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
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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
- B66C23/00—Cranes 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
- B66C23/88—Safety gear
- B66C23/90—Devices 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
- 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.
- 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.
- 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%),
- micro-vitesse (à charge maximale),
- petite vitesse (qui est la vitesse nominale de la charge maximale),
- grande vitesse,
- survitesse (uniquement en descente).
- 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.
- 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)
- 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).
- 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.
- 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.
- 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).
- 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).
- 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,
- 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.
- 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).
- 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).
- 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.
- 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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