FR2600634A1 - Device for controlling the articulation of two arms of a machine - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE COMMANDE D'ARTICULATION DE DEUX BRAS D'UN ENGIN
La présente invention a trait aux engins de levage telles que les grues et concerne plus particulièrement les dispositifs de commande des mouvements d'articulation des différents bras de la flèche équipant de tels engins.DEVICE FOR CONTROLLING THE ARTICULATION OF TWO ARMS OF A MACHINE
The present invention relates to lifting devices such as cranes and relates more particularly to the devices for controlling the articulation movements of the different arms of the boom equipping such devices.
D'une manière classique, la flèche d'une grue comporte un bras, appelé
bras mobile dans le contexte de la présente invention,qui, à une de ses extrémités, est monté articulé sur un bras, appelé bras fixe et, à l'autre de ses extrémités, doit, au moyen d'un organe de préhension approprié, supporter la charge à soulever. Eventuellement, le bras mobile est télescopique pour pouvoir moduler la longueur dudit bras. La commande du mouvement d'articulation du bras mobile s'opère souvent à l'aide d'un vérin dont le corps d'une part, est monté articulé sur le bras fixe et dont la tête d'autre part, est montée articulée sur le bras mobile.Ce vérin, qui est positionné à l'intérieur du compas que forment les deux bras lorsque le bras mobile est monté- articulé sur son extrémité, peut également être positionné à l'extérieur du compas lorsque ledit bras mobile est articulé sur un point situé sur sa longueur où il définit un levier.In a conventional manner, the boom of a crane comprises an arm, called
movable arm in the context of the present invention, which, at one of its ends, is mounted articulated on an arm, called a fixed arm and, at the other of its ends, must, by means of an appropriate gripping member, bear the load to be lifted. Optionally, the movable arm is telescopic in order to be able to modulate the length of said arm. The articulation movement of the movable arm is often controlled by means of a jack whose body on the one hand is mounted articulated on the fixed arm and whose head on the other hand is mounted articulated on the movable arm. This jack, which is positioned inside the compass formed by the two arms when the movable arm is mounted on its end, can also be positioned outside the compass when said movable arm is articulated on a point located along its length where it defines a lever.
Cette disposition du vérin entre les deux bras présente de nombreux inconvénients. D'une part, elle impose un développement des tiges des vérins proportionnel à l'amplitude du débattement du bras mobile. D'autre part, elle limite considérablement l'ouverture du compas à des angles inférieurs à 1000. Pour obtenir des angles supérieurs, il est nécessaire d'utiliser des biellettes de démultiplication qui ne permettent -d'atteindre que des angles de 1200. De telles bielletes ont été décrites et représentées dans le brevet français n02.050.593 pour un l'Procédé de régulation pour le relevage d'un bras articulé sur une structure et dispositif de relevage faisant application du procédé" et dans le brevet français n02.039.262 pour une "Grue hydraulique mobile". This arrangement of the jack between the two arms has many disadvantages. On the one hand, it requires a development of the rods of the cylinders proportional to the amplitude of the movement of the mobile arm. On the other hand, it considerably limits the opening of the compass to angles less than 1000. To obtain greater angles, it is necessary to use reduction rods which only allow angles of 1200 to be reached. such rods have been described and represented in French patent n02,050,593 for a regulating method for the lifting of an articulated arm on a lifting structure and device applying the process "and in French patent n02,039,262 for a "mobile hydraulic crane".
La présente invention permet de remédier aux inconvénients des dispositifs classiques qui limitent l'expansion angulaire entre les deux bras fixe et mobile d'une flèche de grue. The present invention overcomes the drawbacks of conventional devices which limit the angular expansion between the two fixed and movable arms of a crane boom.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de commande du mouvement d'articulation d'une flèche de grue comprenant au moins un bras fixe et un bras mobile articulés à une extrémité, remarquable en ce qu'il comprend
- au moins une bielle dont le pied est monté rotatif autour du point d'articulation des deux bras,
- un premier vérin calé entre la tête de ladite bielle et le bras fixe,
- et un deuxième vérin calé entre la tête de ladite bielle et le bras mobile.To this end, the subject of the invention is a device for controlling the articulation movement of a crane jib comprising at least one fixed arm and one movable arm articulated at one end, remarkable in that it comprises
- at least one connecting rod, the foot of which is mounted to rotate around the point of articulation of the two arms,
a first jack wedged between the head of said connecting rod and the fixed arm,
- And a second jack wedged between the head of said connecting rod and the movable arm.
