EP3936469A1 - Grue à tour avec détection d'un état d'autorotation ou d'oscillation d'une partie tournante en configuration hors service - Google Patents

Grue à tour avec détection d'un état d'autorotation ou d'oscillation d'une partie tournante en configuration hors service Download PDF

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EP3936469A1
EP3936469A1 EP21183605.1A EP21183605A EP3936469A1 EP 3936469 A1 EP3936469 A1 EP 3936469A1 EP 21183605 A EP21183605 A EP 21183605A EP 3936469 A1 EP3936469 A1 EP 3936469A1
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EP
European Patent Office
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orientation
autorotation
angular
rotating part
state
Prior art date
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Pending
Application number
EP21183605.1A
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German (de)
English (en)
Inventor
Denis Mathe
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Manitowoc Crane Group France SAS
Original Assignee
Manitowoc Crane Group France SAS
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a tower crane and to a method for monitoring a tower crane.
  • the present invention applies to the field of tower cranes comprising a rotating part, and can be applied to several crane structures, for example to structures composed of lattices and ribs.
  • a tower crane comprises a tower on which is pivotally mounted a rotating part about an orientation axis, generally vertical, by means of a pivoting mechanism, also called rotating pivot, which includes at least one motorized system orientation (often of the geared motor type) and a mechanical orientation brake.
  • the rotating part generally includes a distributor boom and, depending on the model, a counter-jib, a jib holder and/or a pilot's cabin.
  • the tower crane also called weathervaning of the rotating part
  • disengaging the rotating part in other words by releasing the rotating rotating part on the tower, by releasing the mechanical orientation brake and by disengaging the motorized orientation system
  • the invention proposes to respond at least in part to the aforementioned drawbacks, by proposing to detect in situ and in real time if a rotating part is in an unstable state, which makes it possible to derive numerous advantages in terms of risk prevention and securing.
  • control/command unit uses the angular detector to detect one or the other of the following two states of instability: the state of autorotation and the state of oscillation.
  • the control/command unit can indeed determine the direction and the angular speed of the rotating part in real time.
  • the control/command unit can compare the variations of the orientation angle with one or more thresholds, and deduce therefrom the unstable states of autorotation or oscillation.
  • the latter will be characterized by a detection of a rotary movement in one direction, with an angular amplitude of at least greater than 360 degrees (i.e. at least one turn) over a first time interval given or at an angular speed greater than an autorotation speed threshold.
  • the state of oscillation the latter will be characterized by a detection of a back and forth movement (which corresponds to a succession of variations of the angle of orientation in one direction then in the other, in other words a succession of round trips), with an angular deflection (or maximum angular deviation traveled in the back and forth movement) over a second given time interval or at an angular speed greater than a speed threshold d 'oscillation.
  • control/command unit deactivates the monitoring mode.
  • the crane comprises at least one own anemometer for measuring wind speed and connected to the control/command unit and, in the monitoring mode, the control/command unit detects a state of instability also depending on the wind speed
  • the state of autorotation and the state of oscillation are also characterized by the wind speed, and for example by whether or not a wind speed threshold has been exceeded.
  • the recording of instability events (which is equivalent to an event of the fault type in the crane) allows a history of the instabilities encountered by a crane on a given site.
  • the characteristics representative of the states of instability can be chosen to correspond to uncritical states of instability for the crane (in other words states of instability which do not present a danger or risk for the crane), so that the recording of the events instability constitutes a pre-alarm or a preventive action, announcing a potential risk for the crane, on this site.
  • the control/command unit records in the instability event also variations in wind speed or an average wind speed. or a maximum wind speed during the state of instability.
  • the instability event recorded also includes information on the wind speed, which will make it possible to estimate the theoretical behavior of the crane in the event of higher wind speed, and therefore allow measures to be taken. corrective.
  • a state of instability can occur at any wind speed, with a preponderance observed, either for a low wind speed in a very stable laminar wind condition, a situation that can cause damage to the mechanical part of the crane. but rarely present stability risks, either for storm-type high wind speed, with a high risk of collapse of the crane structure. It is therefore advantageous to record the wind speed for each state of instability detected, therefore in each instability event recorded.
  • control/command unit triggers transmission to a third party of a preventive message containing the instability event.
  • this state of autorotation is estimated as being critical and therefore as requiring an alert, in order to warn of the danger in progress, or even to stop or reduce this state of critical instability.
