EP0252841A1 - Dispositif de commande de ralentissement automatique de la rotation de flèche et/ou de contreflèches d'engins de levage - Google Patents

Dispositif de commande de ralentissement automatique de la rotation de flèche et/ou de contreflèches d'engins de levage Download PDF

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EP0252841A1
EP0252841A1 EP87401602A EP87401602A EP0252841A1 EP 0252841 A1 EP0252841 A1 EP 0252841A1 EP 87401602 A EP87401602 A EP 87401602A EP 87401602 A EP87401602 A EP 87401602A EP 0252841 A1 EP0252841 A1 EP 0252841A1
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speed
orientation
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flip
counter
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André Bastier
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MATERIEL INDUSTRIEL ET D'EQUIPEMENT Ste
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C15/00—Safety gear
    • B66C15/04—Safety gear for preventing collisions, e.g. between cranes or trolleys operating on the same track
    • B66C15/045—Safety gear for preventing collisions, e.g. between cranes or trolleys operating on the same track electrical

Definitions

  • the present invention relates to a device for controlling automatic slowdown of the rotation of jibs and / or jibs of lifting devices.
  • the current recommendations defined by the safety organizations, impose to proceed to a slowing down then to the automatic stopping of the lifting devices when they are exposed to a risk of collision between them, interactive system, or with a fixed obstacle, for example a building, or quite simply when their load will reach, during its displacement, an area whose overflight by the load is prohibited, for example a schoolyard or any other public place.
  • the different zones are determined in situ.
  • the zone prohibited for the load will be schematically defined by: - an area between the circle described by the maximum extension point of the Emax load-carrying trolley, and the circle described by the trolley when it is tangent to the prohibited space during rotation, and - the angle ⁇ between the points where the Emax circle intersects the edge of the prohibited space.
  • a slowdown zone is also defined in the vicinity thereof.
  • This slowdown zone ZR will be defined by an angle of rotation ⁇ + 2 ⁇ , ⁇ being an angle of rotation situated on either side of the angle ⁇ , and by the circle described by the carriage at a certain distance, determined by the type of crane, less than that where it will pitch the prohibited area.
  • a dangerous area ZD determined as above for the "high" crane, that is to say, the one whose boom travels in a higher plane, and, for the low crane, only by the angle ⁇ of rotation of its boom or its counter-arrows between the ends of the ZD area.
  • the slowdown zones ZR1 and ZR zones are determined identically. However, in this case, the ZD zone is only prohibited when loading the high crane when the boom or jib of the low crane is already there and when the boom or jib of the low crane is loaded. the high crane is already there.
  • the movement must be slowed down anyway when the load of the high crane or the jib or the jib of the low crane enters the zones ZR1 or ZR2 respectively, the stop being ordered for one of the cranes only when the other crane is already interfering with the ZD zone.
  • the cranes that are currently encountered on construction sites are provided with an integrated retarder system operating for example by eddy currents.
  • the slowing down and possible stopping of the boom rotation, distribution and lifting are then controlled by an electronic zone determination system comprising: - an angular position sensor which was initially positioned "0" on the site and which measures the orientation angle of (rotation) of the boom; - a sensor for measuring the distance from the distributor carriage (load carrier) on the boom from the barrel or from a point determined by the manufacturer; - a load height sensor indicating the distance of the load to the boom or to a point determined by the manufacturer, by measuring the length of the unwound cable.
  • the information obtained by these sensors is sent to the zone determination device which processes them, preferably in analog, to trigger the operations imposed by the different zones (prohibited, dangerous, slowing down).
  • the zone determination device automatically controls the crane slowdown system when all the parameters it has received from the sensors and which it has processed indicate the crossing the limit of the braking zone and the obligation to slow down movements and possibly stop them. This is the subject of French Patent No. 81 229 ⁇ .
  • the zone determination device then sends a signal acting on the retarder voltage and possibly on that of the stop systems.
  • the object of the invention is therefore to allow the slowing down and the automatic stopping of the machines when safety requires it by adapting the known zone determination system to the machines not provided with an auxiliary braking reacting to its control signal.
  • the acquisition of the speed value can be obtained by a tachometer, a DC servo motor or any other means.
  • the measurement made is therefore a function of the orientation speed of the machine (the boom of a crane for example) and allows the direction of rotation to be defined first.
  • the braking of the rotation is then done by pulses controlling the motor in counter-orientation.
  • the speed measurement makes it possible to determine in which direction the machine is oriented, either to the right or to the left.
  • Figure 3 shows the measurement signal as a function of the slewing speed of the boom of a crane.
  • the positive (increasing) signal corresponds to a rotation to the right and the negative (decreasing) signal corresponds to a rotation to the left.
  • the tension increases or decreases depending on the orientation speed.
  • V ⁇ , V1, V2 ... V X correspond to the speeds from which the driver changes to the higher gear to accelerate the movement, that is to say, first gear from V ⁇ to V1, second ratio of V1 to V2, etc.
