FR2543936A1 - Dispositif pour reduire la deviation oscillatoire d'un vehicule tel qu'une grue mobile pour terrains accidentes - Google Patents

Abstract

VEHICULE 10 POUVANT SE MOUVOIR SUR UN TERRAIN T, COMPRENANT UNE PREMIERE MASSE INCLUANT UN CHASSIS DE VEHICULE 18, DES SUPPORTS ELASTIQUES COMPRENANT DES ENSEMBLES DE ROUE PORTEUSE 20 RELIES AU CHASSIS 18 ET PERMETTANT AU CHASSIS 18 DE DEVIER VERTICALEMENT ET ANGULAIREMENT. LE VEHICULE COMPORTE DES MOYENS DE REDUCTION DE DEVIATION INTERPOSES ENTRE LE CHASSIS 18 ET LE COMPOSANT 12 DE MANIERE A REDUIRE LA DEVIATION VERTICALE ET ANGULAIRE DU CHASSIS 18 RELATIVEMENT AU TERRAIN T, QUI TEND A SE PRODUIRE EN REPONSE A DES CHARGES DYNAMIQUES IMPOSEES AU VEHICULE 10 PAR LE MOUVEMENT SUR UN TERRAIN T INEGAL OU PAR UNE ACCELERATION OU UNE DECELERATION DU VEHICULE 10, CES MOYENS DE REDUCTION DE DEVIATION COMPRENNENT DES MOYENS COMPRESSIBLES ET EXPANSIBLES ELASTIQUEMENT INTERPOSES ENTRE LE CHASSIS 18 ET LE COMPOSANT 12 ET TENDANT A PERMETTRE UNE DEVIATION VERTICALE ETOU ANGULAIRE LIMITEE DU COMPOSANT 12 RELATIVEMENT AU CHASSIS 18.

Description

DISPOSITIF POUR REDUIRE LA DEVIATION OSCILLA-

TOIRE D'UN VEHICUL Ei Q 'tó ^ v av d J

La présente invention se rapporte d'une maniè-

re générale à des moyens permettant de réduire la dévia-

tion oscillatoire d'un véhicu Le tel qu'une grue mobile pour terrains accidentés, dans lequel le châssis tend à osciller angulairement et verticalement ou à tanguer

et à rebondir par rapport au terrain à cause de l'irré-

gularité de celui-ci ou d'une accélération ou d'une

décélération rapide du véhicule.

Certains véhicules antérieurs utilisés dans les travaux de construction, tels que les grues mobiles pour terrains accidentés, comprennent un châssis muni

de pneumatiques reposant sur le sol et un grand compo-

sant lourd tel qu'une flèche télescopique pivotante

de grue montée sur le châssis Les pneumatiques présen-

tent typiquement la forme de gros pneumatiques ballons gonflés et compressibles élastiquement, qui peuvent

être ou non munis de ressorts élastiques supplémentai-

res de suspension entre les essieux de roues et le châssis Ces pneumatiques (et les ressorts d'essieu s'ils existent) servent de moyen support élastique qui permet au châssis de se mouvoir verticalement (rebondir ou tanguer) relativement au terrain Quand on conduit la flèche de la grue d'un emplacement de travail à un autre, on l'abaisse à une position de transport par route et habituellement, on la fixe au châssis De façon caractéristique, quand on conduit un tel véhicule

sur un terrain accidenté ou quand on accélère ou décé-

lère rapidement, le châssis lourd avec la flèche lourde qu'il porte tend à osciller angulairement ou à tanguer relativement au terrain sur lequel le véhicule se déplace Cette déviation, qui se produit à un mode et à une fréquence de vibration naturels et incontrôlés, est possible à cause du soutien élastique assuré par les pneumatiques et/ou les ressorts de suspension Cette déviation est indésirable pour plusieurs raisons Elle

peut faire perdre dangereusement au conducteur la maî-

trise du véhicule aux vitesses sur route et peut même avoir pour effet que les roues du véhicule quittent momentanément le sol En outre, elle est inconfortable

et dangereuse pour le conducteur placé dans la cabine.

Elle impose aussi aux essieux de roues et autres compo-

sants du véhicule une charge dynamique verticale et de torsion qui est indésirable Elle peut aussi amener le

véhicule à endommager la surface de la route.

On a fait des efforts pour résoudre le probtè-

me spécifique du rebondissement du véhicule, en ce qui concerne les camions, comme l'indique le brevet

US 2 744 749 On a tenté également de résoudre le pro-

blème général de la vibration des systèmes, comme l'in-

dique le brevet US 3 322 379 Toutefois, aucun des en-

seignements de ces brevets ne peut servir à surmonter

les inconvénients décrits ci-dessus.

Se Lon l'invention, on propose des moyens per-

mettant de réduire la déviation angulaire et de trans-

lation d'un véhicule telle qu'une grue mobile pour ter-

rains accidentés, comportant un châssis supporté élas-

tiquement sur Le terrain par des pneumatiques ballons et/ou des ressorts de suspension d'essieu et sur lequel

est monté un composant lourd tel qu'une flèche télesco-

pique de grue, etc L'invention vise un châssis qui,

à cause de son soutien élastique, tend à dévier angu-

lairement ou à tanguer ou à osciller relativement au terrain sur lequel le véhicule se déplace à cause du

caractère accidenté du terrain ou à cause d'une accélé-

ration ou d'une décélération du véhicule en mouvement.

L'invention vise en outre la mobilité du composant

verticalement et angulairement relativement au châssis.

