EP0207923B1 - Displacement detector - Google Patents
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- EP0207923B1 EP0207923B1 EP19860870084 EP86870084A EP0207923B1 EP 0207923 B1 EP0207923 B1 EP 0207923B1 EP 19860870084 EP19860870084 EP 19860870084 EP 86870084 A EP86870084 A EP 86870084A EP 0207923 B1 EP0207923 B1 EP 0207923B1
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- mechanical stress
- magnetic circuit
- sensor
- deformation
- elastic deformation
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
- B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
- B66D1/54—Safety gear
- B66D1/58—Safety gear responsive to excess of load
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C15/00—Safety gear
Definitions
- the invention relates to an apparatus for detecting a physical deviation of a part, for example movements or deformations of a part or variations in the thickness of a part.
- An exemplary application of the device according to the invention is that of load limiter for a lifting machine and it is in this exemplary application that the invention will be considered more particularly in the following.
- the function of a load limiter on a hoist is to stop the movement of the hoist when the lifted load reaches a determined nominal value.
- the existing devices include a strain gauge detector which generates a signal proportional to the force which arises in the suspension cable and a measuring device possibly equipped with a means of protection against false alarms.
- a strain gauge must be closely linked to the part to be checked and is inseparable from it.
- the existing devices have performances which do not meet the conditions required to ensure perfect operational safety.
- a load limiter is capable of interrupting the rise of a load when a given admissible limit overload is reached, it must also be capable of limiting in any circumstance the dynamic forces to bridge supporting the lifting machine.
- the subject of the invention is an electronic detection device which is of flexible adjustment and of universal application and which is relatively insensitive to oscillations and temperature variations.
- Another object of the invention is a deviation detection device provided with a self-control which guarantees perfect operating and use safety.
- the invention relates to a safety device for a lifting machine, which is of great mechanical strength and which satisfies all the conditions required to ensure perfect safety and in particular to limit efforts at all times. dynamic at the bridge and which allows the admissible overload to be adjusted with great precision.
- a deviation detection device comprising four electromagnets mounted on a Wheatstone bridge, at least one electromagnet having its magnetic circuit open and the other electromagnets having their magnetic circuit closed, a movable armature disposed at a certain distance from the ends of the aforementioned open magnetic circuit and linked to the part to be checked so as to gradually approach said open magnetic circuit as a function of the value of the physical difference of the part to be checked.
- a threshold conditioner circuit is connected to receive the detection signal from the Wheatstone bridge and at least one threshold signal, preferably adjustable, to produce at least one alarm signal when the detection signal each time exceeds the value of a threshold signal.
- the deviation detector can be combined with a deformation sensor comprising, according to the invention, a body having at least one elastic deformation zone capable of responding elastically to an external mechanical stress applied to said body so as to modify the length of this body, one end of the body being made integral with the housing of the detection bridge and the other end of the body being linked to the movable armature of the detector, so that the movable armature is displaced relative to the housing of the detector in operation of the external mechanical stress applied to the aforementioned body.
- the detection device has the advantages of being able to be used in any environment (vibrations, temperature) and of allowing great flexibility of adjustment.
- the detection signal produced is considerably (50 to 100 times) greater than that produced by the strain gauges so that this detection signal can be transmitted over a long distance to an electronic monitor without requiring any special precautions.
- the detection device constitutes a very secure control device because the sensor does not undergo any degradation even if the stress applied to the sensor is five or six times greater. at the expected nominal value.
- the deviation detector according to the invention makes it possible to detect and control any physical deviation, any displacement or any deformation, even micrometric, of a part. It is thus susceptible of numerous applications. For example, controlling the deformation of a beam, a frame, a machine frame, a truck chassis; continuous control of the thickness of a coating; the control of the flatness of a part, without counting its use in a load limiter as already mentioned above.
- electromagnets 11 - 14 mounted in Wheatstone bridge.
- Two electromagnets 11, 13 have their magnetic circuit open and two electromagnets 12, 14 have their magnetic circuit closed.
- a single electromagnet could have an open magnetic circuit, but the inventor has found that the detection sensitivity is better when at least two electromagnets with open magnetic circuit are provided, connected in two non-contiguous branches of the bridge.
- the electromagnets are arranged in a metal case 16 and embedded in an epoxy resin used to freeze the electromagnets in the case and to insulate them in order to prevent their heating while keeping them all at exactly the same temperature.
- a movable armature 15 linked to the part to be checked so as to progressively approach the abovementioned open magnetic circuit (s) as a function of the distance between the part to be checked, for example as this part deforms under the effect of a stress.
- the electric current flowing in the windings of the electromagnets 11 and 13 varies regularly as a function of the movement of the armature 15 with respect to the open magnetic circuits, that is to say as a function of the variation of the air gap E
- the detection current D is applied to a threshold conditioner circuit 20 in which it is compared with a predetermined adjustable threshold value S in order to produce an alarm signal A when the detection signal D exceeds the predetermined threshold.