  • the device which receives the measurement signal of the arrow's orientation speed, emits an output signal formed by a train of pulses towards the drive motor (s), making it possible to carry out the counter-orientation, and to obtain braking and possibly stopping.
  • the width T1 of each pulse will determine a braking activation time and the period T2 the time after which the braking is activated again. The entire pulse train thus formed corresponding to the total braking time.
  • the amplitude of the pulses is constant and braking is done by lows of duration T1.
  • V ⁇ and V R (fig.3), the speed is low and the boom can be stopped. From V R we will have to proceed with the counter-orientation, therefore a gradual slowing down. possibly up to a stop.
  • the pulse duration T1 and the repetition period T2 will be modulated as a function of the orientation speed.
  • T1 and T2 will have a certain value.
  • T1 will increase and T2 decrease, and so on until V X.
  • V R the speed of rotation falls to V R , and below this value, the arrow will be stopped (prohibited zone) or turn in idle (dangerous zone).
  • the device intended for implementing the method according to the invention is shown in FIG. 5, in the case of a crane with 5 speed ratios.
  • M is the member for measuring the orientation speed of the crane jib
  • RL and RL ⁇ are output members (relays) making it possible to act directly on the machine, for a counter-orientation towards the left (RL), and a counter-orientation towards the right (RL ⁇ ).
  • the components B1 to B5 are monostable flip-flops allowing to define the times T1 and T2. Each scale has its own train of pulses corresponding to the speed interval to which it is assigned. (B1 from V R to V2, B2 from V2 to V3 ... etc.).
  • the elements C1 to C5 are comparators making it possible to define the thresholds, initialized at the start, from which the process must be triggered.
  • the speed measuring device M permanently sends a signal V, a function of speed, to the comparators C1 to C5. As long as the limit of a slowdown zone is not reached, the zone determination device sends a signal I to the comparators C1 to C5 which blocks their output; no signal is then transmitted to the flip-flops B1 to B5 which are not activated.
  • the zone determination device detects the crossing of the limit of a slowdown zone, the signal I is no longer transmitted to the comparators which become operational.
  • the flip-flop thus activated will emit on the one hand a signal I ⁇ inhibiting the flip-flops corresponding to lower values of V, and on the other hand the train of pulses corresponding to the speed interval which is assigned to it, that is to say with determined times T1 and T2.
  • This train of pulses will act via the relay RL or RL ⁇ on the supply of the engine or engines of the machine.
  • the device works as follows:
  • the zone determination system When the crane boom approaches a prohibited area, for example by turning to the right, it rotates at a speed greater than V5. As soon as it crosses the threshold of the ZR deceleration zone, the zone determination system signals this crossing and no longer sends the signal I to the braking control device according to the invention.
  • the latter receiving the speed indication signal V from the measuring member M, its comparator C5 (corresponding to a speed greater than or equal to V5), thus activated, in turn activates the rocker B5 by a signal Z and inhibits flip-flops B1 to B4 by a signal I ⁇ .
  • the flip-flop B5 sends a pulse train of width T1 and period T2 to the relay RL which will command a counter-orientation to the left.
  • the speed of rotation of the arrow gradually falling below V5 will therefore be between V4 and v5, it is the comparator corresponding to V4 which takes over, activates the flip-flop B4 which inhibits by a signal I ⁇ the flip-flops B1 to B3 .
  • the time T1 takes a lower value and T2 a larger value. It is the same when the speed drops below V3 then V2 and V R. Arrived below this last value, in the example described, the crane can be stopped immediately without danger or remain at low speed.
  • the embodiment of the device according to the invention shown in FIG. 6 comprises only a single comparator controlled by the member for measuring the orientation speed M and by the device for determining zones.
  • the comparator C activates one or the other of the flip-flops B and B ⁇ , whose pulse train is no longer determined but varies as a function of the value of the signal V transmitted by the measuring member M.
  • the times T1 and T2 will vary according to the value of V but instead of varying in stages, they will vary gradually so that at any instantaneous speed V corresponds to a value T1 and a value T2.
  • the entrance to a prohibited zone ZI is located at an angle ⁇ 1 from the Opredetermined origin.
  • An angle ⁇ ⁇ is then determined slightly less than the angle ⁇ 1 (for example 50) from which the orientation movement must be slowed down to a stop, this must imperatively occur at the latest when the angle ⁇ 1 is reached.
  • a speed V1 is then defined beyond which the deceleration will be automatic if at the entry of the deceleration zone the orientation speed V of the arrow is greater than V1.
  • V1 has a value of around 3 ⁇ % of the nominal orientation speed.
  • the device works as follows:
  • the zone determination device continues to send the signal I to the comparator C which also receives the signal V corresponding to the orientation speed.
  • the scales B and B ⁇ are always inhibited and the crane operator continues to carry out the counter-orientation until the crane comes to a complete stop before reaching the angle ⁇ ⁇ .
  • it can only use the ratios corresponding to the speeds between V ⁇ and V4 mentioned above for this.