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Par exemple, le composant est une masse soli-

daire te L Le qu'une flèche télescopique de grue qui est reliée au châssis par exemple par un ensemble de pivots

et qui est capable de se mouvoir angulairement en va-

et-vient autour d'un axe horizontal relativement au

châssis sous l'action de moyens tels qu'un vérin hydrau-

lique de levage de flèche qui Lève et abaisse La flèche.

Les moyens de réduction de déviation ou moyens de stabilisation selon l'invention comprennent des moyens élastiques tels qu'un ressort auxiliaire, attachés entre le châssis et la f Lèche de grue et des moyens d'amortissement servant à commander la vitesse de compression et de décompression du ressort auxiliaire

de manière à réduire, à inhiber ou à empêcher les dévia-

tions oscillatoires du châssis relativement au terrain.

-Les moyens de réduction de déviation agissent de manière

à utiliser Le mouvement angulaire de la flèche relati-

vement au châssis pour engendrer des modes naturels d'oscillation dans lesquels l'oscillation de la flèche est déphasée relativement à l'oscillation par ailleurs incontrôlée du châssis (et de toute charge qu'il

porte) relativement au terrain.

Dans un mode d'exécution de l'invention, le ressort auxiliaire et les moyens d'amortissement sont

de préférence incorporés au vérin de levage de flèche.

Selon l'invention, la flèche, au lieu d'être fixée de façon rigide et immobile au châssis du véhicule pendant

le transport sur route comme antérieurement, peut pivo-

ter dans une mesure Limitée autour de son axe horizon-

tal Toutefois, à ce mouvement angulaire s'oppose le

ressort auxiliaire et les moyens d'amortissement com-

mandent la vitesse de compression ou de décompression

du ressort Les moyens de réduction de déviation assu-

rent un résultat optimal quand la vitesse de mouvement du ressort, Lorsqu'il se détend et se contracte, est commandée par les moyens d'amortissement de sorte qu'une charge ou une force appliquée aux essieux du véhicule

se dissipe en chaleur Le plus rapidement possible.

L'emplacement de l'axe de pivot et celui du ressort auxiliaire, ainsi que les caractéristiques du système de ressort auxiliaire et des moyens d'amortissement, sont choisis ou déterminés de façon telle que les modes naturels d'oscillation antérieurement incontrôlés du composant soient remplacés par des modes naturels qui sont couplés dynamiquement au mouvement de la masse suspendue relativement au châssis du véhicule On peut alors régler l'amplitude de vibration du composant et du système auxiliaire dans L'un quelconque de ses modes naturels en ajoutant au système de ressort auxiliaire

un amortissement de caractéristiques choisies.

Avec une telle disposition, il est possible de maîtriser, de réduire ou d'éliminer les grandes déviations et accélérations oscillatoires du châssis, associées au déplacement sur route d'un châssis de

véhicule supporté élastiquement L'invention a une im-

portance particulière lorsqu'il n'est pas possible, du

moins économiquement, comme dans les grandes grues mobi-

les, d'assurer l'amortissement en utilisant une dispo-

sition classique d'amortisseur pour les ressorts d'es-

sieux de ces véhicules.

Un véhicule tel qu'une grue mobile, compor-

tant un moyen de stabilisation dynamique selon l'inven-

tion pour une flèche télescopique montée sur son châs-

sis, offre de nombreux avantages relativement à la technique antérieure Par exemple, le châssis et la flèche qu'il porte ne vibrant pas, n'oscillent pas ou ne tanguent pas excessivement en passant sur un terrain

irrégulier ou accidenté ou en accélérant ou en décélé-

rant, ce qui augmente la sécurité de fonctionnement du véhicule, la Longévité du véhicule, le confort et la

sécurité de l'opérateur et réduit le dommage à la sur-

face de la route Le moyen d'amortissement est incorporé à des composants de véhicule existants tels que le vérin de levage de flèche, ce qui réduit le prix de revient du véhicule Le ressort et le moyen d'amortissement sont

facilement réglables pour s'adapter à différents véhicu-

les et à différentes conditions de charge Le système de commande hydraulique-électrique est relativement peu compliqué, il utilise de nombreux composants classiques,

il est économique à fabriquer et facile à entretenir.

D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront ci-après. La figure 1 est une élévation latérale d'une

grue mobile comportant des moyens de stabilisation dy-

namique selon l'invention; la figure 2 est une élévation axiale par l'arrière de la grue de la figure I;

la figure 3 est un schéma élémentaire de cer-

tains composants de la grue des figures 1 et 2; la figure 4 est un schéma plus complexe ou modèle mathématique de certains composants et relations physiques existant dans la grue des figures 1 et 2; {a figure 5 est une coupe simplifiée d'un vérin de levage de flèche de la grue des figures 1 et 2 et un schéma d'un circuit hydraulique de commande de ce vérin, le vérin et le circuit comportant aussi des moyens d'amortissement de déviation selon l'invention; la figure 6 est une coupe agrandie plus complète du vérin indiqué sur les figures 1, 2 et 5; la figure 7 est une vue axiale du vérin suivant la ligne 7-7 de la figure 6; la figure 8 est une élévation latérale d'un ensemble de valve indiqué schématiquement sur la figure 5; la figure 9 est une coupe de L'ensemble de valve suivant la Ligne 9-9 de la figure 8;

La figure 10 est un schéma d'un circuit élec-

trique de commande destiné à servir avec l'ensemble de valve des figures 5, 8 et 9;

La figure 11 est une élévation frontale agran-

die d'un panneau de commande sur lequel sont montés certains des composants électriques représentés sur La figure 10; la figure 12 est une élévation latérale du panneau de la figure 11; la figure 13 est une élévation par L'arrière du panneau des figures 11 et 12; la figure 14 est un schéma montrant trois positions de contact d'un interrupteur profilé indiqué sur les figures 10 à 13; la figure 15 est un graphique représentant

l'oscillation ou déviation angulaire typique d'un châs-

sis dans une grue n'utilisant pas de moyens de stabili-

sation; et la figure 16 est un graphique représentant

l'effet typique d'oscillation de moyens de stabilisa-

tion dynamique selon l'invention.