  • another state of critical instability corresponds to an autorotation state in which the angular speed is between the autorotation speed threshold and the critical autorotation speed threshold, and the wind speed is greater than a critical wind speed threshold.
  • a critical autorotation state can be characterized by a high angular speed (i.e. greater than the critical autorotation speed threshold) regardless of the wind speed, or else be characterized by a low angular speed (i.e. between the autorotation speed threshold and the critical autorotation speed threshold) but in association with a high wind speed (i.e. greater than the critical wind speed threshold).
  • the critical wind speed threshold is between 10 and 20 m/s, and for example between 14 and 20 m/s.
  • the alert action comprises an activation of a local, sound or light alarm.
  • the neighboring person(s) are alerted to an instability of the crane, and can therefore take appropriate measures, such as moving away or intervening on the crane.
  • the alert action comprises sending an alarm message to a remote entity.
  • Such an alarm message can be sent by radio or wireless communication, for example in the form of a message on a dedicated interface or application, an e-mail to one or more registered e-mail addresses, or a text to one or more saved phone numbers.
  • the alert action comprises transmission to a third party of a warning message informing about the detection of a state of critical instability.
  • This warning message can be addressed to a competent authority or to a site manager to inform him that an unstable state has been detected, and that therefore the site presents a risk.
  • the alert action comprises an activation of the mechanical orientation brake.
  • the activation of the mechanical orientation brake will make it possible to slow down the unstable movements of the rotating part, with the aim of stabilizing it to a stable state, with rotation speeds below the characteristic thresholds states of autorotation and oscillation.
  • the alert action comprises an activation of the motorized orientation system to generate a braking torque opposed to the rotation of the rotating part.
  • the braking of the rotating part is operated by a braking torque generated by the motorized orientation system, to bring the rotating part back to a stable state, with rotation speeds below the characteristic thresholds of the states of autorotation and oscillation.
  • the invention also relates to a method for monitoring a tower crane as described above, that is to say which comprises a tower on which a rotating part is pivotally mounted along an orientation axis by means of a pivoting mechanism, this pivoting mechanism including at least one motorized orientation system, a mechanical orientation brake and an angular detector capable of detecting an orientation angle of the rotating part, the tower crane being configurable between a service configuration in which the rotating part can be controlled in rotation on the tower along the orientation axis by means of the motorized orientation system, and an out-of-service configuration in which the rotating part is released in rotation on the tower according to the orientation axis to be able to orient in the direction of the wind, the mechanical orientation brake being deactivated in the out-of-service configuration, and in which a control/co unit is provided control connected to the motorized orientation system and to the angular detector.
  • the monitoring method comprises, in the service configuration, a step of deactivating the monitoring mode.
  • a tower crane 1 according to the invention comprises a tower 2 (also called a mast) extending along an orientation axis 20 which is vertical, where the tower 2 rests on the ground and has a top on which is pivotally mounted a rotating part 3 along the orientation axis 20, as shown by the arrow "OR".
  • This rotating part 3 comprises an assembly forming a pivot 30 rotatably mounted on the top of the tower 2 along the orientation axis 20, as well as an arrow 31 mounted on the assembly forming a pivot 30.
  • a distribution and lifting system 32 is mounted on the boom 31 to distribute and raise/lower a load along the boom 31.
  • the rotating part 3 can also comprise a counter-jib 33 mounted on the pivot assembly 30, opposite to the boom 31, and one or more ballasts 34 can be mounted on the counter-jib 33.
  • the rotating part 3 further comprises a pilot cabin 35, placed on the assembly forming a pivot 30 at the level of the foot of the boom 31. It It is conceivable to have a jib holder 36 or punch which is mounted vertically on the assembly forming a pivot 30, to carry the jib 31, and possibly the counter-jib 33, for example by means of stays.
  • the control/command unit 5 deactivates this monitoring mode when the tower crane 1 is in the service configuration.
  • the state of autorotation is characterized by a variation in the angle of orientation according to an angular amplitude at least greater than an angular threshold of autorotation SAAR of at least 360 degrees in a first given time interval T1 or at a angular velocity greater than a given SVAR autorotation velocity threshold.
  • the angular autorotation threshold SAAR is 360 degrees, in other words the autorotation state is detected from a full turn in the first time interval T1 which is in particular at most 10 minutes, and for example of the order of 5 to 10 minutes.
  • the state of autorotation is detected if the rotating part 3 makes at least one complete revolution in less than T1 minutes, and for example in less than 10 minutes if T1 equal to 10 minutes.