  • the zone determination device also limits the speed ratios of the carriage to the ratio 1 by preventing the use of the ratios 2 and 3.
  • the counter-orientation is immediately triggered and the device for determining the zones causes the orientation to stop immediately by applying the brakes which immobilize the boom before the angle ⁇ 1 is reached.
  • the system proceeds to automatic counter-orientation.
  • the zone determination device no longer sends a signal I to comparator C which immediately transmits a signal Z or Z ⁇ to flip-flop B or B ⁇ according to the sign of signal V.
  • V V AL slightly lower than V1 in order to warn the crane operator that he will exceed the speed limit. If despite this it allows the speed to increase, the system triggers, as soon as V1 is reached, the counter-orientation process until it stops. Stopping can occur for example in V2 according to FIG. 8. The restarting takes place as above until ⁇ reaches the value ⁇ ⁇ . If the speed V is not zero for this value of ⁇ , the counter-orientation is triggered up to a zero speed. The brakes automatically drop to lock the boom if the speed is zero without the counter-orientation being engaged.
  • the angle ⁇ ⁇ is determined so that the counter-orientation allows the complete stop at a point ⁇ 1 then located between ⁇ ⁇ and ⁇ 1.
  • the orientation in the opposite direction of the arrow can be carried out at high speed, (up to V5) and, when the stop has occurred between ⁇ ⁇ and ⁇ 1, the brakes are then automatically disengaged service.
  • the flip-flops B1 to B5 and B ⁇ 1 to B ⁇ 5 emit a single pulse.

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Abstract

Dispositif de commande de ralentissement automatique de la rotation de flèche et/ou de contreflèche d'engins de levage tels que des grues ainsi que de la distribution et éventuellement de la hauteur de levage de la charge commandé par un dispositif de détermination de zones, caractérisé par le fait qu'il comporte un organe détecteur de vitesse (M) d'orientation de la flèche, au moins un comparateur (C) activé par le dispositif de détermination de zones, comparant la valeur de la vitesse (V) transmise par l'organe détecteur de vitesse (M) à une valeur prédéterminée de façon à émettre un signal de commande (Z, Z') vers au moins une bascule monostable (B ou B') qui émet à son tour un train d'impulsions dont la longeur d'impulsions et la période sont fonction de la vitesse (V) mesurée et qui agit sur un organe de relais (RL, RL') afin d'intervenir sur l'alimentation du ou des moteurs de la grue dans le sens d'une contre-orientation.

Description

  • La présente invention concerne un dispositif de commande de ralentissement automatique de la rotation de flèches et/ou de contreflèches d'engins de levage.
  • Les recommandations actuelles, définies par les organismes de sécurité, imposent de procéder à un ralentissement puis à l'arrêt automatique des engins de levage quand ceux-ci sont exposés à un risque de collision entre eux, système interactif, ou avec un obstacle fixe, par exemple un batiment, ou tout simplement lorsque leur charge va atteindre, lors de son déplacement, une zone dont le survol par la charge est interdit, par exemple une cour d'école ou tout autre lieu public.
  • Tel est le cas des grues que l'on rencontre sur les chantiers de batiment et de travaux publics.
  • Les différentes zones sont déterminées in situ.
  • Dans le cas d'un obstacle A (fig. 1) matérialisé par exemple par un batiment ou par un espace interdit de survol pour la charge par un règlement, la zone interdite pour la charge sera schématiquement définie par :
    - une surface comprise entre le cercle décrit par le point d'extension maximal du chariot porte-­charge Emax, et le cercle décrit par le chariot lorsqu'il va tangenter l'espace interdit pendant la rotation et,
    - l'angle α compris entre les points où le cercle d'Emax coupe le bord de l'espace interdit.
  • Afin d'arrêter le mouvement de la flèche au plus tard à l'entrée de cette zone, on définit également une zone de ralentissement aux environs de celle-ci. Cette zone de ralentissement ZR sera définie par un angle de rotation α + 2β, β étant un angle de rotation situé de part et d'autre de l'angle α, et par le cercle décrit par le chariot à une certaine distance, déterminée par le type de grue, inférieure à celle où il va tangenter la zone interdite.
  • Dans le cas d'un système interactif, c'est-à-dire le cas où les charges de deux grues peuvent survoler une même zone, (Fig.2), on définit, afin d'éviter une collision, une zone dangereuse ZD déterminée comme précédemment pour la grue "haute", c'est-à-dire, celle dont la flèche circule dans un plan plus élevé, et, pour la grue basse, uniquement par l'angle αʹ de rotation de sa flèche ou de sa contreflèche entre les extrémités de la zone ZD. Les zones de ralentissement ZR₁ et ZR₂ sont déterminées de façon identique. Toutefois, dans ce cas, la zone ZD n'est interdite à la charge de la grue haute que lorsque la flèche ou la contreflèche de la grue basse s'y trouve déjà et à la flèche ou la contreflèche de la grue basse lorsque la charge de la grue haute s'y trouve déjà. Par contre le mouvement doit être de toute façon ralenti lorsque la charge de la grue haute ou la flèche ou la contreflèche de la grue basse pénètrent dans les zones ZR₁ ou ZR₂ respectivement, l'arrêt n'étant commandé pour une des grues que lorsque l'autre grue interfère déjà avec la zone ZD.