Sur les figures 1 et 2, La référence 10 dési-

gne un véhicule auto-propulsé tel qu'une grue mobile qui porte un grand composant lourd 12 sous la forme

d'une flèche télescopique de grue présentant les carac-

téristiques d'une masse solidaire montée sur un châssis 18 du véhicule Le véhicule 10 comporte des moyens de

stabilisation dynamique selon L'invention pour surmon-

ter toute tendance du châssis 18 (et du composant lourd 12 monté dessus) à osciller angulairement ou à tanguer ou à rebondir relativement au terrain T sur lequel Le

véhicule se déplace, en réponse à des charges dynami-

ques résultant des accidents de terrain ou d'une accélération ou décélération rapide du véhicule 10 Le véhicule 10 comprend généralement une partie inférieure 14 sur laquelle un partie supérieure 15 est montée au moyen d'un ensemble d'anneaux de pivotement 16 de manière à tourner dans un sens ou dans L'autre, dans une mesure illimitée, autour d'un axe vertical 17 pendant

le fonctionnement de la grue.

La partie inférieure 14 comprend un châssis 18 sur lequel sont montés quatre ensembles de rouestels que 20, un anneau fixe 21 de l'ensemble d'anneaux de pivotement susdit 16, quatre consoles extensibles telles que 22 destinées à se déployer pendant le fonctionnement de la grue, une source d'énergie 23 telle qu'un moteur à combustion interne servant à fournir de la force

motrice à la grue et aux ensembles de roue 20, une bat-

terie électrique 24 pour faire démarrer le moteur 23

et un réservoir à liquide hydraulique 25 servant à four-

nir du liquide d'actionnement à certains composants du

véhicule et de la grue.

La partie supérieure 15 comprend un anneau tournant 28 de l'ensemble d'anneaux de pivotement 16 et un cadre support 30 fixé rigidement à l'anneau 28 Un ensemble de support de flèche 32 est monté rigidement sur le cadre support 30 et la flèche télescopique 12

est montée, au moyen d'un ensemble de pivot 34 compre-

nant un pivot 35, sur le cadre support 30 en vue d'un mouvement de pivotement entre des positions levée et

abaissée autour d'un axe horizontal 36 pendant le fonc-

tionnement de la grue La flèche télescopique 12 comprend un tronçon de base de flèche 40, un tronçon intérieur de flèche 41 pouvant se télescoper à l'intérieur du tronçon de base-de flèche, un tronçon extérieur de

flèche 42 pouvant se télescoper à l'intérieur du tron-

çon intérieur de flèche et au moins un vérin hydraulique

(non représenté) assurant le déploiement et la rétrac-

tion des tronçons de flèche 41 et 42 Le cadre support sert aussi de support à deux treuils tels que 37,

un contrepoids 38 et une cabine d'opérateur 39.

Deux vérins de levage de f Lèche tels que 45, décrits en détail ci-après, sont branches chacun entre l'ensemb Le de support de f Lèche 30 et le tronçon de base de flèche 40 de manière à lever et abaisser La flèche télescopique 12 et chaque cylindre 45 comporte aussi des moyens de stabilisation dynamique selon

l'invention, comme expliqué ci-après.

Chaque ensemble de roue 20 du châssis 18 de la partie inférieure 14 du véhicule 10 comprend un essieu 48, une roue montée de manière à pouvoir tourner sur l'essieu et un gros pneumatique ballon gonflé et élastique 52 monté su r la roue et pouvant s'appliquer au terrain T indiqué sur les figures 1 à 4 et qui peut être une surface de route ou une surface de terre sur laquelle le véhicule 10 peut se mouvoir Dans le mode

d'exécution représenté, l'essieu 48 est fixé au châs-

sis 18 de telle sorte que, tandis qu'un mouvement de rotation et de direction de l'essieu 48 est possible, un mouvement vertical relatif entre l'essieu 48 et le châssis 18 n'est pas possible Toutefois, le gros

pneumatique ballon gonf Lé 52 est compressible élasti-

quement en direction verticale vers le bas, dans une certaine mesure, en réponse à des charges verticales imposées de haut en bas par la partie supérieure 15

et La partie inférieure 14 du véhicule 10 Le pneuma-

tique 52 peut aussi se décomprimer élastiquement ver-

ticalement vers Le haut en réponse à la suppression

d'une te L Le charge verticale Par suite, le pneuma-

tique 52 sert de support élastique au châss is 18 et le

châssis 18 peut se mouvoir élastiquement, verticale-

ment et angulairement, aussi bien vers le haut'que

vers Le bas dans la direction de la flèche A et angu-

lairement dans la direction de La flèche B de La figure 3, relativement au terrain T lorsque le véhicule

se meut sur celui-ci, comme expliqué ci-après.

Dans le mode d'exécution représenté, le véhi-

cule 10 est auto-propulsé et un ou plusieurs essieux 48 sont conçus pour être entraînés en rotation par le

moteur 23, grâce à des moyens de transmission appro-

priés (non représentés) pour propulser le véhicule 10.