  • the autorotation speed threshold SVAR can be at least 6 t/h (revolutions per hour). In this case, the state of autorotation is detected if the rotating part 3 makes at least one complete revolution with an angular speed greater than or equal to 6 t/h.
  • the state of oscillation is characterized by at least one cycle of variations of the angle of orientation in a first direction then in a second direction, opposite to the first direction (in other words at least one round trip or back and forth), characterized by an angular deflection DA of the orientation angle at least equal to an angular oscillation threshold SAO of between 20 and 180 degrees in a second given time interval T2 or at an angular speed greater than a given oscillation speed threshold SVO.
  • the angular oscillation threshold SAO is 20 degrees, in other words the state of oscillation is detected from a to-and-fro movement according to an angular deflection DA greater than or equal to 20 degrees in the second time interval T2 which is in particular of at most 5 minutes, and for example of the order of 2 to 5 minutes.
  • the state of oscillation is detected if the rotating part 3 moves back and forth with an angular displacement of at least 20 degrees in less than T2 minutes, and for example in less than 5 minutes if T2 equals 5 minutes away.
  • the rotating part 3 pivots by DA degrees in one direction then by DA degrees in the other direction.
  • the oscillation speed threshold SVO can be at least 1.3 t/h (revolutions per hour).
  • the state of oscillation is detected if the rotating part 3 moves back and forth with an angular displacement of at least 20 degrees with an angular speed greater than or equal to 1.3 t/h.
  • the tower crane 1 also comprises a transmitter 7, wired or wireless, connected to the control/command unit 5, so that the control/command unit 5 triggers a transmission by the transmitter 7 to a third party.
  • a preventive message containing the instability event with all associated recorded data such as date, wind speed and instability parameter(s).
  • the autorotation angular threshold SAAR is 360 degrees, and for example the autorotation angular critical threshold SCAAR is 720 degrees (i.e. 2 revolutions).
  • the state of critical instability is detected if the rotating part 3 completes at least two revolutions in less than T1 minutes, and for example in less than 10 minutes if T1 equal to 10 minutes.
  • the SVAR autorotation speed threshold is 6 t/h, and for example the SCVAR autorotation speed critical threshold is 12 t/h.
  • the state of critical instability is detected if the rotating part 3 makes at least one complete revolution with an angular speed greater than or equal to 12 t/h.
  • the wind speed is taken into consideration to characterize another state of critical instability, which corresponds to an autorotation state in which the angular speed is between the autorotation speed threshold SVAR and the threshold critical autorotation speed SCVAR, and the wind speed is greater than a critical wind speed threshold SCVV, which is for example between 10 and 20 m/s, and in particular between 14 and 20 m/s.
  • the SVAR autorotation speed threshold is 6 t/h
  • the SCVAR autorotation speed critical threshold is 12 t/h
  • the critical autorotation speed threshold SCVAR is 9 t/h.
  • the state of critical instability is detected if the rotating part 3 makes at least one complete revolution with an angular speed of between 6 t/h and 12 t/h, and if (double condition) the wind speed is greater than the critical wind speed threshold SCVV which is for example 14 m/s.

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Abstract

Grue à tour (1) comprenant une tour (2) sur laquelle est montée pivotante une partie tournante (3) et configurable entre une configuration de service dans laquelle la partie tournante est pilotable en rotation au moyen d'un système motorisé d'orientation (40), et une configuration hors service dans laquelle la partie tournante est libérée en rotation pour pouvoir s'orienter dans la direction du vent, où une unité de contrôle/commande (5) active un mode de surveillance dans la configuration hors service pour détecter, en fonction de variations de l'angle d'orientation ou de la vitesse angulaire de la partie tournante, si la partie tournante est dans l'un des états d'instabilité suivants :- un état d'autorotation correspondant à un mouvement rotatif de la partie tournante dans un sens donné sur au moins un tour complet ; ou- un état d'oscillation correspondant à un mouvement de va-et-vient de la partie tournante autour de l'axe d'orientation.

Description

  • L'invention se rapporte à une grue à tour ainsi qu'à un procédé de surveillance d'une grue à tour.
  • La présente invention s'applique au domaine des grues à tour comprenant une partie tournante, et peut s'appliquer à plusieurs structures de grues, par exemple aux structures composées de treillis et de membrures.