La présence de la bielle entre les deux vérins permet, sans effort important, d'obtenir entre le bras fixe et le bras mobile, des débattements dont les angles peuvent facilement dépasser 1800. En effet, les moments des forces appliquées sur le bras mobile pour assurer l'articulation de ce dernier par rapport au bras fixe, sont reportés sur la bielle et déterminés par le produit de la distance séparant les points d'articulation du pied et de la tête de cette dernière par l'intensité de la force qui est appliquée sur la tête de ladite bielle. En outre, pour un même moment, l'intensité des forces à appliquer sur la tête de la bielle est moins importante lorsque l'angle formé par la direction des forces et la droite passant par le pied et la tête de la bielle forme un angle droit ou proche d'un angle droit.Ce dispositif de commande du mouvement d'articulation de la flèche d'une grue est particulièrement caractérisé par la disposition originale de ses organes et notamment par les deux vérins qui, travaillant ensemble selon les mêmes efforts, peuvent être identiques. Ce dispositif de commande est donc particulièrement indiqué pour une production en série des vérins. The presence of the connecting rod between the two cylinders allows, without significant effort, to obtain between the fixed arm and the movable arm, deflections whose angles can easily exceed 1800. Indeed, the moments of the forces applied on the movable arm for ensure the articulation of the latter relative to the fixed arm, are transferred to the connecting rod and determined by the product of the distance separating the points of articulation of the foot and the head of the latter by the intensity of the force which is applied to the head of said connecting rod. In addition, for the same moment, the intensity of the forces to be applied to the head of the connecting rod is less important when the angle formed by the direction of the forces and the straight line passing through the foot and the head of the connecting rod forms an angle. straight or close to a right angle. This device for controlling the articulation movement of the boom of a crane is particularly characterized by the original arrangement of its members and in particular by the two jacks which, working together according to the same forces, can be the same. This control device is therefore particularly suitable for mass production of cylinders.
Selon un premier mode de réalisation préférée de l'invention, les premier et deuxième vérins peuvent être pilotés individuellement par une centrale hydraulique programmée qui gère, en fonction de certains paramètres (pression à l'intérieur des corps des vérins, degré de l'angle d'ouverture du compas formé par les deux bras, etc...), les alimentations des corps des vérins qui assurent les déploiements de leurs tiges. According to a first preferred embodiment of the invention, the first and second cylinders can be controlled individually by a programmed hydraulic unit which manages, as a function of certain parameters (pressure inside the bodies of the cylinders, degree of the angle opening of the compass formed by the two arms, etc.), the supplies for the bodies of the jacks which ensure the deployments of their rods.
Selon un deuxième mode de réalisation préférée de l'invention, les premier et deuxième vérins sont identiques et sont alimentés simultanément. According to a second preferred embodiment of the invention, the first and second cylinders are identical and are supplied simultaneously.
L'alimentation d'un vérin par rapport à l'autre est assujettie aux différences de pressions décelées à l'intérieur des corps desdits vérins afin que ces derniers travaillent toujours avec les mêmes efforts.The supply of one cylinder with respect to the other is subject to the pressure differences detected inside the bodies of said cylinders so that the latter always work with the same forces.
Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le dispositif de commande du mouvement d'articulation de l'invention comprend une deuxième bielle dont le pied est monté rotatif autour du point d'articulation des deux bras et un troisième vérin calé entre les têtes des deux bielles. Cette deuxième bielle permet d'ouvrir l'expansion angulaire du compas formé par les deux bras tout en limitant l'angle d'ouverture que forment la direction des forces appliquées par les vérins sur leur tête et l'axe des dites bielles passant par le pied et la tête de celles-ci. According to a particularly advantageous characteristic of the invention, the device for controlling the articulation movement of the invention comprises a second connecting rod, the foot of which is rotatably mounted around the point of articulation of the two arms and a third jack wedged between the heads of the two connecting rods. This second connecting rod makes it possible to open the angular expansion of the compass formed by the two arms while limiting the opening angle formed by the direction of the forces applied by the jacks on their head and the axis of said connecting rods passing through the foot and head of these.
D'autres bielles peuvent être ainsi disposées en éventail autour du point d'articulation des deux bras afin de décomposer le calcul des moments.Other connecting rods can thus be arranged in a fan around the point of articulation of the two arms in order to break down the calculation of the moments.