- the detector comprises two threshold circuits each arranged for a distinct threshold value S1 and S2.
- the thresholds can be adjusted using potentiometers 21A and 21 B respectively.
- the alarm signals A produced at the output of the detector actuate control relays in a relay block 27 and these transmit the control signals necessary to the drive members of the machine on which the detection device is installed.
- Each threshold circuit 20 controls an output relay 26.
- the activation of these relays is advantageously timed by a timing device 23 adjustable using a potentiometer 24.
- Each crossing of threshold is indicated on an indicator light 25.
- the adjustment of each threshold S makes it possible to balance the bridge 10 to the desired value, regardless of the width of the air gap E. It is therefore possible to electronically balance the detection bridge in a range of variation of the air gap E ranging for example from 0 to 3 mm. This gives the detector according to the invention not only great sensitivity, but also great flexibility. It is even possible to provide four electromagnets with an open magnetic circuit, each arranged in a branch of the bridge in order to each control a separate gap or a separate load.
- the movable frame 15 is linked to the part to be checked.
- the aforementioned armature is integrated into a deformation sensor intended to sense the level of stress applied to the suspension cable by a suspended load. Exemplary embodiments of a deformation sensor according to the invention will be described later on, based on FIGS. 2 to 4.
- the first detection threshold S1 is adjusted using the potentiometer 21A only with the weight of the hook used to suspend the load.
- the potentiometer 21A is precisely adjusted so as to pass, with the smallest possible overshoot, the point of ignition of the indicator 22A; the time delay T1 is then adjusted using the potentiometer 24A by displaying on an indicator light 25A.
- the threshold detector automatically cuts the downward movement when the hook touches the ground.
- the second detection threshold S2 is adjusted using the potentiometer 21 B.
- This potentiometer is adjusted so as to pass with the smallest possible overstepping, the point of ignition of the indicator 22B then the potentiometer 21 B is adjusted very slowly in the opposite direction until the indicator 22B goes out.
- the time delay T2 is adjusted using the potentiometer 24B so that the dynamic effects generated at the time of starting have no influence, which is displayed on the indicator 25B.
- the 25B warning light cannot light up.
- the load limiter is set to stop the movement of the hoist as soon as the rated load of 1000 kg is exceeded.
- the design and adjustment of the detector thus have the effect of neutralizing the dynamic effects and the resonance effects in the structures on which the detection device is installed.
- the senor consists of a parallelepipedal metallic part in the body of which is created at least one deformation zone capable of varying the length of the part. when it is subjected either to traction or to compression.
- the sensor is arranged to detect deformations caused by a tensile force.
- This sensor 30 has two deformation zones 31A and 31 B.
- the number of deformation zones can be arbitrary and vary according to the available surface of the part used and according to the value of the desired deformation.
- the deformation zones 31A and 31B are created by the formation of the cutouts 32 and 33 respectively, which leaves the part 30 with two branches 34 and 35.
- branches 34 and 35 When a traction is exerted on the two branches 34 and 35, these branches serve as lever arm to produce the desired deformation in zones 31A and 31B, the deformation produced being automatically amplified mechanically at the end of the branches 34 and 35.
- a branch, in this case branch 34 carries a support piece 36 on which is fixed the housing of the detector 10.
- the end 37 of the other branch, namely the branch 35, carries the movable frame 15 of the detector.
- the deformation sections are calculated as a function of the load to be checked and above all so that the working rate, under the effect of the nominal load for which the sensor is designed, is significantly lower than the buckling rate.
- the buckling of the mechanical part is made impossible by the addition of the stop parts 38 and 39 controlling the deformation of the part, in the desired parameters.
- These two stops 38 and 39 are high-strength steel screws, quality 12.9 for example, calculated as a function of the traction torque that they will have to undergo. They cross respectively and over the entire height, the branches 34 and 35 in a bore of diameter greater than their own diameter and each come to be screwed into the central body of the part 30.
- the screws 38 and 39 are adjusted according to the deformation desired, and permanently blocked to prevent any variation of the parameters.
- the deformation value which will be measured at the aforementioned measurement points is adjusted.
- This sensor can withstand stresses five to six times greater than the nominal load for which it was designed, without any risk of deterioration.
- a sensor calculated for a nominal load of 1000 kg.
- the deformation of 0.6 mm is the cumulative deformation value of the branches 34 and 35, namely , at equal value, 0.3 mm for branch 34 and 0.3 mm for branch 35.
- the two screws 38 and 39 are then adjusted for a maximum deformation of approximately 0.4 mm from rest, c that is to say without charge. Therefore, the range of deformation controlled and measured may vary under the effect of the load from 0 to 0.8 mm, maximum point to reach the mechanical blocking of the traction sensor.