En outre, deux ou quatre des essieux 48 peuvent être orientés par des moyens de direction appropriés (non représentés) pour permettre de diriger le véhicule 10 pendant qu'on le conduit Toutefois, il est entendu que l'invention peut être réalisée dans un type de grue mobile qui est monté sur un véhicule du type à remorque (non représenté), qui n'est pas auto-propulsé mais conçu pour être tiré par un autre véhicule tel qu'un camion (non représenté) En outre, au lieu que

les pneumatiques élastiques 52 servent seuls à per-

mettre un mouvement vertical relatif entre le châssis 18 et le terrain T, chaque essieu 48 pourrait être relié ou fixé au châssis 18 par un ressort d'essieu classique (non représenté), avec ou sans amortisseur classique d'essieu à ressort (non représenté) associé

pour jouer le rôle d'une autre forme de support élas-

tique du châssis 18 et pour permettre un mouvement ver-

tical relatif entre le châssis 18 et le terrain T. Les deux vérins de levage de flèche tels que

peuvent être actionnés pour lever et abaisser verti-

calement la flèche 12 avec pivotement autour du pivot Chaque vérin de levage de flèche 45 est relié par son extrémité inférieure par un pivot inférieur 54 à un point Pl (voir figures 1 et 4) de l'ensemble de support

de flèche 32 (et donc du châssis 18) et par son extré-

mité supérieure, par un pivot supérieur 55, à un point P 2 (voir figures 1 et 4) du tronçon de base de flèche 40 Comme expliqué ci-après, chaque vérin de levage de flèche 45 est aussi construit de manière à comporter des parties des moyens de stabilisation dynamique selon

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La cabine 39 du conducteur loge certains

leviers de commande et interrupteurs, identifiés ci-

après, servant à actionner les moyens de stabilisa-

tion ainsi que des commandes classiques de propulsion et de direction du véhicule 10, d'actionnement de la partie supérieure de grue 15 et de la flèche 12 et

d'actionnement des consoles 22.

Comme le montrent les figures 3, 4, 5 et 6, les moyens de stabilisation dynamique comprennent généralement au moins un ressort auxiliaire 60 (deux ressorts étant représentés), effectivement attachés entre le châssis 18 et la flèche 12 pour résister aux déviations verticales et angulaires entre eux, et des moyens d'amortissement 62, comprenant une enveloppe de cylindre 80, un ensemble de piston 112 placé dans

celui-ci, en parallèle à chaque ressort 60, et un ori-

fice à fluide hydraulique pour amortir le mouvement du ressort Dans le mode d'exécution décrit, les figures et 6 montrent un ressort 60 et des moyens d'amortis-

sement 62 sont économiquement et avantageusement incor-

porés à un vérin de levage de flèche tel que 45 qui

est prévu pour lever et abaisser la flèche 12.

Avant de donner une explication détaillée de la structure des moyens de stabilisation dynamique, il

faut faire comprendre généralement son fonctionnement.

Selon l'invention, le composant tel qu'une flèche 12, au lieu d'être fixé rigidement et de façon immobile au châssis 18 du véhicule pendant le transport sur route ainsi qu'il est classique, a la possibilité de pivoter ou de dévier angulairement autour de l'axe horizontal

du pivot 35 de l'ensemble de pivot 34 lorsque le véhi-

cule 10 tend à rebondir ou à tanguer en étant pro-

pulsé sur le terrain T Toutefois, ce mouvement angu-

laire de la flèche 12 est commandé par le ressort 60 et les moyens d'amortissement 62 On a trouvé que le système donne un résultat optimal quand la force du ressort, lorsque le ressort 60 se dilate et se contracte 1 1

et la force d'amortissement des moyens d'amortisse-

ment 62, ainsi que les positions relatives de l'axe du pivot 35, du ressort 60 et d'autres composants sont

choisies de façon telle qu'une charge ou une force appli-

quée aux essieux 48 du véhicule se dissipe en chaleur

le plus rapidement possible L'axe du pivot 35 et l'em-

placement du ressort 60 ainsi que les caractéristiques de ressort et d'amortissement sont choisis ou déterminés de telle sorte que les modes naturels d'oscillation,

antérieurement incontr 6 lés, du châssis 18, sont rempla-

cés par des modes naturels qui sont couplés dynamique-

ment au mouvement de la masse suspendue ou f Lèche 12.

On peut alors régler l'amplitude de vibration du châs-

sis, dans n'importe lequel de ses modes naturels, en ajoutant un amortissement au système de ressort auxiliaire. Sur les figures 5, 6 et 7, on voit qu'un vérin de levage de f Lèche 45, auquel sont incorporés des moyens de stabilisation dynamique, présente la structure suivante- Le vérin 45 comprend un ensemble de cylindre 63 fixe axialement et un piston principal

78, monté dessus et pouvant coulisser axialement.

L'ensemble de cylindre 63 comprend un cylindre exté-

rieur creux 66 présentant un capuchon d'extrémité 68 fixé rigidement à une extrémité et un joint de tige de piston 70 à l'intérieur de son autre extrémité Le

capuchon 68 présente un orifice à liquide 72 qui com-

munique avec une chambre 73 du cylindre extérieur 66.

Le cylindre 66 comprend un orifice à liquide 74 qui

communique avec une autre chambre 75 du cylindre exté-

rieur 66 Les chambres 73 et 75 sont séparées par le piston principal 78 qui est monté de manière à pouvoir

coulisser dans l'alésage du cylindre extérieur 66.

Le piston principal 78 est relié à une tige de piston creuse 80 qui dépasse à l'extérieur de ladite autre extrémité du cylindre extérieur 66 par un trou 82 du

joint de tige de piston 70.

Quand du liquide hydraulique sous pression est amené par l'orifice 72 à la chambre 73 du cylindre extérieur 66, le piston 78 et la tige 80 qui lui est reliée se déplacent vers la position de déploiement du vérin de levage de flèche, la flèche 12 se lève et du

liquide s'échappe de la chambre 75 par l'orifice 74.

