EP1153877B1 - Procédé et dispositif pour la simulation de charges sur des appareils de levage - Google Patents

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EP1153877B1
EP1153877B1 EP01420095A EP01420095A EP1153877B1 EP 1153877 B1 EP1153877 B1 EP 1153877B1 EP 01420095 A EP01420095 A EP 01420095A EP 01420095 A EP01420095 A EP 01420095A EP 1153877 B1 EP1153877 B1 EP 1153877B1
Authority
EP
European Patent Office
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balance
load
lifting
value
setting
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP01420095A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP1153877A1 (fr
Inventor
M. Frédéric Dubois
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Manitowoc Crane Group France SAS
Original Assignee
Potain SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Potain SA filed Critical Potain SA
Publication of EP1153877A1 publication Critical patent/EP1153877A1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/88Safety gear
    • B66C23/90Devices for indicating or limiting lifting moment

Definitions

  • the present invention relates to a method for the simulation of loads on hoisting equipment, in particular on tower cranes, in view of the adjustment of the load limiters of the hoist.
  • This The invention also relates to a device for implementing said method.
  • the invention applies to any lifting device equipped with a mechanism for winch hoist, the electric motor of which is controlled by a drive speed ensuring a regulation of the engine torque.
  • the purpose of the force limiters is to limit the forces due to the load suspended from the lifting hook, and applied to the structure of the crane, to acceptable values for which this crane is calculated and built.
  • a 10% safety margin is usually provided for take into account the accuracy of effort measurement systems, as well as that dynamic increases due to accelerations in lifting.
  • the order of the adjustment operations of the force limiters is established to ensure that the personnel performing the adjustments, as well as the material, against any possible wrong maneuver. Thus, we perform the adjustment of the moment limiters before that of the load limiters.
  • the load limiters are set at the start of the crane, at every change of configuration of the crane and also, generally, at least once a year as a periodic check.
  • EP 0866022 A gives an example of a method and test device, for tower crane, with use of a suspended load
  • this document does not detail the security settings.
  • the use of real charges is also recalled in the document DE 3644451 A ( Figure 1).
  • US 4509377 discloses a method for testing a hoisting apparatus such as crane or traveling crane, already providing for the use of a load cell mounted between the lifting hook and floor ; however, the process described in this document only serves to perform a load test, and it is not intended for a setting of the load and moment limitation.
  • US 4643031 discloses a test method for lifting apparatus such as bridges or gantry cranes, using a load cell mounted between the lifting hook and a structure secured to the hoisting apparatus, and also using a jack hydraulic system to simulate a load.
  • DE 2140779 A describes a method and a device for determining the limit loads, on cranes with a telescopic boom, again using a load cell associated with a hydraulic cylinder.
  • the document DE 3341414 describes a device for controlling overload safety devices, located between the lifting hook and a fixed point anchored to the ground, possibly replaceable by a mass of high value. These measures is not a peson giving a measure of effort but a mechanism to pin that is sheared beyond a certain value of tensile stress. Such a system does not provide convenient adjustment modes, such as those of the present invention.
  • the present invention aims to to overcome the need for real calibrated loads and / or cylinders hydraulics to adjust the load limiters on cranes in turn, and therefore to limit the handling of such loads, as well as the duration and cost of these adjustments, these being thus made particularly easy, while also allowing the adjustment of the moment limiters.
  • the peson is attached at one of its ends to a fixed point anchored to the ground or is moored, by this end, to the structure of the crane.
  • the scale is hooked, by one of its ends, to a free mass of a value greater than that of the maximum load at measure, so that this mass realizes the equivalent of a fixed point.
  • the other end of the scale is hooked to the lifting hook of the crane.
  • the method according to the invention may comprise the use of a direct reading scale, that is to say, a scale comprising on itself a means of displaying the tensile force exerted on this scale.
  • a direct reading scale that is to say, a scale comprising on itself a means of displaying the tensile force exerted on this scale.
  • an operator must be present near the load cell to read the displayed effort values and transmit them to another operator to make the adjustment, usually posted on the structure of the crane, especially at the level of the electrical control cabinet of the mechanism lifting.