Bien que les caractéristiques générales de l'invention considérées comme nouvelles aient été exprimées ci-dessus, de plus amples détails concernant un mode préféré de réalisation d'un dispositif de commande conforme à la présente invention, seront mieux compris en se référant à la description détaillée ci-dessous et aux dessins l'accompagnant où
La figure 1 est une vue schématique d'un tel dispositif équipant deux bras d'une flèche de grue disposés dans le prolongement l'un de l'autre;
La figure 2 est une vue schématique de la flèche de la figure 1 dans laquelle les deux bras dessinent entre eux un angle aigu;
La figure 3 est une vue schématique de la flèche de la figure 1 dans laquelle les deux bras dessinent un angle obtus.Although the general characteristics of the invention considered to be new have been expressed above, further details concerning a preferred embodiment of a control device according to the present invention will be better understood by referring to the description detailed below and to the accompanying drawings where
Figure 1 is a schematic view of such a device fitted to two arms of a crane boom arranged in the extension of one another;
Figure 2 is a schematic view of the arrow of Figure 1 in which the two arms draw between them an acute angle;
Figure 3 is a schematic view of the arrow of Figure 1 in which the two arms draw an obtuse angle.
La figure 4 est une vue schématique de la flèche de la figure 1 faisant apparaître l'équilibre des moments. Figure 4 is a schematic view of the arrow in Figure 1 showing the balance of moments.
La flèche d'une grue se compose d'au moins deux bras dont l'extrémité de l'un, référencé 1 sur l'ensemble des dessins, est articulée sur l'extrémité de l'autre qui, référencé 2, est fixe par rapport par exemple au chassis-porteur de la tourelle d'une grue non représentée. Les deux bras 1 et 2 sont montés en libre rotation (flèche A) autour d'un axe 3. Sur cet axe de rotation 3, est installée une bielle 4 qui est formée de deux -flasques parallèles (une seule étant illustrée sur les dessins) reliés solidairement par une entretoise. Le pied 4a de cette bielle 4 est également monté en libre rotation (flèche A) sur les extrémités de l'axe 3.The boom of a crane consists of at least two arms, the end of one of which, referenced 1 in all of the drawings, is articulated on the end of the other which, referenced 2, is fixed by report for example to the carrier frame of the turret of a crane not shown. The two arms 1 and 2 are mounted in free rotation (arrow A) about an axis 3. On this axis of rotation 3, a connecting rod 4 is installed which is formed of two parallel flanges (only one being illustrated in the drawings ) joined together by a spacer. The foot 4a of this connecting rod 4 is also mounted in free rotation (arrow A) on the ends of the axis 3.
Conformément aux dispositions principales de l'invention, sur la tête 4b de la bielle 4, un maneton 5 est monté en libre rotation, maneton sur lequel sont articulés d'une part, la tige 6a d'un premier vérin 6 dont le corps 6b est monté articulé sur le bras fixe 2 et d'autre part, le corps 7b d'un deuxième vérin 7 dont la tige est montée articulée sur le bras mobile 1. In accordance with the main provisions of the invention, on the head 4b of the connecting rod 4, a crank pin 5 is mounted in free rotation, crank pin on which are articulated on the one hand, the rod 6a of a first jack 6 whose body 6b is mounted articulated on the fixed arm 2 and on the other hand, the body 7b of a second jack 7, the rod of which is mounted articulated on the movable arm 1.
Ainsi, une combinaison judicieuse des mouvements de déploiement et des mouvements de rétraction des tiges 6a et 7a des vérins 6 et 7 respectivement, permet
- lorsque les deux tiges 6a et 7a sont à moitié déployées telles qu'elles sont représentées sur le dessin de la figure 1, de maintenir le bras mobile 1 dans le prolongement du bras fixe 2,;
- lorsque les deux tiges 6a et 7a sont complètement rétractées à l'intérieur des corps 6b et 7b, telles qu'elles sont représentées sur le dessin de la figure 2, d'abaisser le bras mobile 1 par rapport à l'horizontale afin de former avec le bras fixe 2 un angle aigu;
- lorsque les deux tiges 6a et 7a sont entièrement déployées, telles qu'elles sont représentées sur le dessin de la figure 3, de relever le bras mobile 1 par rapport à l'horizontale afin de former avec le bras fixe 2 un angle obtus.Thus, a judicious combination of the deployment movements and the retraction movements of the rods 6a and 7a of the jacks 6 and 7 respectively, allows
- When the two rods 6a and 7a are half deployed as shown in the drawing of Figure 1, to maintain the movable arm 1 in the extension of the fixed arm 2;
- when the two rods 6a and 7a are fully retracted inside the bodies 6b and 7b, as shown in the drawing in FIG. 2, lower the mobile arm 1 relative to the horizontal in order to form with the fixed arm 2 an acute angle;
- When the two rods 6a and 7a are fully deployed, as shown in the drawing of Figure 3, to raise the movable arm 1 relative to the horizontal to form with the fixed arm 2 an obtuse angle.