  • Les grues que l'on rencontre actuellement sur les chantiers sont pourvues d'un système ralentisseur intégré fonctionnant par exemple par courants de Foucault. Le ralentissement et l'arrêt éventuel de la rotation des flèches, de la distribution et du levage, sont alors commandés par un système électronique de détermination de zones comportant :
    - un capteur de position angulaire dont on a initialement positionné le "0" sur le site et qui mesure l'angle d'orientation de (rotation) de la flèche;
    - un capteur de mesure de distance du chariot distributeur (porte-charge) sur la flèche à partir du fût ou d'un point déterminé par le constructeur ;
    - un capteur de hauteur de charge indiquant la distance de la charge à la flèche ou à un point déterminé par le constructeur, en mesurant la longueur du câble déroulé.
  • Les informations obtenues par ces capteurs sont envoyées au dispositif de détermination de zones qui les traite, de préférence en analogique, pour déclencher les opérations imposées par les différentes zones (interdites, dangereuses, ralentissement).
  • Le dispositif de détermination de zones commande automatiquement le système de ralentissement de la grue lorsque l'ensemble des paramètres qu'il a reçus des capteurs et qu'il a traités lui indiquent le franchissement de la limite de la zone de freinage et l'obligation de ralentir les mouvements et éventuellement de les arrêter . Ceci fait l'objet du brevet français no 81 229ØØ. Le dispositif de détermination de zone envoie alors un signal agissant sur la tension du ralentisseur et eventuellement sur celle des systèmes d'arrêt.
  • Mais il existe sur le marché un type d'appareils sur lequel le ralentissement et l'arrêt de l'orientation sont laissés à l'initiative de l'opérateur. Ces grues comportent soit deux moteurs pour l'orientation dans chacun des deux sens, soit un seul moteur dont on inverse le sens de rotation à cet effet.
  • Dans le cas d'une grue à tour par exemple, quand les moteurs d'orientation de la flèche tournent dans un sens, la vitesse s'accélère. Le conducteur dispose d'un levier de commande lui permettant d'accélérer le mouvement (en général 1 à 5 rapports de vitesse). S'il doit freiner ce mouvement d'orientation, il doit pour celà procéder à la contre-orientation, c'est-à-dire qu'il inverse de lui-même le sens d'orientation de sa machine soit en coupant le moteur actif et en mettant en service celui qui tourne en sens contraire, soit en inversant le courant dans le moteur unique. Le dosage de cette contre-reaction est laissé à l'initiative du conducteur qui doit anticiper afin d'obtenir l'arrêt-­coupure au plus tard à la limite de zone.
  • Afin de satisfaire les recommandations en vigueur, il faut procéder à un ralentissement automatique de l'orientation, de la distribution (mouvement du chariot) et éventuellement du levage et annuler en même temps l'opération que pourrait exécuter le conducteur de l'engin contre la securité. Le système de détermination de zones connu par le brevet français no 81 229ØØ est inadaptable aux engins précités car ceux-ci ne comportent pas de système de freinage indépendant intégré pouvant être automatiquement commandé. D'autre part, il n'existe pas sur le marché de dispositifs permettant de résoudre ce problème.
  • Le but de l'invention est dont de permettre le ralentissement et l'arrêt automatique des engins lorsque la sécurité l'exige en adaptant le système de détermination de zones connu aux engins non pourvu d'un freinage auxiliaire réagissant à son signal de commande.
  • Ce but est atteint selon l'invention en ce que l'on commande directement le ou les moteurs d'entraînement de la grue en ajoutant aux paramètres utilisés dans le système de commande, indications angulaires et indications de distance, un paramètre supplémentaire qui est la vitesse d'orientation de la flèche.
  • L'acquisition de la valeur de la vitesse peut être obtenue par un tachymètre, un servomoteur à courant continu ou tout autre moyen.
  • La mesure effectuée est donc fonction de la vitesse d'orientation de l'engin (la flèche d'une grue par exemple) et permet de définir tout d'abord le sens de rotation. Le freinage de la rotation se fait alors par impulsions commandant le moteur en contre-orientation.
  • L'invention sera mieux comprise au moyen de la description ci-après d'un exemple de réalisation en se reportant au dessin annexé sur lequel on voit :
    • Figure 1 : un schéma représentant les zones interdites et de ralentissement dans le cas d'un obstacle ou d'un lieu interdit de survol ;
    • Figure 2 : un schéma représentant les zones dangereuses et de ralentissement dans le cas d'un système interactif ;
    • Figure 3 : la forme du signal de mesure linéaire, dans l'exemple, en fonction de la vitesse mesurée ;
    • Figure 4 : le signal de commande sous la forme d'un train d'impulsions ;
    • Figure 5 : un schéma d'une première forme de réalisation du dispositif selon l'invention,
    • Figure 6 : un schéma d'une seconde forme de réalisation du dispositif selon l'invention.