- the tolerance of the air gap E is established so as to maintain a small clearance (for example 0.2 mm) when the maximum locking is achieved, mechanical deformation at the measurement points 36 and 37 then being impossible.
- Figure 3 shows a sensor having the same body as the sensor of Figure 2 but arranged to measure deformations caused by compression forces. The difference in arrangement is observed, in particular when mounting the parts 36 and 37 coupling the branches 34 and 35 of the sensor to the detector. In this embodiment, the locking screws 38 and 39 work in compression and no longer in traction.
- FIG. 4 shows an embodiment of the sensor according to the invention arranged to be fixed on a suspension cable.
- the sensor here consists of a part 30 having an elastic deformation zone 31 and two branches 34 and 35 formed by a cutout 32.
- the branch 34 carries two arms 41 and 42 on which two pulleys 43 and 44 are mounted.
- the branch 35 carries an arm 45 at the end of which is mounted a cable clamp device 46.
- the apparatus is fixed to the suspension cable so that the cable C passes through the grooves of the two pulleys 43 and 44 and under the cable clamp 46.
- the ends of the arms 41 and 42 are provided with two stop screws 47 and 48 intended to hold the cable C in the grooves of the pulleys.
- the detector is mounted on the branch 35 of the sensor and the movable armature 15 is fixed on the arm 41.
- the armature 15 approaches the open magnetic circuit contained in the detector as the stress created in the suspension cable increases. by the suspended load.
- the mechanical resistance of the sensor has no influence on the safety factor of the installation since the sensor is not inserted in the traction chain; the safety factor only depends on the safety factor of the cable.
- the relay block signals any variation in the parameters for which the electronic module has been set, that is to say that any misadjustment at the level of the fixing of the detector to the sensor or any pirate modification test automatically leads to neutralization. of the installation.
- the device is thus provided with a permanent self-control which prevents any operation if a fault appears, the device being placed in safety instantaneously in the same way as if the nominal load for which the device has been set is exceeded
- the safety device according to the invention is not used simply to monitor a load securely, it also signals any external circumstance which hinders it in its operation.
- the device can be completed by a light and / or acoustic signaling device, provided near or at a distance, to directly inform the user when the load for which the device has been set is exceeded or when its operation is hindered.
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Description
L'invention concerne un appareil pour détecter un écart physique que présente une pièce, par exemple les mouvements ou déformations d'une pièce ou les variations d'épaisseur d'une pièce.The invention relates to an apparatus for detecting a physical deviation of a part, for example movements or deformations of a part or variations in the thickness of a part.
Un tel appareil est connu du document US-A-2 058 518. Ce document décrit un appareil pour détecter les variations d'épaisseur d'une pièce comprenant quatre électro-aimants, un électro-aimants au mouis ayant son circuit magnétique ouvert, et une armature mobile liée à la pièce à contrôler.Such an apparatus is known from document US-A-2,058,518. This document describes an apparatus for detecting variations in the thickness of a part comprising four electromagnets, a slurry electromagnet having its magnetic circuit open, and a movable frame linked to the part to be checked.
Une application exemplaire de l'appareil selon l'invention est celle de limiteur de charge pour un engin de levage et c'est dans cette application exemplaire que l'invention sera considérée plus particulièrement dans ce qui suit.An exemplary application of the device according to the invention is that of load limiter for a lifting machine and it is in this exemplary application that the invention will be considered more particularly in the following.
La fonction d'un limiteur de charge sur un engin de levage est d'arrêter le mouvement de l'engin de levage lorsque la charge soulevée atteint une valeur nominale déterminée. Les dispositifs existants comportent un détecteur à jauge de contrainte qui engendre un signal proportionnel à l'effort qui prend naissance dans le câble de suspension et un appareil de mesure éventuellement doté d'un moyen de protection contre les fausses alarmes. Une jauge de contrainte doit être intimement liée à la pièce à contrôler et elle est indissociable de celle-ci. De plus, les dispositifs existants ont des performances qui ne satisfont pas aux conditions exigées pour assurer une parfaite sécurité de fonctionnement. Notamment, il ne suffit pas qu'un limiteur de charge soit capable d'interrompre la montée d'une charge lorsqu'une surcharge limite admissible donnée est atteinte, il faut encore qu'il soit capable de limiter en toute circonstance les efforts dynamiques au pont supportant l'engin de levage.The function of a load limiter on a hoist is to stop the movement of the hoist when the lifted load reaches a determined nominal value. The existing devices include a strain gauge detector which generates a signal proportional to the force which arises in the suspension cable and a measuring device possibly equipped with a means of protection against false alarms. A strain gauge must be closely linked to the part to be checked and is inseparable from it. In addition, the existing devices have performances which do not meet the conditions required to ensure perfect operational safety. In particular, it is not sufficient that a load limiter is capable of interrupting the rise of a load when a given admissible limit overload is reached, it must also be capable of limiting in any circumstance the dynamic forces to bridge supporting the lifting machine.