  • the method which is the subject of the invention involves the use of a remote reading scale, that is to say a scale with means for remotely transmitting the tensile force values measured values, to a display box of the measured values which preference is placed within the immediate reach of the operator responsible for adjustment.
  • a remote reading scale that is to say a scale with means for remotely transmitting the tensile force values measured values, to a display box of the measured values which preference is placed within the immediate reach of the operator responsible for adjustment.
  • Loads suspended from the lifting hook transmit a Traction force proportional to the load, in the rope of the lifting cable from the drum of the hoist winch. This effort is transmitted to pulleys over which the cable passes, or drum.
  • the device measurement of effort is therefore located either at the level of the drum, which constitutes thus a weighing drum, either at the level of a cable pulley, which then constitutes a weighing pulley; this measuring device has a mechanical amplifier, which controls the limiters of charge.
  • these settings are, preferably, within reach minimum, that is to say with the axis of the lifting hook located closest to the base of the crane, and preferably also (in the case of number of strands modifiable for the hoisting rope) in hauling two strands, for which the forces due to acceleration are greater than in four-legged hauls or more.
  • the full setting still includes a setting of limit switches of the maximum load moment, and here it is recalled that the moment of the load is the product of the rolling load (trolley + mitt + hook + payload) by the distance between the point of origin of the constant moment, depending on the type of crane, and the axis of the hook.
  • Adjustment limit switches of the maximum load moment can theoretically for any load between the load maximum and the point load of the crane boom, within reach nominal value corresponding to this load, read on the load diagram. To make this adjustment, you can use the measurement process of a load using the load cell, as defined above.
  • the necessary device essentially comprises a load cell (direct reading or remote), used in combination with engine torque and cruise control, integrated or associated with the variable speed drive that drives the electric motor operating the winch hoist crane, with display means a process of adjustment of the load limiters, the load cell being designed to be mounted between lifting hook and a fixed point, the assembly making it possible to simulate a charge by generating a torque in the electric motor, while measuring the value of this load.
  • the display means include a keypad for displaying the "setting" mode by a code, for displaying a motor torque setpoint and, possibly for the control of the lifting movement in the direction from the ascent and descent.
  • Figure 1 shows a tower crane, with its base 1, its mast 2 and its dispensing arrow 3, along which moves a carriage 4.
  • the crane ensures the lifting of loads by means of a hook 5, linked to a muffle 6, and a hoisting rope 7 which forms at least two strands under the trolley 4, one of the strands of the cable 7 winding on the drum of a hoist winch 8.
  • the hoisting winch 8 is schematized, with its drum 9 driven in rotation from an electric motor 10, by through a gearbox 11.
  • the electric motor 10 is driven by a variable speed drive 12, which receives at an input a speed reference 13, provided by a control lever 14 of the "combiner" type.
  • a speed sensor 15, associated with the electric motor 10, supplies another input of the drive 12 with a speed feedback signal 16, and a subtractor 17 determines at all times the difference between the reference of speed 13 and the actual instantaneous speed, given by the return signal 16.
  • the electric motor 10 is driven via a regulation stage 18, and a power stage 19.
  • a torque limiting member 20 also acts on the stage of 18.
  • the member 20 comprises a control keyboard 21, and a display 22 indicating a code or a numerical value.
  • the device comprises a load cell 23, which in the example illustrated is a direct reading scale, that is to say that has, directly placed on it, a display 24 indicating the value of a tensile force F measured by this load cell 23.
  • the scale 23 is a remote reading scale, the measured value by this scale displayed on a remote box, within sight of the operator responsible for making the adjustment, that operator being posted at near hoist winch 8.
  • the load cell 23 is hooked, by its end upper 25, to the lifting hook 5.
  • the other end 26, or end bottom of the load cell 23 is fixed at a fixed point 27, anchored in the ground 28; in a variant not shown, this lower end 26 of the load cell 23 is attached to a free mass, but whose weight is greater than the effort to apply, so that this mass will not be raised and will constitute the equivalent of a fixed anchor point.
  • the adjustment process is initiated by displaying an access code, authorizing the takeover of the limitation of the torque delivered by the electric motor 10, and by validating the access code using the control keyboard 21 of the limiting device 20.