    • Les figures 7 et 8 illustrent schématiquement une troisième forme de réalisation de l'invention.
  • La mesure de la vitesse permet de déterminer dans quel sens la machine est orientée, soit à droite, soit à gauche.
  • La figure 3 nous montre le signal de mesure fonction de la vitesse d'orientation de la flèche d'une grue. Par convention, le signal positif (croissant) correspond à une rotation vers la droite et le signal négatif (décroissant) correspond à une rotation vers la gauche. La tension augmente ou diminue en fonction de la vitesse d'orientation.
  • Sur la figure 3 les valeurs VØ, V₁, V₂...VX correspondent aux vitesses à partir desquelles le conducteur passe au rapport supérieur pour accélérer le mouvement c'est-à-dire, premier rapport de VØ à V₁, deuxième rapport de V₁ à V₂, etc.
  • Lorsque le système de détermination de zones lui indique le franchissement de la limite d'une zone de ralentissement, le dispositif selon l'invention, qui reçoit le signal de mesure de la vitesse d'orientation de la flèche, émet un signal de sortie formé par un train d'impulsions vers le ou les moteurs d'entraînement, permettant de réaliser la contre-­orientation, et d'obtenir le freinage et éventuellement l'arrêt. La largeur T₁ de chaque impulsion va déterminer un temps d'activation du freinage et la période T₂ le temps au bout duquel le freinage est à nouveau activé. L'ensemble du train d'impulsions ainsi formé correspondant au temps de freinage total.
  • En effet, on ne peut pas sans danger arrêter brutalement la rotation lorsque la vitesse est supérieure à une certaine valeur. L'amplitude des impulsions est constante et le freinage se fait par accoups de durée T₁.
  • Entre les valeurs VØ et V₁, on définit une vitesse VR au dessus de laquelle il faudra procéder au ralentissement.
  • Entre les valeurs VØ et VR (fig.3), la vitesse est faible et la flèche peut être arrêtée. A partir de VR on va devoir procéder à la contre-orientation, donc à un ralentissement progressif. éventuellement jusqu'à l'arrêt.
  • Selon l'invention, la durée d'impulsion T₁ et la période de répétition T₂ vont être modulées en fonction de la vitesse d'orientation.
  • Entre VØ et VR, T₁= 0 et T₂ est théoriquement infinie.
  • De VR à V₂, T₁ et T₂ vont avoir une certaine valeur.
  • De V₂ à V₃, T₁ va augmenter et T₂ diminuer, et ainsi de suite jusqu'à VX. Lorsque la vitesse de rotation tombe à VR, et au dessous de cette valeur, la flèche va être stoppée (zone interdite) ou tourner en ralenti (zone dangereuse).
  • Plus la vitesse d'orientation est élevée, plus le temps T₁ est long et le temps T₂ est court. Dés que la vitesse décroit par suite du freinage, le temps T₁ est réduit et T₂ augmente. Ceci se reproduit par paliers jusqu'à ce que VR soit atteinte. A ce moment, la vitesse est réduite à une valeur telle que la petite vitesse est maintenue ou bien que l'arrêt de la machine est automatiquement imposé, dans les conditions conformes aux données du constructeur.
  • Le dispositif destiné à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention est représenté à la figure 5, dans le cas d'une grue à 5 rapports de vitesse.
  • Sur la figure 5, M est l'organe de mesure de la vitesse d'orientation de la flèche de grue, RL et RLʹ sont des organes de sortie (relais) permettant d'agir directement sur la machine, pour une contre-orientation vers la gauche (RL), et une contre-orientation vers la droite (RLʹ). Les composants B₁ à B₅ sont des bascules monostables permettant de définir les temps T₁ et T₂. Chaque bascule possède son propre train d'impulsions correspondant à l'intervalle de vitesse auquel elle est attribuée. (B₁ de VR à V₂, B₂ de V₂ à V₃...etc.). Les éléments C₁ à C₅ sont des comparateurs permettant de définir les seuils, initialisés au départ, à partir desquels le processus doit être déclenché.
  • L'organe de mesure de vitesse M envoie en permanence un signal V, fonction de la vitesse, aux comparateurs C₁ à C₅. Tant que la limite d'une zone de ralentissement n'est pas atteinte, le dispositif de déterminations de zones envoie un signal I aux comparateurs C₁ à C₅ qui bloque leur sortie ; aucun signal n'est alors transmis aux bascules B₁ à B₅ qui ne sont pas activées.
  • Dès que le dispositif de détermination de zones détecte le franchissement de la limite d'une zone de ralentissement, le signal I n'est plus transmis aux comparateurs qui deviennent opérationnels.