  • De manière classique, une grue à tour comprend une tour sur laquelle est montée pivotante une partie tournante selon un axe d'orientation, généralement vertical, au moyen d'un mécanisme de pivotement, aussi appelé pivot tournant, qui inclus au moins un système motorisé d'orientation (souvent de type motoréducteur) et un frein mécanique d'orientation. La partie tournante comprend généralement une flèche distributrice et, selon les modèles, une contre-flèche, un porte-flèche et/ou une cabine de pilotage.
  • Par ailleurs, une telle grue à tour est configurable entre :
    • une configuration de service dans laquelle la partie tournante est pilotée en rotation sur la tour selon l'axe d'orientation (appelée aussi un pilotage en orientation) au moyen du système motorisé d'orientation, pour déplacer une charge au moyen d'un système de levage porté par la flèche de la partie tournante ; et
    • une configuration hors service (aussi appelée configuration de sécurité ou de mise en girouette) dans laquelle la partie tournante est libérée en rotation sur la tour selon l'axe d'orientation, le frein mécanique d'orientation étant alors désactivé, pour pouvoir s'orienter dans la direction du vent, la partie tournante est alors libre de tourner autour de l'axe d'orientation et il est classique de dire que la partie tournante est mise en girouette.
  • En effet, pour des raisons de sécurité, et en particulier en cas de forts vents, il est recommandé, voire obligatoire, d'effectuer une mise en sécurité de la grue à tour (aussi appelée mise en girouette de la partie tournante), en débrayant la partie tournante (autrement dit en libérant la partie tournante en rotation sur la tour, en débloquant le frein mécanique d'orientation et en débrayant le système motorisé d'orientation) afin qu'elle soit libre en rotation pour s'orienter automatiquement dans la direction du vent et ainsi permettre de laisser la grue sans surveillance humaine.
  • Cependant, dans des conditions venteuses particulières, généralement dues à l'environnement du site comme la présence de bâtiments proches, la partie tournante de la grue peut entrer dans des états instables, parmi lesquels :
    • un état d'autorotation caractérisé par la réalisation d'un tour complet ou d'une succession de tours complets autour de l'axe d'orientation à une vitesse angulaire supérieure à un seuil donné (autrement dit la partie tournante fait un ou plusieurs tours sur elle-même à une trop grande vitesse) ; et
    • un état d'oscillation caractérisé par un cycle ou une succession de cycles de va-et-vient autour de l'axe d'orientation à une vitesse angulaire supérieure à un seuil donné (autrement dit la partie tournante pivote de droite à gauche à une trop grande vitesse). Des simulations, par exemple en soufflerie ou en modélisation numérique, permettent d'étudier les conditions venteuses d'un site et ainsi d'anticiper de tels risques d'instabilité, pour apporter en amont des solutions préventives, comme par exemple la sélection d'une grue plus haute ou pourvue d'une structure plus massive. Il est en effet important de réduire ces risques d'instabilité, car un état d'autorotation ou d'oscillation peut conduire à un endommagement de la partie tournante, voire à une chute partielle ou complète d'une grue.
  • L'invention propose de répondre au moins en partie aux inconvénients précités, en proposant de détecter in situ et en temps réel si une partie tournante est dans un état instable, ce qui permet de tirer de nombreux avantages en matière de prévention des risques et de sécurisation.
  • Ainsi, l'invention propose une grue à tour comprenant une tour sur laquelle est montée pivotante une partie tournante selon un axe d'orientation au moyen d'un mécanisme de pivotement, ce mécanisme de pivotement incluant au moins un système motorisé d'orientation, un frein mécanique d'orientation et un détecteur angulaire apte à détecter un angle d'orientation de la partie tournante, cette grue à tour étant configurable entre :
    • une configuration de service dans laquelle la partie tournante est pilotable en rotation sur la tour selon l'axe d'orientation au moyen du système motorisé d'orientation, et
    • une configuration hors service dans laquelle la partie tournante est libérée en rotation sur la tour selon l'axe d'orientation pour pouvoir s'orienter dans la direction du vent, le frein mécanique d'orientation étant désactivé dans la configuration hors service. Selon l'invention, la grue à tour comprend une unité de contrôle/commande raccordée au système motorisé d'orientation, au frein mécanique d'orientation et au détecteur angulaire, et dans la configuration hors service, l'unité de contrôle/commande active un mode de surveillance dans lequel l'unité de contrôle/commande détecte, en fonction de variations de l'angle d'orientation de la partie tournante ou en fonction de variations d'une vitesse angulaire de la partie tournante établie à partir des variations de l'angle d'orientation, si la partie tournante est dans l'un des états d'instabilité suivants :
    • un état d'autorotation, correspondant à un mouvement rotatif de la partie tournante dans un sens donné sur au moins un tour complet, caractérisé par une variation de l'angle d'orientation selon une amplitude angulaire au moins supérieure à un seuil angulaire d'autorotation d'au moins 360 degrés dans un premier intervalle de temps donné ou à une vitesse angulaire supérieure à un seuil de vitesse d'autorotation donné ; ou
    • un état d'oscillation, correspondant à un mouvement de va-et-vient de la partie tournante autour de l'axe d'orientation, caractérisé par au moins un cycle de variations de l'angle d'orientation dans un premier sens puis dans un deuxième sens, opposé au premier sens, caractérisé par un débattement angulaire de l'angle d'orientation au moins égal à un seuil angulaire d'oscillation compris entre 20 et 180 degrés dans un second intervalle de temps donné ou à une vitesse angulaire supérieure à un seuil de vitesse d'oscillation donné.