  • the adjustment process itself includes, in particular, the display operation on the display 22 of a limitation instruction of the torque of the electric motor 10, such as the control of this motor 10 with the pair thus determined simulates a load, in that the load 23 is subjected to a tensile force F corresponding to this pair.
  • the value of the tensile force F, indicated by the display 24 of the load cell 23, can then be read, and from there the adjustment process can be continued (according to the general description already given above).
  • This process can be controlled, with respect to the movement of lifting in the direction of ascent and descent, using the lever of existing order 14; in an advantageous variant, the control of the lifting movement in the direction of ascent and descent is provided by the control keyboard 21, which allows a command centralized for the entire adjustment process.

Description

La présente invention concerne un procédé pour la simulation de charges sur des appareils de levage, en particulier sur des grues à tour, en vue du réglage des limiteurs d'efforts de l'appareil de levage. Cette invention vise aussi un dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé. L'invention s'applique à tout appareil de levage équipé d'un mécanisme de levage à treuil, dont le moteur électrique est piloté par un variateur de vitesse assurant une régulation du couple moteur.
Les procédures classiques de réglage des limiteurs d'efforts d'un appareil de levage tel que grue à tour utilisent des charges réelles, étalonnées, comme source de l'effort, le réglage s'effectuant dans le contexte suivant (en considérant une grue à tour) :
Les limiteurs d'efforts ont pour rôle de limiter les efforts dus à la charge suspendue au crochet de levage, et appliqués à la structure de la grue, à des valeurs acceptables pour lesquelles cette grue est calculée et construite. Une marge de sécurité de 10% est habituellement prévue, pour prendre en compte la précision des systèmes de mesure de l'effort, ainsi que les majorations dynamiques dues aux accélérations en levage.
L'ordre des opérations de réglage des limiteurs d'efforts est établi de façon à garantir le personnel qui effectue les réglages, ainsi que le matériel, contre toute fausse manoeuvre éventuelle. Ainsi, on effectue le réglage des limiteurs de moment avant celui des limiteurs de charge.
Les limiteurs de charge sont réglés à la mise en route de la grue, à chaque changement de configuration de la grue et aussi, généralement, au minimum une fois par an à titre de contrôle périodique.
Le principe de réglage classique, avec un dispositif à capteurs mécaniques, est le suivant :
On supposera ici, à titre d'exemple illustratif, qu'il s'agit de régler le limiteur de charge maximale d'une grue à tour, la charge maximale admissible étant de 10 tonnes. Une charge étalonnée de 10 tonnes est suspendue au crochet de la grue, et on amène le dispositif de réglage du limiteur à la limite de la coupure. On commande alors le levage de cette charge à la vitesse nominale prévue et, si le levage ne s'effectue pas, on retouche le réglage pour rendre le levage possible.
Ensuite, on descend la charge et on lui ajoute une charge additive de 10%, soit une tonne dans l'exemple considéré. On vérifie que le mouvement de levage de cette charge augmentée (égale ici à 11 tonnes) est impossible, sinon on retouche le réglage pour provoquer la coupure.
Finalement, on vérifie que le levage de la charge nominale de 10 tonnes reste possible.
Le document EP 0866022 A donne un exemple d'un procédé et dispositif de test, pour grue à tour, avec utilisation d'une charge suspendue réelle, ce document ne détaillant toutefois pas les réglages de sécurité. L'utilisation de charges réelles est aussi rappelée dans le document DE 3644451 A (figure 1).
On connaít aussi des procédures de réglage avec dispositif à capteurs électroniques. Avec de tels dispositifs, on réalise un étalonnage avec une charge quelconque de valeur adaptée à l'échelle des charges de la grue, mais non imposée. Les autres charges et le moment résultant de chaque charge sont automatiquement calculés par un calculateur électronique. Malgré l'utilisation de moyens électroniques, ce procédé conserve l'inconvénient de nécessiter au moins une charge réelle étalonnée.
Au-delà de ces procédés classiques, il existe des techniques dites de "simulation de charges", permettant d'effectuer des réglages sans nécessité de charges étalonnées réelles.
