BRPI1002706A2 - processo para verificar o estado de um freio de um mecanismo - Google Patents

Abstract

PROCESSO PARA VERIFICAR O ESTADO DE UM FREIO DE UM MECANISMO O processo da invenção permite verificar o estado de um freio (11) de um mecanismo (6) comandado por um conversor de freqúência (9) que comanda um motor elétrico (7) desse mecanismo. Esse processo consiste, na partida ou na paralisação do motor (7), em controlar o torque (O) fornecido pelo conversor de freqúência (9) e, depois de escoamento de um tempo predefinido que corresponde ao tempo normalmente necessário para a abertura ou o fechamento do freio (11), em comparar o torque fornecido com um valor de torque mínimo ou máximo predeterminado em função do mecanismo (6). O resultado da comparação indica então o estado do freio (11). Aplicação nos aparelhos de elevação, tais como gruas de torre, o mecanismo (6) sendo, por exemplo, um guincho de elevação de uma carga (4) ou de levantamento da flecha (3).

Description

PROCESSO PARA VERIFICAR O ESTADO DE UM FREIO DE UM MECANISMO

A presente invenção se refere a um processo destinado à verificação do estado, bloqueado ou desbloqueado, de um freio que pertence a um mecanismo comandado por um conversor de freqüência ou outro controlador análogo associado a um motor elétrico. Essa invenção se interessa mais especialmente a um processo para verificar o estado de um freio de um tal mecanismo que pertence a um guindaste, tal como uma grua de torre.

Uma grua de torre é habitualmente equipada, para o comando de seus diferentes movimentos, de motores elétricos que, desde alguns anos, são comandados por conversores de freqüência ou outros controladores ou módulos eletrônicos de comando; esses últimos permitindo obter uma variação contínua da velocidade de um mecanismo por exemplo de um guincho - ver por exemplo as patentes EP 1094 594 e FR 2 858 490. Os motores elétricos, ou os mecanismos comandados pelos ditos motores, são aqui equipados com freios eletromecânicos ou hidráulicos. Quando se comanda uma partida de um motor para iniciar um movimento da grua, é preciso ao mesmo tempo comandar a liberação do freio que pertence ao motor em questão ou que é associado a esse último. Ao contrário, quando se comanda a paralisação do motor para interromper o movimento comandado por esse motor, é preciso simultaneamente comandar o fechamento do freio correspondente.

Se existe um defeito no comando do freio considerado, ou no próprio freio, o freio apresenta o risco de não se abrir ou de não se fechar normalmente, e as conseqüências de uma tal situação podem ser catastróficas para a grua e seu ambiente. É por essa razão que é conveniente verificar que todo comando de freagem ou de desfreagem foi bem efetuado.

Para os freios geralmente eletromecânicos que são montados nos próprios motores, constituindo assim cada um deles um "motor- freio", é utilizado habitualmente um sensor posicionado no próprio freio, sensor esse que detecta diretamente e transmite o estado aberto ou fechado do freio.

No caso em que o freio não está posicionado no motor, mas se situa a um outro local e em especial no mecanismo tal como o guincho comandado por esse motor (o freio sendo por exemplo situado na árvore rápida, na árvore lenta ou no tambor do guincho), nem sempre é possível ter um sensor que indique de maneira confiável o estado do freio. Essa dificuldade é sobretudo encontrada com freios compostos por várias pinças, que é complicado vigiar individualmente.

No caso dos freios hidráulicos, uma solução conhecida consiste em testar, com o auxílio de um pressóstato colocado no circuito hidráulico de comando do freio, que a pinça do freio tomou sua posição aberta ou fechada. No entanto, existe sempre um risco de mau funcionamento ou de não funcionamento do pressóstato, ou de falha de uma das pinças (no caso de um freio com várias pinças), uma das pinças não se abrindo mais sem que isso seja detectável com o auxílio do pressóstato.

A presente invenção visa eliminar os inconvenientes precedentemente expostos, e ela tem portanto como objetivo verificar, com uma boa confiabilidade e sem adição de peças complementares, tais como sensor ou pressóstato, que o freio associado a um motor elétrico ou a um mecanismo comandado por um tal motor está em estado de funcionamento, e em especial, que o comando de desbloqueio do freio liberou mesmo esse freio, de modo que o motor e/ou o mecanismo associado, por exemplo um guincho, gira normalmente, isso aproveitando as possibilidades oferecidas pelos conversores de freqüência e outros controladores análogos.

