispositif de commande/contrôle sécurisé du dépliage et repliage d'une grue à tour, à mât (5) dépliable et à flèche (11) dépliable, les mouvements de dépliage et repliage étant motorisés par des vérins ou autres actionneurs (21, 22, 23), caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison :
    - au moins un commutateur (33) pour la sélection manuelle d'une procédure de dépliage ou de repliage, définie par sa position initiale et sa position finale,
    - une unité de commande séquentielle (32) des vérins ou autres actionneurs (21, 22, 23) selon une procédure sélectionnée, et
    - un ensemble de capteurs (35 ; 36 à 47) prévus pour détecter l'arrivée d'éléments de mât (6, 7) et/ou de flèche (15, 16, 17, 18) de la grue dans des positions intermédiaires et finale, ces capteurs étant reliés à l'unité de commande séquentielle (32) des vérins ou autres actionneurs.
  8. - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend un commutateur manuel (33) à au moins deux positions (A, B), pour la sélection d'une configuration de dépliage ou de repliage définie par ses deux positions extrêmes, et un manipulateur de commande (34) à deux positions, pour la sélection du dépliage ou du repliage, les combinaisons des actions sur le commutateur (33) et sur le manipulateur (34) définissant entièrement chaque procédure (L1, L2, L3, L4) de dépliage ou de repliage.
  9. - Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que l'unité de commande séquentielle (32) des vérins est constituée par un ensemble de relais, commandant des électrovannes d'un ensemble hydraulique (31) d'alimentation des vérins (21, 22, 23) de repliage/dépliage de la grue.
  10. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que l'ensemble de capteurs (35) comprend des capteurs de position inductifs (36 à 47), fixés sur des éléments de mât (6, 7) ou sur des éléments de flèche (15, 16, 17, 18) de la grue, ou encore sur un élément de châssis (1, 3) de cette grue pour le contrôle de l'arrivée en position repliée de transport.
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