Ainsi, dans le domaine des grues à tour, il a été déjà proposé un dispositif de simulation de charges à l'aide d'une moto-pompe et d'un vérin hydraulique. Le vérin est monté au niveau de l'amplificateur mécanique des limiteurs de charges, afin d'exercer une traction sur celui-ci. On simule la charge à l'aide d'une pression hydraulique délivrée par la moto-pompe et donnée par un tableau de correspondance "pression-charge". Ce dispositif ne permet pas de simuler un moment dû à une charge, puisqu'il est situé au niveau du capteur mécanique des limiteurs de charges. Le document précité DE 3644451 A (figure 2) montre aussi l'utilisation de vérins hydrauliques, pour un système de simulation de charges appliqué à un appareil de levage, du genre pont roulant.
Par ailleurs, il est connu d'utiliser des pesons pour procéder au test d'appareils de levage. Ainsi, le document US 4509377 décrit un procédé pour le test d'un appareil de levage tel que grue ou pont roulant, prévoyant déjà l'utilisation d'un peson monté entre le crochet de levage et le sol ; toutefois, le procédé décrit dans ce document sert uniquement à effectuer un test de charge, et il n'est pas destiné à un réglage de la limitation de charge et de moment. Le document US 4643031 décrit un procédé de test d'appareils de levage tels que ponts ou portiques roulants, utilisant un peson monté entre le crochet de levage et une structure solidarisée avec l'appareil de levage, et mettant aussi en oeuvre un vérin hydraulique pour simuler une charge. Le document DE 2140779 A décrit un procédé et un dispositif pour la détermination des charges limites, sur des grues à flèche télescopique, en utilisant là aussi un peson associé à un vérin hydraulique.
Enfin, dans le domaine spécifique des grues à tour, le document DE 3341414 décrit un dispositif de contrôle des sécurités de surcharge, situé entre le crochet de levage et un point fixe ancré au sol, éventuellement remplaçable par une masse de valeur élevée. Ce dispositif n'est pas un peson donnant une mesure d'effort, mais un mécanisme à goupille qui est cisaillée au-delà d'une certaine valeur de l'effort de traction. Un tel système ne procure pas des modes de réglage commodes, tels que ceux de la présente invention.
Face à cet état de la technique, la présente invention a pour but de s'affranchir du besoin de charges étalonnées réelles et/ou de vérins hydrauliques pour effectuer les réglages des limiteurs d'efforts sur les grues à tour, et donc de limiter les manutentions de telles charges, ainsi que la durée et le coût de ces réglages, ceux-ci étant ainsi rendus particulièrement aisés, tout en permettant aussi le réglage des limiteurs de moment.
A cet effet, l'invention a essentiellement pour objet un procédé pour la simulation de charges sur des appareils de levage, en particulier sur des grues à tour, lequel procédé consiste :
  • à monter un peson entre le crochet de levage et un point fixe,
  • à placer le mécanisme de levage, à régulation du couple moteur, sur un mode "réglage",
  • à afficher des consignes de limitation du couple moteur, commander la fonction de levage, par la commande du moteur électrique du treuil, dans le sens de la montée, et lire les valeurs d'effort de traction fournies par le peson.
Selon un mode de mise en oeuvre du procédé de l'invention, le peson est fixé, à l'une de ses extrémités, en un point fixe ancré au sol ou est amarré, par cette extrémité, à la structure de la grue. Dans une variante de mise en oeuvre, le peson est accroché, par l'une de ses extrémités, à une masse libre d'une valeur supérieure à celle de la charge maximale à mesurer, de sorte que cette masse réalise l'équivalent d'un point fixe. Dans tous les cas, l'autre extrémité du peson est accrochée au crochet de levage de la grue.
Le procédé selon l'invention peut comporter l'utilisation d'un peson à lecture directe, c'est-à-dire un peson comportant sur lui-même un moyen d'affichage de l'effort de traction qui s'exerce sur ce peson. Dans ce cas, un opérateur doit être présent à proximité du peson, pour lire les valeurs d'effort affichées et les transmettre à un autre opérateur chargé d'effectuer le réglage, généralement posté sur la structure de la grue, notamment au niveau de l'armoire électrique de commande du mécanisme de levage.