Com essa finalidade, a invenção tem como objeto um processo para verificar o estado de um freio de um mecanismo comandado por um conversor de freqüência ou outro controlador que comanda um motor elétrico desse mecanismo, o processo consistindo essencialmente, na partida ou na paralisação do motor, em controlar o torque fornecido pelo conversor de freqüência ou outro controlador e, depois de escoamento de um tempo predefinido que corresponde a um tempo necessário para a abertura ou o fechamento do freio, em comparar o torque fornecido com um valor de torque mínimo ou máximo predeterminado em função do mecanismo, o resultado da comparação indicando um estado do freio. Assim, o processo da invenção utiliza as possibilidades dos conversores de freqüência e outros controladores análogos que fornecem informações sobre os mecanismos que eles comandam e notadamente o torque fornecido ao motor, para detectar o estado do freio, isso sem adição de peças adicionais, por uma verificação simples efetuada depois de um tempo escolhido de tal modo que ele corresponda ao tempo normalmente necessário para a abertura da pinça ou das pinças do freio, ou para o fechamento da pinça ou das pinças do mesmo freio.

De acordo com o tipo de movimento comandado pelo mecanismo considerado, o processo da invenção pode ser executado de diversas maneiras.

Em um primeiro modo de execução, aplicável a um mecanismo que comanda um movimento horizontal, depois da partida do motor e qualquer que seja o sentido de rotação desse motor, e depois de escoamento do tempo escolhido que corresponde ao tempo normalmente necessário para a abertura do freio, compara-se o torque fornecido com o mesmo valor de torque máximo para os dois sentidos de rotação e, se o torque é superior ou eventualmente igual a esse valor máximo, é constatado um estado "não aberto" do freio e paralisa-se automaticamente o motor.

Como é compreendido, a força de gravidade não intervindo no caso de um movimento puramente horizontal, tal como o movimento de orientação da flecha de uma grua de torre ou o movimento de translação do carro de uma tal grua, a vigilância é feita aqui do mesmo modo para os dois sentidos de rotação do motor.

Em um outro modo de execução, aplicável a um mecanismo que comanda um movimento vertical, ou que compreende uma componente vertical, depois da partida do motor e depois de escoamento do tempo escolhido que corresponde ao tempo normalmente necessário para a abertura do freio, compara-se o torque fornecido:

- com um valor de torque máximo no caso de um comando de subida e, se o torque é superior ou eventualmente igual a esse valor máximo, é constatado um estado "não aberto" do freio e paralisa-se automaticamente o motor, - com um valor de torque mínimo no caso de um comando de descida e, se o torque é inferior ou eventualmente igual a esse valor de torque mínimo, é constatado um estado "não aberto" do freio e paralisa-se automaticamente o motor.

Ao contrário, se o torque se situa dentro do intervalo entre o valor máximo e o valor mínimo precedentemente mencionados, valores que são adaptados a cada mecanismo, é constatado um estado normalmente "aberto" do freio e deixa-se o motor girar para comandar, de acordo com o caso, um movimento de subida ou um movimento de descida, por exemplo para um guincho de elevação da carga ou para um guincho de levantamento da flecha de uma grua, um exemplo mais especial sendo o abaixamento da flecha com o auxílio do guincho de levantamento.

Como é compreendido, notadamente no caso do comando de um movimento de descida, o processo da invenção permite também detectar um bloqueio devido não a uma falha do freio ou do comando, mas que resulta de uma causa qualquer, tal como o bloqueio de um cabo ou do próprio órgão comandado, por exemplo a flecha de uma grua no caso de um mecanismo de guincho de levantamento, que serve para levantar ou abaixar a flecha.

De qualquer modo, a invenção será melhor compreendida com o auxílio da descrição que se segue, em referência ao desenho esquemático anexo que ilustra, a título de exemplo, alguns modos de execução desse processo para verificar o estado de um freio de um mecanismo comandado por um conversor de freqüência ou outro controlador.

A figura 1 representa, muito esquematicamente, uma grua de torre com flecha distribuidora que aplica o processo da presente invenção.

A figura 2 é um organograma simplificado que ilustra o processo da invenção.

A figura 3 representa, muito esquematicamente, uma grua de torre com flecha que pode se elevar que aplica esse mesmo processo.