Comme on l'a précisé au début du présent mémoire, les deux vérins 6 et 7 peuvent être commandés individuellement par une centrale hydraulique programmée. Ils peuvent être également commandés simultanément par un distributeur qui gère l'alimentation de chaque corps 6b et 7b en fonction de la pression décelée à l'intérieur desdits vérins. As specified at the beginning of this memo, the two jacks 6 and 7 can be controlled individually by a programmed hydraulic unit. They can also be controlled simultaneously by a distributor which manages the supply of each body 6b and 7b as a function of the pressure detected inside said jacks.
A cet effet, la figure 4 a pour objet d'illustrer l'équilibre des moments s'opérant grâce au dispositif de commande de l'invention. On reconnaît sur ce dessin, le bras mobile 1, le bras fixe 2, l'axe d'articulation 3 des deux bras, la bielle 4, le premier vérin 6, le deuxième vérin 7. Lorsqu'une force F est appliquée à l'extrémité du bras mobile 2 (cette force F représentant la charge à soulever), il en résulte au point d'articulation 3, l'équilibre des moments suivants
M = F x d = F6 x d6 = F7 x d7 où:: - d est la distance séparant le point d'application de la force F au point d'articulation 3 et projetée sur une droite normale à la direction de la force F, - F6 est la force du vérin 6 appliquée sur la bielle 4, - F7 est la force du vérin 7 appliquée sur la bielle 4, - d6 est la distance séparant le pied 4a de la tête 4b de la bielle 4, projetée sur une droite normale à la direction de la force F6, - d7 est la distance séparant le pied 4a de la tête 4b de la bielle 4, projetée sur une droite normale à la direction de la force F7.To this end, FIG. 4 is intended to illustrate the balance of the moments operating with the control device of the invention. We recognize in this drawing, the movable arm 1, the fixed arm 2, the hinge pin 3 of the two arms, the connecting rod 4, the first cylinder 6, the second cylinder 7. When a force F is applied to the end of the movable arm 2 (this force F representing the load to be lifted), this results in the point of articulation 3, the balance of the following moments
M = F xd = F6 x d6 = F7 x d7 where :: - d is the distance separating the point of application of the force F at the articulation point 3 and projected on a straight line normal to the direction of the force F, - F6 is the force of the jack 6 applied to the connecting rod 4, - F7 is the force of the jack 7 applied to the connecting rod 4, - d6 is the distance separating the foot 4a from the head 4b of the connecting rod 4, projected on a straight line normal to the direction of the force F6, - d7 is the distance separating the foot 4a from the head 4b of the connecting rod 4, projected on a straight line normal to the direction of the force F7.
Aussi, l'alimentation simultanée des deux corps 6b et 7b des vérins 6 et 7, est contrôlée automatiquement pour maintenir l'équilibre des moments. Also, the simultaneous supply of the two bodies 6b and 7b of the jacks 6 and 7 is automatically controlled to maintain the balance of the moments.
Par exemple, si le vérin 6 est aiimenté par la pompe hydraulique pour soulever la charge F, l'intensité de la force F6 augmente et la distance d6 diminue. Pour maintenir l'équilibre des moments, l'alimentation de la pompe hydraulique va se dériver automatiquement vers le vérin F7 afin d'augmenter la force F7 et diminuer la distance d7. Dès que la distance d7 est inférieure à celle de d6, l'alimentation de la pompe se dirige automatiquement vers le corps 6b du vérin 6 afin de rétablir lléquilibre. For example, if the jack 6 is powered by the hydraulic pump to lift the load F, the intensity of the force F6 increases and the distance d6 decreases. To maintain the balance of the moments, the power supply to the hydraulic pump will automatically flow to the cylinder F7 in order to increase the force F7 and decrease the distance d7. As soon as the distance d7 is less than that of d6, the supply of the pump goes automatically to the body 6b of the jack 6 in order to restore balance.
Ainsi, une alimentation commune des deux vérins 6 et 7 a permis de constater une rotation libre de la bielle 4 autour de l'axe 3 controlée par l'équilibre des moments et qui a tendance à maintenir les égalités qui suivent - d6 = d7 - F6 = F7.Thus, a common supply of the two jacks 6 and 7 made it possible to note a free rotation of the connecting rod 4 around the axis 3 controlled by the balance of the moments and which tends to maintain the equalities which follow - d6 = d7 - F6 = F7.