Dans une variante avantageuse, le procédé objet de l'invention comporte l'utilisation d'un peson à lecture déportée, c'est-à-dire un peson avec moyens de transmission à distance des valeurs d'effort de traction mesurées, vers un boítier d'affichage des valeurs mesurées qui de préférence est placé à portée immédiate de l'opérateur chargé d'effectuer le réglage. Cette variante ne nécessite donc plus la présence d'un deuxième opérateur pour la lecture de la mesure donnée par le peson, et elle évite aussi toute erreur de communication entre deux opérateurs.
Plus particulièrement, le peson à lecture directe ou à lecture déportée étant en place, et le mécanisme de levage ayant été commuté sur le mode "réglage", par exemple par affichage et validation d'un code d'accès sur le clavier de commande du variateur de vitesse qui pilote le moteur actionnant le treuil de levage, le processus de réglage de la limitation d'une charge consiste, pour mesurer la charge :
  • à afficher une consigne de limitation du couple moteur, par exemple sous forme de pourcentage du couple nominal, légèrement inférieure à celle du tableau de charges de la grue (par exemple : 90%),
  • à commander la fonction de levage, dans le sens de la montée, jusqu'à immobilisation du treuil, le peson étant alors soumis à une force de traction correspondant à la consigne de limitation du couple précédemment affichée,
  • à lire la valeur d'effort fournie par le peson (par exemple : 5,1 tonnes),
  • à augmenter la consigne de limitation de couple jusqu'à obtenir, au niveau du peson, la valeur correcte donnée par le tableau de charges (par exemple : 5,2 à 5,3 tonnes),
  • en cas de dépassement de la valeur souhaitée, à commander la fonction de levage, dans le sens de la descente, et reprendre les phases précédentes en réajustant la consigne de limitation de couple,
  • enfin, à relâcher la commande de sorte que le frein agisse et immobilise le treuil en position, l'effort étant maintenu à la même valeur au niveau du peson.
Le processus considéré consiste en outre, en ce qui concerne plus particulièrement le réglage d'un limiteur de charge :
  • à amener le limiteur de charge à la limite de la coupure,
  • à commander la fonction de levage, dans le sens de la descente, jusqu'à détendre le câble de levage,
  • à arrêter la grue, en attendant que le variateur de vitesse se désactive totalement (selon un temps donné par la notice technique de la grue, qui peut être d'environ 30 secondes),
  • à remettre en marche la grue,
  • à commander la fonction de levage, dans le sens de la montée, à vitesse lente, le limiteur de charge arrêtant alors le mouvement et le frein étant mis en action,
  • à lire la valeur d'effort fournie par le peson et à vérifier que cette valeur est comprise entre la valeur nominale de la charge et ladite valeur nominale augmentée d'une quantité prédéterminée (par exemple : valeur nominale + 10%),
l'opération de réglage étant terminée si cette dernière condition est vérifiée, tandis que dans le cas contraire, c'est-à-dire si la valeur fournie par le peson est inférieure ou égale à la charge nominale, ou supérieure à cette charge nominale augmentée par exemple de 10%, la procédure précédemment décrite est recommencée à son début.
On permet ainsi, à partir de la mesure fournie par le peson, d'effectuer le réglage du limiteur de charge, dont le rôle est d'interdire le dépassement de la charge nominale pour laquelle la charpente d'une grue, et son treuil de levage, sont calculés et réalisés.
Il est rappelé que le treuil de levage autorise généralement différentes vitesses de levage :
  • micro-vitesse (à charge maximale),
  • petite vitesse (qui est la vitesse nominale de la charge maximale),
  • grande vitesse,
  • survitesse (uniquement en descente).
Les charges suspendues au crochet de levage transmettent un effort de traction proportionnel à la charge, dans le brin du câble de levage en provenance du tambour du treuil de levage. Cet effort est transmis aux poulies sur lesquelles passe le câble, ou au tambour. Le dispositif de mesure d'effort est donc situé soit au niveau du tambour, qui constitue ainsi un tambour peseur, soit au niveau d'une poulie de renvoi de câble, laquelle constitue alors une poulie peseuse ; ce dispositif de mesure possède un amplificateur mécanique, qui commande les limiteurs de charge.
Pour obtenir un maximum de précision des réglages, il est courant de prévoir des interrupteurs distincts pour la micro-vitesse et la petite vitesse, ceci pour tenir compte des effets dynamiques différents, bien que les charges admises soient les mêmes dans les deux cas.