  • Ainsi, l'unité de contrôle/commande exploite le détecteur angulaire pour détecter l'un ou l'autre des deux états d'instabilité suivants : l'état d'autorotation et l'état d'oscillation. En suivant les variations de l'angle d'orientation, l'unité de contrôle/commande peut en effet déterminer le sens et la vitesse angulaire de la partie tournante en temps réel. Partant de ces mesures, l'unité de contrôle/commande peut comparer les variations de l'angle d'orientation avec un ou plusieurs seuils, et en déduire les états instables d'autorotation ou d'oscillation.
  • Concernant l'état d'autorotation, ce dernier sera caractérisé par une détection d'un mouvement rotatif dans un seul sens, avec une amplitude angulaire d'au moins supérieure à 360 degrés (soit au moins un tour) sur un premier intervalle de temps donné ou à une vitesse angulaire supérieure à un seuil de vitesse d'autorotation. Concernant l'état d'oscillation, ce dernier sera caractérisé par une détection d'un mouvement de va-et-vient (ce qui correspond à une succession de variations de l'angle d'orientation dans un sens puis dans l'autre, autrement dit une succession d'aller-retour), avec un débattement angulaire (ou écart angulaire maximal parcouru dans le mouvement de va-et-vient) sur un second intervalle de temps donné ou à une vitesse angulaire supérieure à un seuil de vitesse d'oscillation.
  • Dans une réalisation particulière, dans la configuration de service, l'unité de contrôle/commande désactive le mode de surveillance.
  • Dans un mode de réalisation particulier, la grue comprend au moins un anémomètre propre à mesure une vitesse de vent et relié à l'unité de contrôle/commande et, dans le mode de surveillance, l'unité de contrôle/commande détecte un état d'instabilité aussi en fonction de la vitesse de vent
  • Ainsi, l'état d'autorotation et l'état d'oscillation sont caractérisés également par la vitesse du vent, et par exemple par un dépassement ou pas d'un seuil de vitesse de vent.
  • De manière avantageuse, dans le mode de surveillance, si un état d'instabilité est détecté, alors l'unité de contrôle/commande enregistre un évènement d'instabilité défini par un enregistrement d'une datation (jour et horaire) de l'état d'instabilité et d'un ou plusieurs paramètres d'instabilité choisis parmi :
    • des variations de l'angle d'orientation ;
    • des vitesses angulaires ou au moins une vitesse angulaire maximale durant l'état d'instabilité ;
    • l'amplitude angulaire pour un état d'autorotation ;
    • le débattement angulaire pour un état d'oscillation.
  • L'enregistrement des évènements d'instabilité (qui est équivalent à un évènement de type défaut dans la grue) permet une historisation des instabilités rencontrées par une grue sur un site donné.
  • Les caractéristiques représentatives des états d'instabilité (amplitude angulaire, seuil angulaire d'autorotation, premier intervalle de temps, débattement angulaire, seuil angulaire d'oscillation, second intervalle de temps et le cas échéant seuil de vitesse d'autorotation et seuil de vitesse d'oscillation) peuvent être choisies pour correspondre à des états d'instabilité non critiques pour la grue (autrement dit des états d'instabilité qui ne présentent pas de danger ou de risque pour la grue), de sorte que l'enregistrement des évènements d'instabilité constitue une pré-alarme ou un acte préventif, annonciateur d'un risque potentiel pour la grue, sur ce site.