Enfin, les dispositifs existants sont sensibles aux surcharges, aux variations de température et aux oscillations, ce qui provoque des décen- chements intempestifs, des dégradations des performances, voire des dégradations mécaniques qui rendent inefficaces les moyens de sécurité eux-mêmes.Finally, existing devices are sensitive to overloads, temperature variations and oscillations, which causes untimely tripping, performance degradation, or even mechanical degradation which renders the safety means themselves ineffective.
L'invention a pour objet un appareil de détection électronique qui est d'un réglage souple et d'une application universelle et qui est relativement insensible aux oscillations et aux variations de température.The subject of the invention is an electronic detection device which is of flexible adjustment and of universal application and which is relatively insensitive to oscillations and temperature variations.
Un autre objet de l'invention est un appareil de détection d'écarts doté d'un auto-contrôle qui garantit une parfaite sécurité de fonctionnement et d'utilisation.Another object of the invention is a deviation detection device provided with a self-control which guarantees perfect operating and use safety.
Suivant un autre aspect, l'invention a pour objet un appareil de sécurité pour engin de levage, qui est d'une grande résistance mécanique et qui satisfait à toutes les conditions requises pour assurer une parfaite sécurité et notamment pour limiter à tout moment les efforts dynamiques au pont et qui permet de régler la surcharge admissible avec grande précision.According to another aspect, the invention relates to a safety device for a lifting machine, which is of great mechanical strength and which satisfies all the conditions required to ensure perfect safety and in particular to limit efforts at all times. dynamic at the bridge and which allows the admissible overload to be adjusted with great precision.
Ces objectifs sont atteints selon l'invention par un appareil de détection d'écarts comprenant quatre électro-aimants montés en pont de Wheatstone, un électro-aimant au moins ayant son circuit magnétique ouvert et les autres électro-aimants ayant leur circuit magnétique fermé, une armature mobile disposée à une certaine distance des extrémités du circuit magnétique ouvert précité et liée à la pièce à contrôler de manière à se rapprocher progressivement dudit circuit magnétique ouvert en fonction de la valeur de l'écart physique de la pièce à contrôler.These objectives are achieved according to the invention by a deviation detection device comprising four electromagnets mounted on a Wheatstone bridge, at least one electromagnet having its magnetic circuit open and the other electromagnets having their magnetic circuit closed, a movable armature disposed at a certain distance from the ends of the aforementioned open magnetic circuit and linked to the part to be checked so as to gradually approach said open magnetic circuit as a function of the value of the physical difference of the part to be checked.
Un circuit conditionneur de seuil est connecté pour recevoir le signal de détection du pont de Wheatstone et au moins un signal de seuil, de préférence réglable, pour produire au moins un signal d'alarme lorsque le signal de détection dépasse chaque fois la valeur d'un signal de seuil.A threshold conditioner circuit is connected to receive the detection signal from the Wheatstone bridge and at least one threshold signal, preferably adjustable, to produce at least one alarm signal when the detection signal each time exceeds the value of a threshold signal.
Le détecteur d'écarts peut être combiné à un capteur à déformation comprenant, selon l'invention, un corps présentant au moins une zone de déformation élastique capable de répondre élastiquement à une sollicitation mécanique extérieure appliquée audit corps de manière à modifier la longueur de ce corps, une extrémité du corps étant rendue solidaire du boîtier du pont de détection et l'autre extrémité du corps étant liée à l'armature mobile du détecteur, de manière que l'armature mobile se trouve déplacée par rapport au boîtier du détecteur en fonction de la sollicitation mécanique extérieure appliquée au corps précité.The deviation detector can be combined with a deformation sensor comprising, according to the invention, a body having at least one elastic deformation zone capable of responding elastically to an external mechanical stress applied to said body so as to modify the length of this body, one end of the body being made integral with the housing of the detection bridge and the other end of the body being linked to the movable armature of the detector, so that the movable armature is displaced relative to the housing of the detector in operation of the external mechanical stress applied to the aforementioned body.
L'appareil de détection selon l'invention a pour avantages de pouvoir être utilisé dans n'importe quel environnement (vibrations, température) et de permettre une grande souplesse de réglage. De plus, le signal de détection produit est considérablement (50 à 100 fois) plus important que celui produit par les jauges de contrainte de sorte que ce signal de détection peut être transmis à grande distance vers un moniteur électronique sans nécessiter de précautions particulières.The detection device according to the invention has the advantages of being able to be used in any environment (vibrations, temperature) and of allowing great flexibility of adjustment. In addition, the detection signal produced is considerably (50 to 100 times) greater than that produced by the strain gauges so that this detection signal can be transmitted over a long distance to an electronic monitor without requiring any special precautions.