Compte tenu de ce qui précède, les réglages des limiteurs (effectués selon la procédure définie ci-dessus) se font, de préférence, dans l'ordre suivant :
  • 1. interrupteur de survitesse,
  • 2. interrupteur de grande vitesse,
  • 3. interrupteur de petite vitesse,
  • 4. interrupteur de micro-vitesse.
  • De plus, ces réglages se font, préférentiellement, à portée minimale c'est-à-dire avec l'axe du crochet de levage situé au plus près de la base de la grue, et aussi de préférence (dans le cas d'un mouflage à nombre de brins modifiable pour le câble de levage) en mouflage à deux brins, pour lequel les efforts dus aux accélérations sont plus importants qu'en mouflage à quatre brins ou plus.
    Le réglage complet comprend encore un réglage des interrupteurs du limiteur de moment maximal de charge, et il est ici rappelé que le moment de la charge est le produit de la charge roulante (chariot + moufle + crochet + charge utile) par la distance entre le point d'origine du moment constant, fonction du type de grue, et l'axe du crochet. Le réglage des interrupteurs du limiteur de moment maximal de charge peut théoriquement se faire pour toute charge comprise entre la charge maximale et la charge en pointe de la flèche de la grue, à la portée nominale correspondant à cette charge, lue sur le diagramme des charges. Pour effectuer ce réglage, on peut utiliser le processus de mesure d'une charge à l'aide du peson, tel que défini plus haut.
    Pour la mise en oeuvre du procédé de simulation de charges, défini ci-dessus, le dispositif nécessaire comprend essentiellement un peson (à lecture directe ou déportée), utilisé en combinaison avec des moyens de régulation du couple moteur et de régulation de vitesse, intégrés ou associés au variateur de vitesse qui pilote le moteur électrique actionnant le treuil de levage de la grue, avec moyens d'affichage d'un processus de réglage des limiteurs d'efforts, le peson étant prévu pour être monté entre le crochet de levage et un point fixe, l'ensemble permettant de simuler une charge par génération d'un couple dans le moteur électrique, tout en mesurant la valeur de cette charge. De préférence, les moyens d'affichage comprennent un clavier de commande pour l'affichage du mode "réglage" par un code, pour l'affichage d'une consigne de couple moteur et, éventuellement, pour la commande du mouvement de levage dans le sens de la montée et de la descente.
    Les avantages du procédé et du dispositif, objets de l'invention, sont dans l'ensemble les suivants :
    • L'invention supprime le recours à des charges étalonnées, habituellement au nombre de quatre ou cinq charges distinctes, pour les réglages d'efforts, en supprimant aussi tout transport et toute manipulation de telles charges.
    • Le réglage d'un limiteur d'effort peut se faire avec intervention d'un seul opérateur, dans le cas d'utilisation d'un peson à lecture déportée.
    • Le système permet de s'affranchir de toute erreur de charge, ou erreur de communication entre un opérateur au sol et l'opérateur chargé du réglage (dans le cas d'un peson à lecture déportée).
    • Les opérations de réglage sont simplifiées, rendues plus rapides et moins coûteuses, tout en conservant la précision souhaitable.
    L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce dispositif pour la simulation de charges sur des appareils de levage :
  • Figure 1 est une vue d'ensemble, schématique, d'une grue à tour en cours de réglage par le procédé de simulation de charges objet de l'invention ;
  • Figure 2 est un schéma synoptique représentant le dispositif de l'invention, associé à un variateur de vitesse.
  • La figure 1 représente une grue à tour, avec sa base 1, son mât 2 et sa flèche distributrice 3, le long de laquelle se déplace un chariot 4. La grue assure le levage de charges au moyen d'un crochet 5, lié à une moufle 6, et d'un câble de levage 7 qui forme au moins deux brins sous le chariot 4, l'un des brins du câble 7 s'enroulant sur le tambour d'un treuil de levage 8.
    Sur la figure 2, le treuil de levage 8 est schématisé, avec son tambour 9 entraíné en rotation à partir d'un moteur électrique 10, par l'intermédiaire d'un réducteur 11.
    Le moteur électrique 10 est piloté par un variateur de vitesse 12, qui reçoit à une entrée une référence de vitesse 13, fournie par un levier de commande 14 du type "combinateur".