On comprend que le dispositif, qui vient d'être ci-dessus décrit et représenté, l'a été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. It is understood that the device, which has just been described and shown above, was for the purpose of disclosure rather than limitation.
Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront être apportés à l'exemple ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention pris dans ses aspects et dans son esprit les plus larges. Il va de soi bien évidemment que les différents organes nécessaires au fonctionnement du dispositif de l'invention ont été représentés dans leur forme la plus élémentaire, ignorant les accessoires tels que , les supports des axes, les flexibles d'alimentation, les clapets de protection car ceux-ci, qui seront judicieusement agencés par un homme de métier, n'apportent rien de plus à la compréhension des concepts fondamentaux de l'invention.Of course, various arrangements, modifications and improvements could be made to the above example, without going beyond the ambit of the invention taken in its broadest aspects and spirit. It goes without saying of course that the various organs necessary for the operation of the device of the invention have been shown in their most basic form, ignoring accessories such as, the supports of the axes, the supply hoses, the protective valves. because these, which will be judiciously arranged by a person skilled in the art, bring nothing more to the understanding of the fundamental concepts of the invention.
Afin de permettre une meilleure compréhension des dessins, une liste des références avec leurs légendes est ci-après énumérée. In order to allow a better understanding of the drawings, a list of references with their legends is listed below.
1 ................................ bras mobile
2 ................................ bras fixe 3 - ....,.....-... axe d'articulation
4 ................................ bielle
4a ............................... pied de la bielle 4
4b ............................... tête de la bielle 4
5 ................................ maneton
6 ................................ premier vérin
6a ............................... tige du vérin 6
6b ............................... corps du vérin 6
7 ................................ deuxième vérin
7a ............................... tige du vérin 7
7b ............................... corps du vérin 7
F ................................ la force d'une charge appliquée
l'extrémité du bras mobile 2
F6 ............................... la force du vérin 6 appliquée sur
la bielle 4,
F7 ............................... la force du vérin 7 appliquée sur
la bielle 4,
d ................................ la distance séparant le point d'application de la force F au point d'articulation 3 et projetée sur une droite normale à la direction de la force F, d6 ............................... la distance séparant le pied 4a de la tête 4b de la bielle 4, projetée sur une droite normale à la direction de la force F6, d7 ............................... la distance séparant le pied 4a de la tête 4b de la bielle 4, projetée sur une droite normale à la direction de la force F7. 1 ................................ movable arm
2 ................................ fixed arm 3 - ...., .....- .. hinge axis
4 ................................ connecting rod
4a ............................... rod end 4
4b ............................... connecting rod head 4
5 ................................ crankpin
6 ................................ first cylinder
6a ............................... cylinder rod 6
6b ............................... cylinder body 6
7 ................................ second cylinder
7a ............................... cylinder rod 7
7b ............................... cylinder body 7
F ................................ the force of an applied load
the end of the movable arm 2
F6 ............................... the force of cylinder 6 applied to
the connecting rod 4,
F7 ............................... the force of cylinder 7 applied to
the connecting rod 4,
d ................................ the distance from the point of application of the force F to the point of articulation 3 and projected on a straight line normal to the direction of the force F, d6 ............................... the distance separating the foot 4a of the head 4b of the connecting rod 4, projected onto a straight line normal to the direction of the force F6, d7 ........................ ....... the distance separating the foot 4a from the head 4b of the connecting rod 4, projected onto a straight line normal to the direction of the force F7.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8609636A FR2600634B1 (en) | 1986-06-24 | 1986-06-24 | DEVICE FOR CONTROLLING THE ARTICULATION OF TWO ARMS OF AN E NGIN |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8609636A FR2600634B1 (en) | 1986-06-24 | 1986-06-24 | DEVICE FOR CONTROLLING THE ARTICULATION OF TWO ARMS OF AN E NGIN |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2600634A1 true FR2600634A1 (en) | 1987-12-31 |
| FR2600634B1 FR2600634B1 (en) | 1988-09-23 |
Family
ID=9337006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8609636A Expired FR2600634B1 (en) | 1986-06-24 | 1986-06-24 | DEVICE FOR CONTROLLING THE ARTICULATION OF TWO ARMS OF AN E NGIN |
Country Status (1)
| Country | Link |
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