En outre, combiné au capteur à déformation selon l'invention, l'appareil de détection constitue un appareil de contrôle d'une grande sécurité du fait que le capteur ne subit aucune dégradation même si la sollicitation appliquée au capteur est cinq ou six fois supérieure à la valeur nominale prévue.In addition, combined with the deformation sensor according to the invention, the detection device constitutes a very secure control device because the sensor does not undergo any degradation even if the stress applied to the sensor is five or six times greater. at the expected nominal value.
Le détecteur d'écarts selon l'invention permet de détecter et contrôler tout écart physique, tout déplacement ou toute déformation, même micrométrique, d'une pièce. Il est ainsi susceptible de nombreuses applications. Par exemple, le contrôle de la déformation d'une poutre, d'une charpente, d'un bâti de machine, d'un châssis de camion; le contrôle continu de l'épaisseur d'un revêtement; le contrôle de la planéité d'une pièce, sans compter son utilisation dans un limiteur de charge comme déjà mentionné plus haut.The deviation detector according to the invention makes it possible to detect and control any physical deviation, any displacement or any deformation, even micrometric, of a part. It is thus susceptible of numerous applications. For example, controlling the deformation of a beam, a frame, a machine frame, a truck chassis; continuous control of the thickness of a coating; the control of the flatness of a part, without counting its use in a load limiter as already mentioned above.
L'invention est exposée plus en détail dans ce qui suit en s'appuyant sur les dessins ci-annexés dans lesquels:
- - la figure est un schéma simplifié de l'appareil de détection d'écarts selon l'invention;
- - les figures 2 à 4 représentent trois modes d'exécution exemplaires d'un capteur à déformation selon l'invention destiné à être combiné à l'appareil de détection d'écarts selon l'invention.
- - The figure is a simplified diagram of the deviation detection apparatus according to the invention;
- - Figures 2 to 4 show three exemplary embodiments of a deformation sensor according to the invention intended to be combined with the deviation detection device according to the invention.
Se reportant à la figure 1, on voit quatre électro-aimants 11 - 14 montés en pont de Wheatstone. Deux électro-aimants 11, 13 ont leur circuit magnétique ouvert et deux électro-aimants 12, 14 ont leur circuit magnétique fermé. Un seul électro-aimant pourrait avoir un circuit magnétique ouvert mais l'inventeur a constaté que la sensibilité de détection est meilleure lorsque l'on prévoit au moins deux électro-aimants à circuit magnétique ouvert connectés dans deux branches non contiguës du pont. Les électro-aimants sont disposés dans un boîtier métallique 16 et noyés dans une résine epoxy servant à figer les électro-aimants dans le boîtier et à les isoler afin d'empêcher leur échauffement tout en les maintenant tous exactement à la même température.Referring to Figure 1, we see four electromagnets 11 - 14 mounted in Wheatstone bridge. Two
A une certaine distance E des extrémités du ou des circuits magnétiques ouverts du pont 10 est disposée une armature mobile 15 liée à la pièce à contrôler de manière à se rapprocher progressivement du ou des circuits magnétiques ouverts précités en fonction de l'écart que présente la pièce à contrôler, par exemple à mesure que cette pièce se déforme sous l'effet d'une sollicitation. Le courant électrique qui circule dans les enroulements des électro-aimants 11 et 13 varie régulièrement en fonction du déplacement de l'armature 15 par rapport aux circuits magnétiques ouverts, c'est-à-dire en fonction de la variation de l'entrefer E. Le courant de détection D est appliqué à un circuit conditionneur de seuil 20 dans lequel il est comparé à une valeur de seuil réglable prédéterminée S afin de produire un signal d'alarme A lorsque le signal de détection D dépasse le seuil prédéterminé. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1, le détecteur comprend deux circuits de seuil agencés chacun pour une valeur de seuil distincte S1 et S2. Les seuils sont réglables au moyen des potentiomètres 21A et 21 B respectivement. Les signaux d'alarme A produits à la sortie du détecteur actionnent des relais de commande dans un bloc relais 27 et ceux-ci transmettent les signaux de commande nécessaires aux organes d'entraînement de la machine sur laquelle est installé l'appareil de détection. Chaque circuit de seuil 20 commande un relais de sortie 26. L'enclenchement de ces relais est avantageusement temporisé par un dispositif de temporisation 23 réglable à l'aide d'un potentiomètre 24. Chaque franchissement de seuil est indiqué sur un voyant lumineux 25. L'ajustement de chaque seuil S permet de provoquer l'équilibre du pont 10 à la valeur souhaitée et ce, quelle que soit la largeur de l'entrefer E. Il est donc possible d'équilibrer électroniquement le pont de détection dans une gamme de variation de l'entrefer E allant par exemple de 0 à 3 mm. Cela confère au détecteur selon l'invention non seulement une grande sensibilité, mais également une grande souplesse. Il est même possible de prévoir quatre électro-aimants à circuit magnétique ouvert, disposés chacun dans une branche du pont afin de contrôler chacun un écart distinct ou une charge distincte.At a certain distance E from the ends of the open magnetic circuit (s) of the