  • En fonction de la valeur du signal V envoyé aux comparateurs par l'organe de mesure de vitesse M le comparateur correspondant à cette valeur émet un signal Z, ou Zʹ, en fonction du signe de V, qui est envoyé à l'une des deux bascules Bn ou Bʹn, (n = 1 à 5) correspondant aux comparateurs, c'est-à-dire à la bascule Bn lorsque V est positif (orientation vers la droite) pour obtenir une contre-orientation à gauche ou à la bascule Bʹn lorsque V est négatif (orientation vers la gauche) pour obtenir une contre-orientation vers la droite. La bascule ainsi activée va émettre d'une part un signal Iʹ inhibant les bascules correspondant à des valeurs inférieures de V, et d'autre part le train d'impulsions correspondant à l'intervalle de vitesse qui lui est affecté, c'est-à-­dire avec des temps T₁ et T₂ déterminés. Ce train d'impulsions va agir par l'intermérdiaire du relais RL ou RLʹ sur l'alimentation du ou des moteurs de l'engin.
  • Le dispositif fonctionne comme suit :
  • Lorsque la flèche de la grue approche d'une zone interdite, en tournant vers la droite par exemple, elle tourne à la vitesse supérieure à V₅. Dés qu'elle franchit le seuil de la zone de ralentissement ZR, le système de détermination de zone signale ce franchissement et n'envoie plus le signal I au dispositif de commande de freinage selon l'invention. Celui-ci recevant le signal d'indication de vitesse V de l'organe de mesure M, son comparateur C₅ (correspondant à une vitesse supérieure ou égale à V₅), ainsi activé, active à son tour la bascule B₅ par un signal Z et inhibe les bascules B₁ à B₄ par un signal Iʹ. La bascule B₅ envoie un train d'impulsions de largeur T₁ et de période T₂ au relais RL qui va commander une contre-orientation à gauche. La vitesse de rotation de la flèche tombant progressivement au dessous de V₅ va donc se trouver entre V₄ et v₅, c'est le comparateur correspondant à V₄ qui prend le relais, active la bascule B₄ qui inhibe par un signal Iʹ les bascules B₁ à B₃. Le temps T₁ prend une valeur plus faible et T₂ une valeur plus grande. Il en est de même lorsque la vitesse passe au dessous de V₃ puis de V₂ et de VR. Arrivé au dessous de cette dernière valeur, dans l'exemple décrit, la grue peut être stoppée immédiatement sans danger ou rester en petite vitesse. La forme de réalisation du dispositif selon l'invention représentée à la figure 6 ne comporte qu'un seul comparateur commandé par l'organe de mesure de la vitesse d'orientation M et par le dispositif de détermination de zones.
  • Dans cet exemple de réalisation, le comparateur C, dès l'interruption du signal I, active l'une ou l'autre des bascules B et Bʹ, dont le train d'impulsions n'est plus déterminé mais varie en fonction de la valeur du signal V transmis par l'organe de mesure M. Comme dans l'exemple précédent, les temps T₁ et T₂ vont varier en fonction de la valeur de V mais au lieu de varier par paliers, ils vont varier progressivement de sorte qu'à toute vitesse instantanée V correspond une valeur T₁ et une valeur T₂.
  • L'exemple de réalisation schématiquement illustré par les figures 7 et 8 reprend le principe de fonctionnement de l'exemple précédent comme représenté sur la figure 6. Toutefois, dans ce cas, les bascules B et Bʹ ne délivrent plus des trains d'impulsions dont les valeurs de T₁ et T₂ sont déterminées en fonction de la vitesse d'orientation mais une impulsion unique qui ne disparaît que lorsque la vitesse est égale à 0. T₂ est alors toujours nulle.
  • Comme on le voit sur la figure 7, l'entrée d'une zone interdite ZI est située à un angle α₁ de l'origine Oprédéterminée. On détermine alors un angle αø légèrement inférieur à l'angle α₁ (par exemple 5⁰) à partir duquel le mouvement d'orientation doit être ralenti jusqu'à l'arrêt, celui-ci devant se produire impérativement au plus tard lorsque l'angle α₁ est atteint. On détermine également un angle βø correspondant à l'entrée dans la zone de ralentissement à partir duquel on va devoir ralentir l'orientation jusqu'à l'arrêt entre αø et α₁. On définit ensuite une vitesse V₁ au délà de laquelle le ralentissement sera automatique si à l'entrée de la zone de ralentissement la vitesse d'orientation V de la flèche est supérieure à V₁. De préférence, V₁ a une valeur d'environ 3Ø % de la vitesse nominale d'orientation.
  • Le dispositif fonctionne comme suit :
  • Lorsque la flèche s'approche de la zone de ralentissement qui commence en βø, le grutier actionne le manipulateur pour procéder à la contre-orientation. La flèche pénètre alors dans la zone de ralentissement avec une vitesse V.