    Un capteur de vitesse 15, associé au moteur électrique 10, fournit à une autre entrée du variateur 12 un signal de retour de vitesse 16, et un soustracteur 17 détermine à tout instant l'écart entre la référence de vitesse 13 et la vitesse réelle instantanée, donnée par le signal de retour 16.
    A partir du soustracteur 17, le moteur électrique 10 est piloté par l'intermédiaire d'un étage de régulation 18, et d'un étage de puissance 19.
    Un organe de limitation de couple 20 agit aussi sur l'étage de régulation 18. L'organe 20 comporte un clavier de commande 21, et un afficheur 22 indiquant un code ou une valeur numérique.
    Les fonctions de régulation de vitesse et de régulation de couple, telles qu'illustrées schématiquement sur la figure 2, sont habituellement intégrées à tous les types de variateurs de vitesse utilisés sur les grues à tour.
    En tant que moyen externe, le dispositif comprend un peson 23, qui dans l'exemple illustré est un peson à lecture directe, c'est-à-dire qu'il comporte, directement placé sur lui, un afficheur 24 indiquant la valeur d'un effort de traction F mesuré par ce peson 23. Dans une variante non illustrée, le peson 23 est un peson à lecture déportée, la valeur mesurée par ce peson s'affichant sur un boítier distant, à portée de vue de l'opérateur chargé d'effectuer le réglage, cet opérateur étant posté à proximité du treuil de levage 8.
    Pour son utilisation, le peson 23 est accroché, par son extrémité supérieure 25, au crochet de levage 5. L'autre extrémité 26, ou extrémité inférieure du peson 23 est fixée à un point fixe 27, ancré dans le sol 28 ; dans une variante non illustrée, cette extrémité inférieure 26 du peson 23 est accrochée à une masse libre, mais dont le poids est supérieur à l'effort à appliquer, de sorte que cette masse ne sera pas soulevée et constituera l'équivalent d'un point d'ancrage fixe.
    Le peson 23 étant ainsi installé, le processus de réglage est initié en affichant un code d'accès, autorisant la prise de contrôle de la limitation du couple délivré par le moteur électrique 10, et en validant le code d'accès à l'aide du clavier de commande 21 de l'organe de limitation 20.
    Le processus de réglage lui-même comporte, notamment, l'opération d'affichage sur l'afficheur 22 d'une consigne de limitation du couple du moteur électrique 10, telle que la commande de ce moteur 10 avec le couple ainsi déterminé simule une charge, en ce sens que le peson 23 est soumis à une force de traction F correspondant à ce couple. La valeur de l'effort de traction F, indiquée par l'afficheur 24 du peson 23, peut alors être lue, et à partir de là le processus de réglage peut être poursuivi (selon la description générale déjà donnée plus haut). Ce processus peut être commandé, en ce qui concerne le mouvement de levage dans le sens de la montée et de la descente, en utilisant le levier de commande existant 14 ; dans une variante avantageuse, la commande du mouvement de levage dans le sens de la montée et de la descente est assurée par le clavier de commande 21, ce qui permet une commande centralisée pour tout le processus de réglage.
    L'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention, telle que définie dans les revendications annexées :
    • en réalisant d'une manière différente l'amarrage du peson, par exemple en utilisant un point de la grue elle-même ;
    • en mettant en oeuvre le procédé avec des variateurs de vitesse de tous types permettant un contrôle du couple moteur, tels que : variateur de fréquence, variateur de tension ou variateur à courant continu ;
    • en appliquant le même procédé et dispositif à tous types d'appareils de levage, autres que les grues à tour, équipés d'un treuil à câble dont le moteur électrique est piloté par un variateur.

    Claims (11)

    1. Procédé pour la simulation de charges sur des appareils de levage, en particulier sur des grues à tour, en vue du réglage des limiteurs d'efforts de l'appareil de levage, celui-ci étant équipé d'un mécanisme de levage à treuil (8), dont le moteur électrique (10) est piloté par un variateur (12) assurant une régulation du couple moteur, caractérisé en qu'il consiste :
      à monter un peson (23) entre le crochet de levage (5) et un point fixe (27),
      à placer le mécanisme de levage, à régulation du couple moteur, sur un mode "réglage",
      à afficher des consignes de limitation du couple moteur, commander la fonction de levage, dans le sens de la montée, par la commande dudit moteur électrique (10), et lire les valeurs d'effort de traction (F) fournies par le peson (23).