L'armature mobile 15 est liée à la pièce à contrôler. Dans l'exemple d'application considéré ici, c'est-à-dire celui d'un limiteur de charge pour engin de levage, l'armature précitée est intégrée à un capteur à déformation destiné à capter le niveau de la sollicitation appliquée au câble de suspension par une charge suspendue. Des modes d'exécution exemplaires d'un capteur à déformation selon l'invention seront décrits plus loin en s'appuyant sur les figures 2 à 4.The
Pour l'instant, considérons par exemple un capteur dimensionné pour une charge nominale de 1000 kg et équipé du dispositif de détection décrit précédemment, l'ensemble étant installé sur un pont roulant. Le réglage du premier seuil de détection S1 s'effectue à l'aide du potentiomètre 21A uniquement avec le poids du crochet qui sert à suspendre la charge. Le potentiomètre 21A est ajusté avec précision de manière à franchir avec le plus petit dépassement possible, le point d'allumage du témoin 22A; on règle alors la temporisation T1 à l'aide du potentiomètre 24A en visualisant sur un témoin lumineux 25A. A ce moment, si le crochet descend au sol, le détecteur de seuil coupe automatiquement le mouvement de descente lorsque le crochet touche le sol.For the moment, let us consider for example a sensor dimensioned for a nominal load of 1000 kg and equipped with the detection device described above, the assembly being installed on an overhead crane. The first detection threshold S1 is adjusted using the
Après avoir suspendu la charge de 1000 kg, on effectue le réglage du deuxième seuil de détection S2 à l'aide du potentiomètre 21 B. On ajuste ce potentiomètre de manière à franchir avec le plus petit dépassement possible, le point d'allumage du témoin 22B puis on règle le potentiomètre 21 B très lentement à contresens jusqu'à ce que le témoin 22B s'éteigne. Simultanément, après avoir enclenché le mouvement de levage, on règle la temporisation T2 à l'aide du potentiomètre 24B de manière que les effets dynamiques engendrés au moment du démarrage n'aient aucune influence, ce qui se visualise sur le témoin 25B. Au moment du démarrage, le témoin 25B ne pourra pas s'allumer. Lorsque ces réglages sont effectués, le limiteur de charge est réglé pour arrêter le mouvement de l'engin de levage dès que la charge nominale de 1000 kg sera dépassée. La conception et le réglage du détecteur ont ainsi pour effet de neutraliser les effets dynamiques et les effets de résonance dans les structures sur lesquelles est installé l'appareil de détection.After having suspended the load of 1000 kg, the second detection threshold S2 is adjusted using the
Revenant à présent aux figures 2 à 4 on voit que le capteur consiste en une pièce métallique parallélipipédique dans le corps de laquelle est créée au moins une zone de déformation susceptible de faire varier la longueur de la pièce lorsqu'elle est soumise soit à une traction, soit à une compression. Dans l'exemple illustré à la figure 2, le capteur est agencé pour détecter des déformations provoquées par un effort de traction. Ce capteur 30 présente deux zones de déformation 31A et 31 B. Le nombre de zones de déformation peut être quelconque et varier suivant la surface disponible de la pièce utilisée et suivant la valeur de la déformation désirée. Les zones de déformation 31A et 31B sont créées par la formation des découpures 32 et 33 respectivement, ce qui laisse la pièce 30 avec deux branches 34 et 35. Lorsqu'on exerce une traction sur les deux branches 34 et 35, ces branches servent de bras de levier pour produire la déformation souhaitée dans les zones 31A et 31 B, la déformation produite se trouvant automatiquement amplifiée mécaniquement à l'extrémité des branches 34 et 35. Une branche, en l'occurrence la branche 34, porte une pièce de support 36 sur laquelle est fixée le boîtier du détecteur 10. L'extrémité 37 de l'autre branche, à savoir la branche 35, porte l'armature mobile 15 du détecteur.Returning now to FIGS. 2 to 4, it can be seen that the sensor consists of a parallelepipedal metallic part in the body of which is created at least one deformation zone capable of varying the length of the part. when it is subjected either to traction or to compression. In the example illustrated in Figure 2, the sensor is arranged to detect deformations caused by a tensile force. This
Les sections de déformation sont calculées en fonction de la charge à contrôler et surtout de manière que le taux de travail, sous l'effet de la charge nominale pour laquelle le capteur est prévu, soit nettement inférieur au taux de flambage.The deformation sections are calculated as a function of the load to be checked and above all so that the working rate, under the effect of the nominal load for which the sensor is designed, is significantly lower than the buckling rate.