Inversement, quand du liquide hydraulique sous pres-

sion est amené par l'orifice 74 à la chambre 75 du cylindre extérieur 66, le piston 78 et la tige 80 qui

lui est fixée se déplacent vers la position de rétrac-

tion du vérin de levage de flèche, la flèche 12 s'abaisse et du liquide s'échappe de la chambre 73 par

l'orifice 72.

Le vérin de levage de flèche 45 tel qu'on l'a décrit jusqu'ici peut agir de manière à lever et à abaisser La flèche 12 en réponse au fonctionnement d'un système de commande hydraulique représenté sur

la figure 5 Ce système de commande comprend un dis-

tributeur directionnel de levage de flèche 85, à trois positions (neutre, levage, abaissement), pouvant être actionné manuellement et servant à relier les orifices

72 et 74 du cylindre principal 66 au réservoir hydrau-

lique 25 Le système de commande comprend aussi un

ensemble de distributeur 86 (représenté schématique-

ment sur la figure 5, en vue par le haut sur la figure 8 et en coupe sur la figure 9), qui comprend une valve de retenue 92, un sélecteur à détente incorporée 94 comprenant un tiroir mobile 94 A et un ensemble de détente 94 B, une électrovalve anti-retour 96 et des

tuyaux ou passages de liaison qui sont nécessaires.

Quand on déplace le distributeur 85 de sa position neutre (indiquée sur La figure 5) à sa position de levage, une pompe 87 (entraînée par te moteur 23) reçoit du liquide hydraulique du réservoir 25 et l'amène sous pressioo, en passant par le sélecteur 85,

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un tuyau 89, la valve anti-retour 90 qui fait partie de la valve de retenue 92 et un tuyau 91, à l'orifice 72 du cylindre 66 pour effectuer le déploiement du vérin de levage de flèche En même temps, du fluide échappé de l'orifice 74 du cylindre 66 afflue, par

un tuyau 93, un sélecteur 96, un tuyau 95 et un sélec-

teur 85, au réservoir 25.

Quand on déplace le distributeur 85 de la position neutre à la position d'abaissement, la pompe 87 reçoit du liquide hydraulique du réservoir 27 et l'amène sous pression, en passant par le distributeur , le sélecteur 94 et le tuyau 93, à L'orifice 74 du cylindre 66 pour effectuer la rétraction du vérin de levage de f Lèche En même temps, du liquide échappé de l'orifice 72 du cylindre 66 passe par le tuyau 91, la valve de retenue 92 (qui est déplacée à la position ouverte quand le tuyau 95 est mis sous pression et fournit une pression pilote par un passage 100), par

le tuyau 89 et par le distributeur 85, au réservoir 25.

Quand le distributeur 85 est en position neutre,comme indiqué sur la figure 5, la valve de retenue 92 reste fermée comme indiqué sur la figure 5 et empêche Le Liquide hydraulique de s'échapper de la chambre de cylindre 73 du vérin de levage de flèche, empêchant ainsi une rétraction non intentionnelle du vérin de levage de flèche 45 sous le poids de la

flèche 12 et de toute charge qu'elle porte.

Comme le montrent encore les figures 3, 4, 5

et 6, les moyens de stabilisation dynamique sont incor-

porés au vérin de levage de flèche 45 et sont consti-

tués comme suit La tige de piston 80 est creuse et présente l'alésage cylindrique 102 qui est fermé à l'extrémité extérieure de la tige par un capuchon 104 fixé rigidement à La tige L'alésage 102 est fermé à l'extrémité intérieure de la tige 80 par une plaque d'extrémité 106 fixée rigidement Un anneau support 103 est monté rigidement à l'intérieur de l'alésage cylindrique 102 de La tige de piston 80 et placé entre le

capuchon d'extrémité 104 et la plaque d'extrémité 106.

L'anneau support 103 est percé d'un trou 109 pour rece-

voir un guide de ressort cylindrique et massif 110 qui y est monté de manière à pouvoir coulisser L'anneau 103 présente des passages de gaz 103 A Un piston auxiliaire 112 est fixé rigidement à une extrémité d'un guide de ressort 110 par une vis de réglage 114 et peut coulisser dans l'alésage 102 de la tige de piston 80 Un élément tubulaire d'espacement 116 est monté dans l'alésage 102

et est relié rigidement par une extrémité au capuchon 104.

l'élément d'espacement 116 sert à insérer et à position-

ner l'anneau support 103 dans l'alésage 102 Plusieurs rondelles de ressort du type Belleville 117 sont montées sur le guide de ressort 100 et remplissent l'espacement entre l'anneau support 103 et un piston auxiliaire 112 et, dans la position de la figure 6, sont soumises à une légère compression Les rondelles 117, prises ensemble, correspondent au ressort auxiliaire 60 mentionné plus haut La tige de piston 80 est munie à son extrémité intérieure d'un passage de liquide hydraulique 120 (qui traverse aussi la plaque d'extrémité 106) pour assurer la communication entre la chambre à liquide hydraulique du cylindre extérieur 66 et une chambre 122 située

à l'intérieur de l'alésage 102, entre la paroi d'extré-

mité 106 et le piston auxiliaire 112 La chambre 122 est représentée sur la figure 5 mais elle est représentée complètement occupée sur la figure 6 La tige de piston comprend aussi une autre chambre 124 qui occupe le reste de l'alésage 102 La chambre 124 est isolée de la chambre 122 par un joint en T 125 du piston auxiliaire 112 et est remplie de gaz sous pression tel que l'azote qui est initialement introduit par un passage 130 du capuchon d'extrémité 104 et qui est enfermé par un bouchon fileté 131 Le gaz sous pression est maintenu par exemple à une pression d'environ 5,5 M Pa dans un cylindre 45 qui a une longueur de l'ordre de 3, 6 m lorsqu'il n'est pas déployé Le gaz sous pression agit de manière à solliciter le piston 112 vers la gauche (sur la figure 6), de même que les rondelles de ressort 117 et sert ainsi a permettre l'utilisation de rondelles 117 plus petites (de moindre force) que celles qui seraient autrement nécessaires pour exercer sur le

piston 112 une force à peu près constante.