  • En effet, les vitesses de vent faibles sont nettement plus fréquentes, de sorte que la détection des états d'instabilité et l'enregistrement des évènements d'instabilité permet de détecter de manière sûre les oscillations et autorotations peu dangereuses en vent faible en enregistrant leur fréquence et leur amplitude, ce qui permet de détecter de manière factuelle la présence d'un phénomène potentiellement très dangereux et critique à des vitesses de vent plus élevées. L'utilisateur averti grâce à l'enregistrement des évènements d'instabilité peut alors prendre les éventuelles mesures pour sécuriser la grue (comme par exemple un ajout de plaques à vent, un ajout d'un frein mécanique d'orientation, un ajout de lest ou ballast, un rehaussement de la grue voire un remplacement de la grue), et éviter des états d'instabilité critiques et donc dangereux pour des vitesses de vent élevées et plus rares.
  • Selon une autre possibilité, dans le mode de surveillance, si un état d'instabilité est détecté, alors l'unité de contrôle/commande enregistre dans l'évènement d'instabilité également des variations de la vitesse de vent ou une vitesse de vent moyenne ou une vitesse de vent maximale durant l'état d'instabilité.
  • De cette manière, l'évènement d'instabilité enregistré intègre également des informations sur la vitesse du vent, ce qui va permettre d'estimer un comportement théorique de la grue en cas de vitesse de vent plus élevée, et donc permettre de prendre des mesures correctives.
  • En effet, un état d'instabilité peut se produire à toute vitesse de vent, avec une prépondérance observée, soit pour une vitesse de vent faible en condition de vent laminaire très stable, situation qui peut causer des dégâts à la partie mécanique de la grue mais rarement présenter des risques de stabilité, soit pour une vitesse de vent élevée de type tempête, avec un fort risque d'effondrement de la structure de la grue. Il est donc avantageux d'enregistrer la vitesse de vent pour chaque état d'instabilité détecté, donc dans chaque évènement d'instabilité enregistré.
  • Selon une autre possibilité, l'unité de contrôle/commande déclenche une émission à un tiers d'un message préventif contenant l'évènement d'instabilité.
  • Autrement dit, l'évènement d'instabilité enregistré est communiqué à un tiers distant, pour l'informer des états d'instabilité et donc des dates et des paramètres d'instabilité. Dans une réalisation particulière, dans le mode de surveillance, l'unité de contrôle/commande détecte si l'état d'instabilité correspond à l'un des états d'instabilité critiques suivants :
    • un état d'autorotation dans lequel l'amplitude angulaire est supérieure à un seuil critique angulaire d'autorotation dans le premier intervalle de temps donné, ledit seuil critique angulaire d'autorotation étant supérieur au seuil angulaire d'autorotation;
    • un état d'autorotation dans lequel la vitesse angulaire est supérieure à un seuil critique de vitesse d'autorotation, ledit seuil critique de vitesse d'autorotation étant supérieur au seuil de vitesse d'autorotation ; et
    lorsque un tel état d'instabilité critique est détecté, alors l'unité de contrôle/commande déclenche au moins une action d'alerte
  • Ainsi, si l'amplitude angulaire est supérieure à ce seuil critique angulaire d'autorotation (lui-même supérieur au seuil angulaire d'autorotation qui caractérise un état d'autorotation) ou si la vitesse angulaire est supérieure à un seuil critique de vitesse d'autorotation (lui-même supérieur au seuil de vitesse d'autorotation qui caractérise aussi un état d'autorotation), alors cet état d'autorotation est estimé comme étant critique et donc comme nécessitant une alerte, afin de prévenir du danger en cours, voire stopper ou réduire cet état d'instabilité critique.
  • Avantageusement, un autre état d'instabilité critique correspond à un état d'autorotation dans lequel la vitesse angulaire est comprise entre le seuil de vitesse d'autorotation et le seuil critique de vitesse d'autorotation, et la vitesse de vent est supérieure à un seuil critique de vitesse de vent.
  • Autrement dit, un état d'autorotation critique peut être caractérisé par une vitesse angulaire élevée (c'est-à-dire supérieure au seuil critique de vitesse d'autorotation) et ce quelle que soit la vitesse du vent, ou bien être caractérisé par une vitesse angulaire faible (c'est-à-dire comprise entre le seuil de vitesse d'autorotation et le seuil critique de vitesse d'autorotation) mais en association avec une vitesse de vent élevée (c'est-à-dire supérieure au seuil critique de vitesse de vent).
  • Dans une réalisation particulière, le seuil critique de vitesse de vent est compris entre 10 et 20 m/s, et par exemple entre 14 et 20 m/s.