Le flambage de la pièce mécanique est rendu impossible grâce à l'adjonction des pièces de butée 38 et 39 contrôlant la déformation de la pièce, dans les paramètres souhaités. Ces deux butées 38 et 39 sont des vis en acier à haute résistance, qualité 12.9 par exemple, calculées en fonction du couple de traction qu'elles devront subir. Elles traversent respectivement et sur toute la hauteur, les branches 34 et 35 dans un alésage de diamètre supérieur à leur diamètre propre et viennent chacune se visser dans le corps central de la pièce 30. Les vis 38 et 39 sont réglées en fonction de la déformation souhaitée, et définitivement bloquées pour empêcher toute variation des paramètres.The buckling of the mechanical part is made impossible by the addition of the
En ajustant la longueur des branches 34 et 35 ou la distance entre l'axe des points de mesure 36 et 37 et l'axe d'application de l'effort, on règle la valeur de déformation qui sera mesurée aux points de mesure précités. De même, il suffit d'agir sur les deux vis 38 et 39 pour limiter le seuil de déformation mécanique de la pièce, rendant impossible le dépassement de la limite élastique des sections de déformation 31. Ce capteur peut résister à des sollicitations cinq à six fois supérieures à la charge nominale pour laquelle il a été prévu, sans risque de dégradation quelconque. En faisant varier la ou les sections de déformation ou en augmentant simplement l'épaisseur de la pièce 30, on obtient une gamme illimitée de capteurs de traction qui sont fonction de la charge à contrôler.By adjusting the length of the
Soit par exemple un capteur calculé pour une charge nominale de 1000 kg. Lorsque cette charge agit directement sur le capteur et que l'on obtient une élongation de 0,6 mm entre les deux points de mesure combinés, la déformation de 0,6 mm est la valeur de déformation cumulée des branches 34 et 35, à savoir, à valeur égale, 0,3 mm pour la branche 34 et 0,3 mm pour la branche 35. Les deux vis 38 et 39 sont alors être réglées pour une déformation maximum d'environ 0,4 mm à partir du repos, c'est-à-dire sans charge. Dès lors, la plage de déformation contrôlée et mesurée pourra varier sous l'effet de la charge de 0 à 0,8 mm, point maximum pour atteindre le blocage mécanique du capteur de traction. La tolérance de l'entrefer E est établie de manière à conserver un faible jeu (par exemple 0,2 mm) lorsque le blocage maximum est réalisé, la déformation mécanique aux points de mesure 36 et 37 étant alors impossible.For example, a sensor calculated for a nominal load of 1000 kg. When this load acts directly on the sensor and an elongation of 0.6 mm is obtained between the two combined measurement points, the deformation of 0.6 mm is the cumulative deformation value of the
La figure 3 montre un capteur comportant le même corps que le capteur de la figure 2 mais agencé pour mesurer des déformations provoquées par des efforts de compression. On observe la différence d'agencement notamment au montage des pièces 36 et 37 couplant les branches 34 et 35 du capteur au détecteur. Dans ce mode d'exécution, les vis de blocage 38 et 39 travaillent à la compression et non plus à la traction.Figure 3 shows a sensor having the same body as the sensor of Figure 2 but arranged to measure deformations caused by compression forces. The difference in arrangement is observed, in particular when mounting the
La figure 4 montre une exécution du capteur selon l'invention agencé pour être fixé sur un câble de suspension. Cela permet d'installer le dispositif selon l'invention sur un engin de levage existant sans en modifier la structure. Le capteur consiste ici en une pièce 30 présentant une zone de déformation élastique 31 et deux branches 34 et 35 formées par une découpure 32. La branche 34 porte deux bras 41 et 42 sur lesquels sont montées deux poulies 43 et 44. La branche 35 porte un bras 45 à l'extrémité duquel est monté un dispositif pince-câble 46. L'appareil est fixé sur le câble de suspension de telle manière que le câble C passe dans les gorges des deux poulies 43 et 44 et sous le pince-câble 46. Les extrémités des bras 41 et 42 sont munies de deux vis d'arrêt 47 et 48 destinées à maintenir le câble C dans les gorges des poulies. Le détecteur est monté sur la branche 35 du capteur et l'armature mobile 15 est fixée sur le bras 41. L'armature 15 se rapproche du circuit magnétique ouvert contenu dans le détecteur à mesure que croît la sollicitation créée dans le câble de suspension C par la charge suspendue. Dans ce cas, la résistance mécanique du capteur n'a aucune influence sur le coefficient de sécurité de l'installation puisque le capteur ne se trouve pas inséré dans la chaîne de traction; le coefficient de sécurité dépend uniquement du coefficient de sécurité du câble.Figure 4 shows an embodiment of the sensor according to the invention arranged to be fixed on a suspension cable. This allows the device according to the invention to be installed on an existing lifting device without modifying the structure. The sensor here consists of a