A figura 1 representa, muito esquematicamente, uma grua de torre designada em seu conjunto pela referência 1, a grua 1 compreendendo um mastro 2 e uma flecha distribuidora 3 ao longo da qual se desloca um carro, sob o qual a carga a levantar 4 é suspensa a um cabo de elevação 5 por intermédio de um cadernal e de um gancho (não representados).

A grua 1 compreende também um guincho de elevação 6, essencialmente composto por um motor elétrico 7, por um redutor e por um tambor 8 em torno do qual é enrolado o cabo de elevação 5; o motor 7 aciona em rotação o tambor 8 em um sentido ou no outro, por intermédio do redutor, para enrolar ou desenrolar o cabo de elevação 5, portanto para levantar ou abaixar a carga 4.

O motor elétrico 7 do guincho 6 é comandado por um conversor de freqüência 9, com função de variador de velocidade. Esse motor 7 é ele próprio alimentado em energia elétrica por uma alimentação elétrica 10, que é notadamente constituída por uma rede de distribuição elétrica.

O guincho de elevação 6 compreende ainda um freio 11, associado ao motor elétrico 7. O fechamento do ferio 11 imobiliza em rotação o motor 7 e o tambor 8, enquanto que a abertura desse freio 11 permite a livre rotação do motor 7 e do tambor 8. Normalmente, a colocação em funcionamento do motor elétrico 7 é acompanhada por uma abertura do freio, enquanto que a paralisação desse motor 7 é acompanhada pelo fechamento do freio 11.

Ao conversor de freqüência 9 é associada uma função 12 de controle de torque, que visa verificar o estado fechado ou aberto do freio 11. A figura 2 detalha essa função 12, função essa que intervém como se segue:

Na partida ou na paralisação do motor elétrico 7, o torque C fornecido pelo conversor de freqüência 9 é comparado com um valor de torque de referência Cref, que é notadamente um valor de torque máximo admitido. Mais especialmente, na partida quer dizer no início de elevação de uma carga 4, se o torque C permanece inferior ao valor Cref, o freio 11 é considerado como normalmente aberto e o motor elétrico 7 é mantido em funcionamento. Ao contrário, se o torque C é superior ao valor Cref, o freio 11 muito provavelmente permaneceu fechado e, para levar em consideração esse estado bloqueado do freio, o motor elétrico 7 é posto e mantido paralisado.

A comparação do torque C com o valor de referência Cref é efetuada, depois de comando de partida do motor elétrico 7, no final de um tempo To predeterminado que corresponde ao tempo normalmente necessário para a abertura do freio 11. O mesmo acontece na paralisação do motor 7, considerando-se o tempo normalmente necessário para o fechamento do freio 11.

No exemplo de aplicação ilustrado nas figuras 1 e 2 do desenho, que corresponde ao comando de um movimento vertical (elevação ou abaixamento de uma carga 4), o valor de referência do torque é distinto, de acordo com se trate do comando de um movimento de subida ou de um movimento de descida, dito de outro modo de acordo com o sentido de rotação do motor 7. Em contrapartida, no caso do comando de um movimento horizontal, tal como o movimento de orientação da flecha 3 ou o movimento de translação do carro ao longo da flecha 3, o valor de referência pode ser o mesmo para os dois sentidos de rotação do motor 7.

A figura 3 mostra, em uma representação muito esquemática, uma outra grua de torre 1 que é uma grua com flecha que pode se elevar 13. O mecanismo considerado é aqui um guincho de levantamento 14, do qual o motor elétrico é comandado por um conversor de freqüência 9, o guincho de levantamento 14 compreendendo um tambor 15 em torno do qual é enrolado um cabo de levantamento 16 ao qual é suspensa a flecha 13, essa última sendo montada pivotante em torno de um eixo horizontal no topo do mastro 2 da grua 1.

Nesse contexto, o processo da invenção permite verificar o estado do freio incorporado ao guincho de levantamento 14, de acordo com o processo descrito mais acima.

Além disso, se a flecha 13 não se abaixa quando o guincho 14 é comandado no sentido de um movimento de descida, por casa de bloqueio do cabo de levantamento 16 ou da própria flecha 13, o cabo de levantamento 16 pode se desenrolar com "frouxidão" e, se o bloqueio cessa, a flecha 13 vai se abaixar repentinamente, estirando bruscamente o cabo 16; sob o choque assim criado, existe nesse caso um risco de ruptura do cabo 16 ou de queda da própria grua 1.