  • Selon une caractéristique, l'action d'alerte comprend une activation d'une alarme locale, sonore ou lumineuse.
  • De cette manière, la ou les personnes avoisinantes sont alertées d'une instabilité de la grue, et peuvent donc prendre en conséquence des mesures adéquates, comme par s'éloigner ou intervenir sur la grue.
  • Selon une autre caractéristique, l'action d'alerte comprend une émission d'un message d'alarme à une entité distante.
  • Ainsi, un gestionnaire ou responsable du chantier, un conducteur de grue, un propriétaire de la grue, ou autre personne, peut être informé d'une instabilité de la grue, sans pour autant être sur place. Un tel message d'alarme peut être envoyé par radiocommunication ou communication sans fil, par exemple sous la forme d'un message sur une interface ou une application dédiée, d'un courrier électronique sur une ou plusieurs adresses électroniques enregistrées, ou d'un texto sur une ou plusieurs numéros téléphoniques enregistrés.
  • Selon une possibilité, l'action d'alerte comprend une émission à un tiers d'un message d'avertissement informant sur une détection d'un état d'instabilité critique.
  • Ce message d'avertissement peut être adressé à une autorité compétente ou à un responsable de chantier pour lui signaler qu'un état instable a été détecté, et que donc le site présente un risque.
  • Selon une autre possibilité, l'action d'alerte comprend une activation du frein mécanique d'orientation.
  • De cette manière, l'activation du frein mécanique d'orientation va permettre de ralentir les mouvements instables de la partie tournante, dans l'objectif de la stabiliser jusqu'à un état stable, avec des vitesses de rotation en-dessous des seuils caractéristiques des états d'autorotation et d'oscillation.
  • Dans une réalisation particulière, l'action d'alerte comprend une activation du système motorisé d'orientation pour générer un couple de freinage opposé à la rotation de la partie tournante.
  • Dans cette réalisation, le freinage de la partie tournante est opéré par un couple de freinage généré par le système motorisé d'orientation, pour ramener la partie tournante dans un état stable, avec des vitesses de rotation en-dessous des seuils caractéristiques des états d'autorotation et d'oscillation.
  • L'invention se rapporte également à un procédé de surveillance d'une grue à tour telle que décrite précédemment, c'est-à-dire qui comprend une tour sur laquelle est montée pivotante une partie tournante selon un axe d'orientation au moyen d'un mécanisme de pivotement, ce mécanisme de pivotement incluant au moins un système motorisé d'orientation, un frein mécanique d'orientation et un détecteur angulaire apte à détecter un angle d'orientation de la partie tournante, la grue à tour étant configurable entre une configuration de service dans laquelle la partie tournante est pilotable en rotation sur la tour selon l'axe d'orientation au moyen du système motorisé d'orientation, et une configuration hors service dans laquelle la partie tournante est libérée en rotation sur la tour selon l'axe d'orientation pour pouvoir s'orienter dans la direction du vent, le frein mécanique d'orientation étant désactivé dans la configuration hors service, et dans laquelle est prévue une unité de contrôle/commande raccordée au système motorisé d'orientation et au détecteur angulaire.
  • Selon l'invention, ce procédé de surveillance comprend, dans la configuration hors service, une étape d'activation d'un mode de surveillance dans lequel l'unité de contrôle/commande détecte, en fonction de variations de l'angle d'orientation de la partie tournante ou en fonction de variations d'une vitesse angulaire de la partie tournante établie à partir des variations de l'angle d'orientation, si la partie tournante est dans l'un des états d'instabilité suivants :
    • dans un état d'autorotation, correspondant à un mouvement rotatif de la partie tournante dans un sens donné sur au moins un tour complet, caractérisé par une variation de l'angle d'orientation selon une amplitude angulaire au moins supérieure à un seuil angulaire d'autorotation d'au moins 360 degrés dans un premier intervalle de temps donné ou à une vitesse angulaire supérieure à un seuil de vitesse d'autorotation donné ; ou
    • dans un état d'oscillation, correspondant à un mouvement de va-et-vient de la partie tournante autour de l'axe d'orientation, caractérisé par une au moins un cycle de variations de l'angle d'orientation dans un premier sens puis dans un deuxième sens, opposé au premier sens, caractérisé par un débattement angulaire de l'angle d'orientation au moins égal à un seuil angulaire d'oscillation compris entre 20 et 180 degrés dans un second intervalle de temps donné ou à une vitesse angulaire supérieure à un seuil de vitesse d'oscillation donné.