Pour étendre la gamme de ce capteur en fonction de la charge à contrôler, il suffit de faire varier trois paramètres: la section de déformation de la pièce, l'épaisseur de la pièce en acier allié et l'angle de déviation du câble en agissant sur la longueur du bras 45 ou sur le diamètre des poulies 43 et 44. La combinaison de ces trois facteurs donne une gamme illimitée de capteurs de traction.To extend the range of this sensor as a function of the load to be checked, it suffices to vary three parameters: the deformation section of the part, the thickness of the alloy steel part and the cable deflection angle by acting on the length of the
Pour obtenir le blocage de la déformation à la valeur souhaitée, il suffit également d'agir sur la vis de blocage 49. Les caractéristiques ci-dessus sont les seules différences entre les deux capteurs qui, au besoin, peuvent être utilisés simultanément pour contrôler une même charge.To obtain the blocking of the deformation at the desired value, it is also sufficient to act on the blocking
Le bloc relais assure les fonctions suivantes:
- - signaler tout dérangement possible dans le lecteur, par exemple: interruption où défectuosité d'un enroulement d'électro-aimant, interruption dans le câble de raccordement, mauvais contact au bornier, écrasement du câble, etc.;
- - signaler toute défectuosité d'un élément dans l'alimentation stabilisée, par exemple: fusible sauté, transformateur brûlé, stabilisateur défectueux, etc.;
- - signaler toute coupure du courant réseau ou tout déséquilibre d'une phase;
- - signaler toute défectuosité dans le module électronique, par exemple: circuit intégré défectueux, diode défectueuse, mauvais contact au bornier, etc.
- - signaler toute défectuosité dans le circuit de relayage, par exemple: bobine de relais brûlée, contact perlé, fusible de protection sauté, mauvaise connexion, etc.;
- - signaler toute défectuosité du capteur, par exemple: affaiblissement d'un élément mécanique, mauvaise utilisation du capteur, déformation permanente, etc.
- - report any possible fault in the reader, for example: interruption or defect in an electromagnet winding, interruption in the connection cable, poor contact at the terminal block, crushing of the cable, etc .;
- - report any defect of an element in the stabilized supply, for example: blown fuse, burnt transformer, defective stabilizer, etc .;
- - report any mains power cut or any phase imbalance;
- - report any defect in the electronic module, for example: defective integrated circuit, defective diode, poor contact at the terminal block, etc.
- - report any defect in the relaying circuit, for example: burnt relay coil, pearl contact, blown protection fuse, poor connection, etc .;
- - report any defect in the sensor, for example: weakening of a mechanical element, improper use of the sensor, permanent deformation, etc.
En bref, le bloc relais signale toute variation des paramètres pour lesquels le module électronique a été réglé, c'est-à-dire que tout déréglage au niveau de la fixation du détecteur sur le capteur ou tout essai de modification pirate entraîne automatiquement la neutralisation de l'installation.In short, the relay block signals any variation in the parameters for which the electronic module has been set, that is to say that any misadjustment at the level of the fixing of the detector to the sensor or any pirate modification test automatically leads to neutralization. of the installation.
L'appareil est ainsi doté d'un auto-contrôle permanent qui empêche tout fonctionnement si une défectuosité apparaît, l'appareil se plaçant en sécurité instantanément de la même manière que si la charge nominale pour laquelle l'appareil a été réglé se trouve dépassée, Autrement dit, l'appareil de sécurité selon l'invention ne sert pas simplement à surveiller une charge de façon sûre, il signale également toute circonstance extérieure qui l'entrave dans son fonctionnement.The device is thus provided with a permanent self-control which prevents any operation if a fault appears, the device being placed in safety instantaneously in the same way as if the nominal load for which the device has been set is exceeded In other words, the safety device according to the invention is not used simply to monitor a load securely, it also signals any external circumstance which hinders it in its operation.
L'appareil peut être complété d'un dispositif de signalisation lumineuse et/ou acoustique, prévu à proximité ou à distance, pour informer directement l'utilisateur lorsque la charge pour laquelle l'appareil a été réglé, se trouve dépassée ou lorsque son fonctionnement est entravé.The device can be completed by a light and / or acoustic signaling device, provided near or at a distance, to directly inform the user when the load for which the device has been set is exceeded or when its operation is hindered.
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