En considérant à nouveau les figures 5, 8, 9 et 10, on voit quel'électrovalve anti-retour 96 comprend

des orifices 130, 131, un passage 132, une valve anti-

retour 133, un ressort 134 qui sollicite normalement la valve 133 entre les orifices 130 et 131 et un solénoide 135 pouvant être excité pour déplacer le passage 132

entre les orifices 130 et 131 L'excitation et la désex-

citation du solénoide 135 sont commandées par le circuit électrique de commande représenté par la figure 14 et décrit en détail ci-après Il est bien entendu que l'on

excite le solénoide 135 pour mettre en action le dispo-

sitif de réduction ou de stabilisation de déviation prévu dans le cylindre 45, une fois que la flèche 12 a été abaissée à une position de transport par route

située à environ 10 au-dessus de sa position pratique-

ment horizontale la plus basse possible, par l'actionne-

* ment de la valve d'actionnement ou de commande de fonctionnement de flèche 85 et que cette dernière a été

ramenée à sa position neutre (voir figure 5) L'excita-

tion du solénoide 135 déplace le passage 132 entre les orifices 130 et 131 et amène le tiroir 94 A du sélecteur 94 à se déplacer vers la droite (relativement à la figure 5) au-delà de la détente 94 B et établit un circuit hydraulique fermé comme suit: de la chambre 73 du cylindre extérieur 66 du vérin de levage de la flèche 45,

par l'orifice 72, le tuyau 91, le passage 132 de l'élec-

trovalve anti-retour 96, le sélecteur 94, le tuyau 93 et l'orifice 74 du cylindre, à la chambre 75 du cylindre

extérieur 66 du vérin de levage de flèche 45.

Ainsi qu'il est évident, la chambre extérieure 75 du cylindre est en communication, par l'orifice ou passage 120, avec la chambre 122 de la tige de cylindre creuse 80 Par conséquent, si les conditions de route ou de conduite agissant sur le véhicule 10 tendent à causer une déviation angulaire (vers le haut ou vers le bas) de la f Lèche 12 autour du pivot 35 et relativement au châssis 18, le liquide hydraulique qui se trouve dans la chambre étant emprisonné dans le système ydraulique fermé

susdit, est refoulé dans la chambre 122 ou hors de celle-

ci, selon le sens de mouvement de la flèche et le ressort 60 formé des rondelles 117 est capable de se décomprimer ou de se comprimer davantage, selon le sens de mouvement de la f Lèche Le diamètre des orifices ou passages 120 et 132, qui sont conçus pour être les plus petits du système, a pour effet de régler la vitesse de transfert ou le débit d'écoulement du Liquide dans le système et d'aider ainsi à régler la vitesse à laquelle le ressort peut se comprimer ou se décomprimer Cela a pour effet d'amortir ou de dissiper le mouvement de la flèche

12 relativement au châssis 18.

On voit par la figure 10 que le système de

commande électrique du solénoide 135 de la valve stabi-

lisatrice 96 comprend une source d'énergie électrique telle qu'une batterie B, un interrupteur de fin de course

unipolaire normalement ouvert 150 réagissant à la posi-

tion de la flèche, et un panneau 149 sur lequel sont

montés un relais unipolaire normalement ouvert 152 compre-

nant un contact normalement ouvert 153 et une bobine de relais 154, un interrupteur profilé 156 comportant des positions "ouverte", "fermée" et "engagement", une lampe

"prêt" 158 et une lampe "en marche" 160.

En référence au panneau 149 de la figure 11: pour engager: 1 appuyer sur la flèche jusqu'à "prêt" 2 appuyer sur "engagé" pour désengager: 1 appuyer sur "ouvert"

2 abaisser La flèche.

Comme le montrent les figures 10 et 14, l'interrupteur profité 156 comprend six bornes appelées T 1, T 2, T 3, T 4, T 5 et T 6 et deux lames d'interrupteur inclinables L 1 et L 2 qui peuvent être actionnées par un bouton à main 166 et mises dans les positions "ouvert", "fermé" et "engagé" Dans la position "ouvert", la lame L 1 relie les bornes T 2 et T 3 et la lame L 2 relie les bornes T 5 et T 6 Dans la position "fermé", la lame L 1 relie les bornes T 2 et T 3 et la lame L 2 relie les bornes T 4 et T 5 Dans la position "engagé", la lame L 1 relie Les bornes T 1 et T 2 et la lame L 2 relie les bornes T 4 et T 5 La batterie B présente une borne reliée à la masse, l'autre étant reliée à un côté de l'interrupteur de fin de course 150 qui est associé à la flèche 12 et conçu pour se fermer quand la flèche s'abaisse à 10 au moins L'autre côté de l'interrupteur

de fin de course 150 est relié par un conducteur élec-

trique ou fil 162 à un côté du contact de relais 154.