  • Si cette vitesse V est inférieure à la vitesse V₁, le dispositif de détermination de zone continue à envoyer le signal I au comparateur C qui reçoit également le signal V correspondant à la vitesse d'orientation. Les bascules B et Bʹ sont toujours inhibées et le grutier continue à procéder à la contre-orientation jusqu'à l'arrêt total de la grue avant d'atteindre l'angle αø. Mais il ne peut pour cela utiliser que les rapports correspondant aux vitesses comprises entre Vø et V₄ cités plus haut.
  • Le dispositif de détermination de zones limite également les rapports de vitesse du chariot au rapport 1 en empêchant l'usage des rapports 2 et 3.
  • Si, lorsque l'angle αø est atteint avec encore une vitesse V non nulle, la contre-orientation est immédiatement déclenchée et le dispositif de détermination de zones provoque l'arrêt immédiat de l'orientation en faisant retomber les freins qui immobilisent la flèche avant que l'angle α₁ ne soit atteint.
  • Dans le cas où la vitesse d'orientation V est supérieure à V₁ lorsque la flèche pénètre dans la zone de ralentissement, c'est-à-dire lorsque l'angle d'orientation ϑ de la flèche est égal à βø, le système procède à la contre-orientation automatique. Le dispositif de détermination de zones n'envoie plus de signal I au comparateur C qui transmet immédiatement un signal Z ou Zʹ à la bascule B ou Bʹ selon le signe du signal V. La contre-orientation est déclenchée par le relais RL ou RLʹ jusqu'à l'arrêt complet de la flèche par exemple avec un angle ϑ = β₁. Si le manipulateur est toujours enclenché dans le sens du danger lorsque V atteint la valeur 0, le grutier ne peut plus redémarrer l'orientation vers la zone ZI. Lorsqu'il a ramené le manipulateur au neutre, il peut redémarrer l'orientation car le dispositif de sélection de zone envoie à nouveau le signal I au comparateur C qui ne transmet plus le signal Z à la bascule, et la contre-­orientation est coupée. Toutefois, il ne peut plus utiliser les rapports correspondant aux vitesses V₃ à V₅ dans le sens du danger (ou V₄ à V₅ selon le type de machine). Il ne peut plus faire fonctionner le chariot qu'en vitesse 1. Il peut, par contre, utiliser ces rapports pour accentuer la contre-orientation afin d'obtenir un angle ϑ inférieur ou égal à β₁ à l'arrêt. Après le redémarrage, si la vitesse V reste inférieure à V₁, le grutier va pouvoir poursuivre l'orientation jusqu'à ce que ϑ = αø. Si par contre V s'approche de V₁, un signal d'alarme est déclenché pour une vitesse V = VAL légèrement inférieure à V₁ afin de prévenir le grutier qu'il va dépasser la vitesse limite. Si malgré celà il laisse la vitesse augmenter, le système déclenche, dès que V₁ est atteinte, le processus de contre-orientation jusqu'à l'arrêt. L'arrêt peut se produire par exemple en V₂ selon la figure 8. Le redémarrage s'effectue comme précédemment jusqu'à ce que ϑ atteigne la valeur αø. Si la vitesse V n'est pas nulle pour cette valeur de ϑ, la contre-orientation est déclenchée jusqu'à une vitesse nulle. Les freins tombent automatiquement pour bloquer la flèche si la vitesse est nulle sans que la contre-orientation ne soit enclenchée.
  • Pour le cas limite où la vitesse à l'entrée de la zone de ralentissement serait maximale, l'angle βø est déterminé de façon que la contre-orientation permette l'arrêt complet en un point β₁ situé alors entre αø et α₁.
  • Dans tous les cas l'orientation en sens inverse de la flèche peut s'effectuer à grande vitesse, (jusqu'à V₅) et, lorsque l'arrêt s'est produit entre αø et α₁, les freins sont alors automatiquement mis hors service.
  • On peut appliquer le même processus de fonctionnement au mode de réalisation du dispositif selon la figure 5. Dans ce cas, les bascules B₁ à B₅ et Bʹ₁ à Bʹ₅ émettent une impulsion unique.
  • Mais alors, les impulsions de chaque bascule sont arrêtées pour les valeurs de vitessses qui provoquent, par les comparateurs C₁ à C₅, le changement de bascule. L'impulsion de la bascule B₁ (ou Bʹ₁) étant bien sûr arrêtée lorsque V = 0. L'intervalle de temps entre la mise hors service d'une bascule et la mise hors service de la bascule suivante est assez faible pour qu'on puisse considérer que l'on est en présence d'une impulsion unique entre l'instant où B₅ (par exemple) est activée et celui où B₁ est désactiver.
  • On peut envisager d'autres formes de fonctionnement du dispositif selon l'invention. Par exemple, au lieu de fixer au départ une zone de ralentissement, on peut concevoir un dispositif dans lequel la longueur de la zone de ralentissement sera fonction de la vitesse. Ainsi, la distance angulaire à la limite de zone interdite, pourrait être intégrée avec la vitesse de rotation de celui-ci pour déterminer le moment où l'on commande le ralentissement.