Para corrigir esse inconveniente do qual as conseqüências podem ser especialmente graves, é previsto que por ocasião de uma fase de abaixamento da flecha 13, o torque C fornecido pelo conversor de freqüência 9 que comanda o guincho de levantamento 14 seja medido, e depois de um tempo To é verificado que esse torque C é não nulo e, notadamente, se encontra superior a um valor de referência Cref adaptado ao mecanismo em questão. Se essa condição não é realizada, paralisa-se o motor do guincho de levantamento 14.

De modo mais geral, o mesmo processo pode ser utilizado para a detecção de uma "frouxidão" de cabo, em um guincho qualquer (elevação, levantamento,...).

Como é evidente, e como resulta do que precede, a invenção não se limita somente aos modos de execução desse processo de verificação do estado de um freio que foram descritos acima, a título de exemplos; ela engloba, ao contrário, todas as variantes de realização e de aplicação dos mesmos que respeitam o mesmo princípio.

Assim, não haveria um afastamento do âmbito da invenção aplicando-se o processo a mecanismos de todos os gêneros, com freios de todos os tipos situados em qualquer local apropriado, esses mecanismos podendo ser comandados não somente por conversores de freqüência, mas também por outros controladores de motores ou mais geralmente por todos os módulos elétricos de comando de motores, que podem fornecer os mesmos dados exploráveis. Na mesma ordem de idéias, o processo da invenção é aplicável a aparelhos de elevação diferentes das gruas de torre, por exemplo em gruas móveis ou em pontes rolantes.

Claims (5)

1. Processo para verificar o estado de um freio de um mecanismo, comandado por um conversor de freqüência (9) ou outro controlador que comanda um motor elétrico (7) desse mecanismo (6), caracterizado pelo fato de que ele consiste, na partida ou na paralisação do motor (7), em controlar o torque (C) fornecido pelo conversor de freqüência (9) ou outro controlador e, depois de escoamento de um tempo predefinido (To) que corresponde a um tempo necessário para a abertura ou o fechamento do freio (11), em comparar o torque (C) fornecido com um valor de torque máximo ou mínimo (Cref) predeterminado em função do mecanismo (6), o resultado da comparação indicando um estado do freio (11).

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, aplicável a um mecanismo (6) que comanda um movimento horizontal, caracterizado pelo fato de que, depois de partida do motor (7) e qualquer que seja o sentido de rotação desse motor, e depois de escoamento do tempo (To) escolhido que corresponde ao tempo normalmente necessário para a abertura do freio (11), compara-se o torque (C) fornecido com o mesmo valor de torque máximo (Cref) para os dois sentidos de rotação e, se o torque (C) é superior ou eventualmente igual a esse valor máximo (Cref), é constatado um estado "não aberto" do freio (11) e paralisa-se automaticamente o motor (7).

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, aplicável a um mecanismo (6) que comanda um movimento vertical, ou que compreende uma componente vertical, caracterizado pelo fato de que, depois de partida do motor (7) e depois de escoamento do tempo (To) escolhido que corresponde ao tempo normalmente necessário para a abertura do freio (11), compara-se o torque (C) fornecido: - com um valor de torque máximo no caso de um comando de subida e, se o torque (C) é superior ou eventualmente igual a esse valor máximo, é constatado um estado "não aberto" do freio (11) e paralisa-se automaticamente o motor (7), - com um valor de torque mínimo no caso de um comando de descida e, se o torque (C) é inferior ou eventualmente igual a esse valor de torque mínimo, é constatado um estado "não aberto" do freio (11) e paralisa-se automaticamente o motor.

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por sua aplicação na verificação do estado de um freio (11) de um mecanismo (6) que pertence a um aparelho de elevação, tal como uma grua de torre (1).

5. Processo, de acordo com as reivindicações 3 e 4, caracterizado pelo fato de que, no caso de um movimento de descida, ele é também previsto detectar um bloqueio devido não a uma falha do freio (11) ou do comando, mas que resulta de uma causa qualquer, tal como o bloqueio de um cabo (16) ou do próprio órgão comandado, tal como a flecha (13) de uma grua no caso de um mecanismo de guincho de levantamento (14), que serve para levantar ou abaixar a flecha (13).