L'autre côté du contact de relais 154 est relié par un conducteur ou fil électrique 164 à la borne T 5 de

L'interrupteur Le conducteur 162 est relié par un con-

ducteur ou fil 170 à la borne T 2 de l'interrupteur La bobine de relais 164 est reliée par un côté à la masse et par l'autre côté, par des conducteurs ou fils 172

et 173, respectivement aux bornes T 1 et T 4 de l'inter-

rupteur Un côté de la bobine de solénoide 153 est relié par un conducteur ou fil 174 à la borne T 4 de l'interrupteur et l'autre côté à la masse La lampe "en marche" 160 est branchée entre le conducteur 174 et la masse et s'allume quand on tourne l'interrupteur profilé 156 à la position "engagé" et que Les contacts de relais 154 se ferment et que le solénoide 135 est

excité La lame "prêt" 158 est branchée entre le con-

ducteur 162 et la masse et s'allume quand l'interrupteur

de fin de course 150 se ferme.

En service, la fermeture de l'interrupteur de fin de course 150 par mise en place correcte de la flèche 12 (c'est-à-dire à 10 de sa position la plus basse) allume la lampe "prêt" 158 Si l'interrupteur profilé 156 est "ouvert" ou "fermé", la bobine de relais 154 et le solénoide 135 restent désexcités Si l'interrupteur profité 156 est en position "engagé", la bobine de relais 154 est excitée et le contact de

relais 153 se ferme, excitant le solénoide 135 et per-

mettant le fonctionnement du système de stabilisation,

comme décrit plus haut.

On passe maintenant à la figure 4 qui repré-

sente quelques points, relations et distances signifi-

catifs qui permettent aux moyens de stabilisation de fonctionner de façon optimale conformément au modèle

mathématique suivant utilisant des formules de mouve-

ment dans lesquelles les distances sont en mètres et les masses sont en kilogrammes: M = P, g étant g

l'accélération de la pesanteur.

Dans les formules:

L 1 est la distance horizontale entre l'es-

sieu 48 des roues avant et le pivot 35 de la flèche; L 2 est la distance horizontale entre le pivot 35 et l'essieu arrière; L 3 est la distance entre l'axe du pivot 35 et l'axe du cylindre 45; L 4 est la distance horizontale entre l'axe du pivot 35 et le centre de masse du châssis 18 et de ses accessoires;

254393 C

M 1 est la masse du châssis 18 et de ses accessoires;

J 1 est le principal moment de masse d'iner-

tie autour d'un axe passant par le centre de masse M 1; M 2 est la masse de la flèche 12 et de ses accessoires;

J 2 est Le principal moment de masse d'iner-

tie autour d'un axe passant par le centre de masse M 2; e 1 est l'angle de déviation du châssis 18; e 2 est l'angle de déviation de la flèche 12; K 1, K 2 et K 3 sont les raideurs respectives des ressorts en N/m; C 1, C 2 et C 3 sont les taux d'amortissement en kg s/m;

X, Y et Z représentent des déviations ver-

ticales et les flèches associées indiquent le sens.

Dans le modèLe mathématique suivant ou les formules d'équations de mouvement: F est la sommation des forces; EM 1 est la sommation des moments autour du centre de masse M 1; et EM 2 est la sommation des moments autour du

centre de masse M 2.

Ainsi: (M 1 +M 2) x -(Mi 1 L 4)91 (M 2 L 5)> 2 + (C 1 +C 2) (Cl*Ll+C 2 *L 2) 181 t F L+ (K Il+K 2 (K 1 l Ll+K 2 *L 2)e 1 X For + AK 1 * Y + AK 2 * Z = 0,0 (-Ml*L 4)x + (Jl+Ml*L 42)el (Clx LI+C 2 *L 2)X + (Cl*L 12 +C 2 *L 22 + t I C 3 *L 32)èl (C 3 *L 3)e 2 (K 1-*Ll+K 2 *L 2)X + (Kl*Ll +K 2 *L 22 +K 3 *L 32)el ( (K 3 *L 3)e 2 + TOR (Kl*Y*Ll+l C 2 *Z*L 2) = 0,0 (- M 2 *L 5)x + (J 2 +M 2 *L 5)> 2 (C 3 *L 3)> 1 + _(C 3 *L 3)2 (-K 3 *L 3 2) el + (K 3 *L 32)e 2 = 0,0 Dans un cas typique concernant une grue mobile de gr-andeur et de poids déterminés, présentant les variables d'entrée citées ci-après, la résolution

des équations par la méthode de Jacobi a abouti à l'ob-

tention de valeurs Eigen représentant trois fréquences de vibration et de vecteurs Eigen définissant trois modes de vibration Les trois fréquences n 1, 2 et 3

indiquées ci-après correspondent à la déviation verti-

cale X et aux déviations angulaires 01 et 02,figure 4.

Les matrices A et B spécifiées ci-après doivent être

considérées comme des étapes intermédiaires de l'obten-

tion des valeurs et vecteurs Eigen Les emplacements de noeud spécifiés ciaprès signifient un point situé, relativement au pivot de la flèche, à une distance o il se produirait une rotation autour du point mais

aucune translation verticale.