  • D'autres formes et variantes du dispositif décrit peuvent être utilisées sans pour celà sortir du cadre de l'invention.

Claims (11)

1. - Procédé de ralentissement et d'arrêt automatique de l'orientation, de la distribution et éventuellement du levage d'engins de chantiers tels que des grues, non pourvus de ralentisseurs auxiliaires, et comportant la mesure de l'angle d'orientation , de la longueur de distribution du chariot et éventuellement de la hauteur de levage, ainsi que la comparaison des valeurs mesurées avec des valeurs prédéterminées dépendant des limites de zones interdites de survol de la charge, ou dangereuse, afin de déterminer le moment où le mouvement de l'engin doit être ralenti avant d'être éventuellement stoppé, caractérisé par le fait que l'on mesure la vitesse angulaire (V) d'orientation de l'engin et que l'on utilise la valeur de cette mesure afin de déterminer l'intensité du freinage par contre-­orientation, un signal de commande de ralentissement étant envoyé à un relais afin d'agir sur le ou les moteurs de l'engin soit pour provoquer son arrêt avant la limite de zone interdite de survol par la charge ou par la flèche, soit pour lui imposer une vitesse réduite pendant la traversée d'une zone dangereuse.
2. - Procédé de ralentissement et d'arrêt automatique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le signal de commande de ralentissement envoyé au relais commandant l'alimentation du ou de moteurs de l'engin est formé par un train d'impulsions de longueur (T₁) et de période (T₂) variables.
3. - Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'une longueur déterminée (T₁) de l'impulsion de freinage et une période déterminée (T₂) du train d'impulsions correspondent à un intervalle de vitesse d'orientation donné de la flèche.
4. - Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'une largeur déterminée de l'impulsion de freinage et une période déterminée du train d'impulsions correspondent à une vitesse donnée de la flèche.
5. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal de commande de ralentissement envoyé au relais commandant l'alimentation du ou des moteurs de l'engin est formé par une impulsion dont la durée est déterminée par l'instant où l'angle et la vitesse d'orientation atteignent simultanément une valeur prescrite pour chacun et celui où la vitesse est nulle.
6. - Dispositif de commande de ralentissement automatique de la rotation de flèche et/ou de contreflèche d'engins de levage tels que des grues ainsi que de la distribution et éventuellement de la hauteur de levage de la charge commandé par un dispositif de détermination de zones, caractérisé par le fait qu'il comporte un organe détecteur de vitesse (M) d'orientation de la flèche, au moins un comparateur (C) activé par le dispositif de détermination de zones, comparant la valeur de la vitesse (V) transmise par l'organe détecteur de vitesse (M) à une valeur prédéterminée de façon à émettre un signal de commande (Z, Zʹ) vers au moins une bascule monostable (B ou Bʹ) qui émet à son tour au moins une impulsion dont la durée est fonction de la vitesse (V) mesurée et qui agit sur un organe de relais (RL, RLʹ) afin d'intervenir sur l'alimentation du ou des moteurs de la grue dans le sens d'une contre-orientation.
7. - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la ou les bascules monostables (B, Bʹ ; B₁ à B₅ ; Bʹ₁ à Bʹ₅) émettent un train d'impulsions dont la largeur d'impulsion et la période sont fonction de la vitesse (V) mesurée
8. - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu'il comporte plusieurs comparateurs (C₁ à ₅) correspondant à des intervalles de vitesse déterminés, chaque comparateur (C₁ à ₅) commandant une bascule monostable (B₁ à ₅, Bʹ₁ à ₅) pour chaque sens de rotation, la bascule commandée emettant en outre un signal (Iʹ) d'inhibition des bascules correspondant à des vitesses de rotation plus faibles (B₄ à ₁ ; Bʹ₄ à ₁).
9. - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la ou les bascules (B₁ à B₅ ; Bʹ₁ à Bʹ₅), émettent à tour de rôle une impulsion dont la durée est déterminée pour la première bascule déclenchée, par l'instant où l'angle et la vitesse d'orientation atteignent une valeur prescrite pour chacun d'eux et celui où la bascule suivante prend le relais, pour la dernière bascule déclenchée, par le moment où elle entre en service et celui où la vitesse est annulée et, pour les bascules intermédiaires, par leur temps de fonctionnement correspondant aux intervalles de vitesse de fonctionnement prévus.
1Ø. - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il comporte un seul comparateur (C) commandant une bascule monostable (B,Bʹ) pour chaque sens de rotation de la flèche, la bascule (B ou Bʹ) activée emettant un train d'impulsions déterminé par une valeur (V) prescrite du signal qu'elle reçoit de l'organe détecteur de vitesse.
11. - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que la ou les bascules (B, Bʹ) émettent une impulsion dont la durée est déterminée par l'instant où l'angle et la vitesse d'orientation atteignent simultanément une valeur prescrite pour chacun et celui ou la vitesse est nulle.
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