    2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le peson (23) est fixé, à l'une de ses extrémités (26), en un point fixe (27) ancré au sol (28), ou est amarré, par cette extrémité (26), à la structure de la grue.
    3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le peson (23) est accroché, par l'une de ses extrémités (26), à une masse libe d'une valeur supérieure à celle de la charge maximale à mesurer.
    4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le mécanisme de levage est commuté sur le mode "réglage" par affichage et validation d'un code d'accès sur le clavier de commande du variateur de vitesse (12) qui pilote le moteur (10) actionnant le treuil de levage (8).
    5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le processus de réglage de la limitation d'une charge consiste, pour mesurer la charge :
      à afficher une consigne de limitation du couple moteur, par exemple sous forme de pourcentage du couple nominal, légèrement inférieure à celle du tableau de charges de la grue ;
      à commander la fonction de levage, dans le sens de la montée, jusqu'à immobilisation du treuil (8), le peson (23) étant alors soumis à une force de traction correspondant à la consigne de limitation du couple précédemment affichée,
      à lire la valeur d'effort (F) fournie par le peson (23),
      à augmenter la consigne de limitation de couple jusqu'à obtenir, au niveau du peson (23), la valeur correcte donnée par le tableau de charges,
      en cas de dépassement de la valeur souhaitée, à commander la fonction de levage, dans le sens de la descente, et reprendre les phases précédentes en réajustant la consigne de limitation de couple,
      enfin, à relâcher la commande de sorte que le frein agisse et immobilise le treuil (8) en position, l'effort étant maintenu à la même valeur (F) au niveau du peson (23).
    6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il consiste en outre, en ce qui concerne plus particulièrement le réglage d'un limiteur de charge :
      à amener le limiteur de charge à la limite de coupure,
      à commander la fonction de levage, dans le sens de la descente, jusqu'à détendre le câble de levage (7),
      à arrêter la grue, en attendant que le variateur de vitesse (12) se désactive totalement,
      à remettre en marche la grue,
      à commander la fonction de levage, dans le sens de la montée, à vitesse lente, le limiteur de charge arrêtant alors le mouvement et le frein étant mis en action,
      à lire la valeur d'effort (F) fournie par le peson (23) et à vérifier que cette valeur est comprise entre la valeur nominale de la charge et ladite valeur nominale augmentée d'une quantité prédéterminée,
      l'opération de réglage étant terminée si cette dernière condition est vérifiée, tandis que dans le cas contraire, la procédure précédemment décrite est recommencée à son début.
    7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend encore un réglage des interrupteurs du limiteur de moment de charge maximal, en utilisant le processus de mesure d'une charge à l'aide du peson (23), tel que défini précédemment.
    8. Dispositif pour la simulation de charges sur des engins de levage, destiné à la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un peson (23), utilisé en combinaison avec des moyens de régulation du couple moteur et de régulation de vitesse (17 à 20), intégrés ou associés au variateur de vitesse (12) qui pilote le moteur électrique (10) actionnant le treuil de levage (8), avec moyens d'affichage (21, 22) d'un processus de réglage des limiteurs d'efforts, le peson (23) étant prévu pour être monté entre le crochet de levage (5) et un point fixe (27).
    9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le peson (23) est un peson à lecture directe, c'est-à-dire un peson (23) comportant sur lui-même un moyen d'affichage (24) de l'effort de traction (F) qui s'exerce sur ce peson (23).
    10. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le peson (23) est un peson à lecture déportée, c'est-à-dire un peson avec moyens de transmission à distance des valeurs d'effort de traction (F) mesurées, vers un boítier d'affichage des valeurs mesurées, de préférence placé à portée immédiate de l'opérateur chargé d'effectuer le réglage.
    11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que les moyens d'affichage comprennent un clavier de commande (21) pour l'affichage du mode "réglage" par un code, pour l'affichage d'une consigne de couple moteur et, éventuellement, pour la commande du mouvement de levage dans le sens de la montée et de la descente.
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