Les variables d'entrée AK 1, AK 2, AK 3, AL 1,

AL 2, AL 3, AL 4, AL 5, AM 1, AJ 1, AM 2, AJ 2 sont respecti-

vement

132000,00 132000,00 200000,00 11,5000 1,0800

4,6000 3,6300 14 5800 1240,90 74543,00 388,90

34481,00

La matrice A définie est la suivante:

264000,0000 -1660560,0000 0,0

-1660560,0000 21842964,8000 -4232000,0000

0,0 -4232000,0000 4232000,0000

La matrice B définie est la suivante:

1629,8000 -4504,4670 -5670,1620

-4504,4670 90894,2152 0,0

-5670,1620 0,0 117151,9620

La fréquence n 1 est de 1,5322 Hz Le vecteur Eigen est 0,9768 0,0957 0, 0164 L'emplacement du noeud de machine est 10,211 L'emplacement du noeud de flèche est 59,618 Le rapport d'amplitudes 01/02 est de 5,839 La fréquence n 2 est de 2,6845 Hz Le vecteur Eigen est -4,7572 0,8560 -0, 3882 L'emplacement du noeud de machine est -5,557 L'emplacement du noeud de flèche est 12,255 Le rapport d'amplitudes 01/02 -est -2,205 La fréquence n 3 est de 0,7984 Hz Le vecteur Eigen est 1,9159 0,3686 1,0030 L'emplacement du noeud de machine est 5,197 L'emplacement du noeud de f Lèche est 1,910 Le rapport d'amplitudes 01/02 est 0,368

Les figures 15 et 16 représentent des graphi-

ques qui illustrent, sur la figure 15 un mode ou une oscillation qui se produit dans une grue mobile non

conforme à l'invention et sur la figure 16, une oscil-

lation fortement atténuée qui se produit dans une grue mobile non conforme à l'invention Dans le système selon l'invention, les modes d'oscillation engendrés utilisent la différence de phase entre la rotation du châssis et celle de La flèche et assurent la réduction

du rebondissement et du tangage.

Claims (5)

REVENDICATIONS

1 Véhicule ( 10) pouvant se mouvoir sur un terrain (T), comprenant une première masse incluant un châssis de véhicule ( 18), des supports élastiques comprenant des ensembles de roue porteuse ( 20) reliés au châssis ( 18) et permettant au châssis ( 18) de dévier

verticalement et angulairement en va-et-vient relative-

ment au terrain (T) pendant que le véhicule ( 10) se meut sur celui-ci, une deuxième masse incluant un composant ( 12) porté par le châssis ( 18) et des moyens de liaison mobile entre le composant ( 12) et le châssis ( 18), permettant au composant ( 12) de dévier

verticalement et angulairement en va-et-vient relati-

vement au châssis ( 18) pendant que le véhicule ( 10) se meut sur le terrain (T), véhicule caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de réduction de déviation interposés entre le châssis ( 18) et le

composant ( 12) de manière à réduire la déviation verti-

cale et angulaire du châssis ( 18) relativement au terrain (T), qui tend à se produire en réponse à des charges dynamiques imposées au véhicule ( 10) par le

mouvement sur un terrain (T) inégal ou par une accé-

lération ou une décélération du véhicule ( 10), ces moyens de réduction de déviation comprennent des moyens compressibles et expansibles éLastiquement ( 60) interposés entre le châssis ( 18) et le composant ( 12) et tendant à permettre une déviation verticale et/ou angulaire limitée du composant ( 12) relativement au chassis ( 18) qui causerait un mouvement de ressort à une vitesse prédéterminée, et les moyens de réduction

de déviation comprennent en outre des moyens d'amor-

tissement ( 62) interposés entre le châssis ( 18) et le composant ( 12) et reliés aux moyens élastiques ( 60) de manière à réduire la vitesse de mouvement de ressort aussi rapidement que possible et à dissiper ainsi les

-2543936

charges dynamiques.

2 Véhicule ( 10) selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de levage ( 45) interposés entre le châssis ( 18) et le composant ( 12) et pouvant fonctionner sélectivement de manière à déplacer verticalement le composant ( 12)

relativement au châssis ( 18).

3 Véhicule ( 10) selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les moyens de réduction de déviation ( 60, 62) sont incorporés aux moyens de

luvage ( 45).

4 Véhicule ( 10) selon l'une des revendi-

cations 1 à 3, caractérisé par le fait que le châssis

( 18) et le composant ( 12) tendent à dévier vertica-

lement à une certaine fréquence naturelle d'oscil-

lation et que les moyens de réduction de déviation ( 60, 62) causent une oscillation à une certaine autre fréquence qui est déphasée relativement à la fréquence naturelle et réduisent ainsi la déviation du châssis

( 18).

Véhicule ( 10) selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les moyens de levage ( 45) comprennent un cylindre extérieur ( 66) présentant un alésage principal, un piston principal ( 78) monté de manière à pouvoir coulisser dans l'alésage principal et divisant celui-ci en deux chambres ( 73, 75), une tige de piston ( 80) reliée au piston principal ( 78) et partant d'une extrémité du cylindre extérieur ( 66),

et des moyens ( 87, 85, 86) d'amenée de liquide hydrau-

lique aux chambres ( 73, 75) pour l'actionnement des moyens de levage ( 45) et que les moyens de réduction de déviation ( 60, 62) comprennent un alésage secondaire ( 102) de la tige de piston ( 80), un piston secondaire ( 112) monté de manière à pouvoir coulisser dans cet alésage secondaire ( 102) et divisant celui-ci en deux chambres ( 122, 124), des moyens de sollicitation ( 60) prévus dans l'alésage secondaire ( 102) pour solliciter le piston secondaire ( 112) dans un sens déterminé, et un passage ( 120) assurant la communication entre l'une ( 75) des chambres de l'alésage principal et l'une ( 122) des chambres de l'alésage secondaire ( 102) de manière à laisser arriver du liquide à la chambre ( 122) pour qu'il agisse contre la sollicitation des

moyens de sollicitation ( 60).

6 Véhicule ( 10) selon la revendication 5,

caractérisé par le fait que les moyens de sollicita-

tion ( 60) comprennent des moyens élastiques ( 60)

et un gaz compressible sous pression qui est emprison-

né dans l'autre ( 124) des chambres de l'alésage

secondaire ( 102).