  • Selon une possibilité, le procédé de surveillance comprend, dans la configuration de service, une étape de désactivation du mode de surveillance.
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, d'un exemple de mise en œuvre non limitatif, faite en référence aux figures annexées dans lesquelles :
    • [Fig 1] est une vue schématique de côté d'une grue à tour selon l'invention ;
    • [Fig 2] est une vue schématique de dessus d'une grue à tour selon l'invention ;
    • [Fig 3] est une vue schématique de dessus d'une grue à tour dans un état d'autorotation ; et
    • [Fig 4] est une vue schématique de dessus d'une grue à tour dans un état d'oscillation.
  • En référence à la Figure 1, une grue à tour 1 selon l'invention comprend une tour 2 (aussi appelée mât) s'étendant selon un axe d'orientation 20 qui est vertical, où la tour 2 repose sur un sol et présente un sommet sur lequel est montée pivotante une partie tournante 3 selon l'axe d'orientation 20, comme schématisé par la flèche « OR ».
  • Cette partie tournante 3 comprend un ensemble formant pivot 30 monté rotatif sur le sommet de la tour 2 selon l'axe d'orientation 20, ainsi qu'une flèche 31 montée sur l'ensemble formant pivot 30. Un système de distribution et de levage de charge 32 est monté sur la flèche 31 pour distribuer et lever/descendre une charge le long de la flèche 31. La partie tournante 3 peut également comprendre une contre-flèche 33 montée sur l'ensemble formant pivot 30, de manière opposée à la flèche 31, et un ou plusieurs lests 34 peuvent être montés sur la contre-flèche 33. La partie tournante 3 comprend en outre une cabine de pilotage 35, placée sur l'ensemble formant pivot 30 au niveau du pied de la flèche 31. Il est envisageable d'avoir un porte-flèche 36 ou poinçon qui est monté verticalement sur l'ensemble formant pivot 30, pour porter la flèche 31, et éventuellement la contre-flèche 33, par exemple au moyen d'haubans.
  • La partie tournante 3 est montée pivotante au moyen d'un mécanisme de pivotement 4 prévu sur l'ensemble formant pivot 30, où ce mécanisme de pivotement 4 inclut un système motorisé d'orientation 40 qui comprend :
    • un pivot fixe prévu pour être fixé solidairement au sommet de la tour 2, qui se présente sous la forme d'une couronne d'orientation 41 dentée ;
    • un pivot tournant accouplé en rotation au pivot fixe selon l'axe d'orientation 20, qui se présente sous la forme d'une portée annulaire en appui sur la couronne d'orientation 41;
    • au moins un moteur électrique d'orientation 42 muni d'un pignon en engrènement avec la couronne d'orientation 41 ; et
    • un variateur 43 reliée au moteur électrique d'orientation 42 pour régler sa vitesse et son couple.
  • Ce mécanisme de pivotement 4 inclut également :
    • un frein mécanique d'orientation 44 ; et
    • un détecteur angulaire 45 apte à détecter un angle d'orientation de la partie tournante 3 autour de l'axe d'orientation 20.
  • La grue à tour 1 comprend également une unité de contrôle/commande 5 raccordée :
    • au système motorisé d'orientation 40, et plus spécifiquement au variateur 43, afin de piloter l'orientation de la partie tournante 3 ;
    • au frein mécanique d'orientation 44 afin d'actionner ce frein pour bloquer/freiner l'orientation de la de la partie tournante 3 ; et
    • au détecteur angulaire 45 afin de récupérer les variations de l'angle d'orientation de la partie tournante 3.
  • Cette grue à tour 1 est configurable entre :
    • une configuration de service dans laquelle la partie tournante 3 est pilotable en rotation sur la tour 2 selon l'axe d'orientation 20 par un pilotage du système motorisé d'orientation 40 au moyen de l'unité de contrôle/commande 5, et
    • une configuration hors service dans laquelle la partie tournante 3 est libérée en rotation sur la tour 2 selon l'axe d'orientation 20 pour pouvoir s'orienter dans la direction du vent, le frein mécanique d'orientation 44 étant désactivé et le système motorisé d'orientation 40 étant débrayé dans la configuration hors service.
  • Lorsque la grue à tour 1 est dans la configuration hors service, l'unité de contrôle/commande 5 active un mode de surveillance dans lequel l'unité de contrôle/commande 5 :
    • reçoit, en provenance du détecteur angulaire 45, les variations de l'angle d'orientation de la partie tournante 3 ;
    • établit, à partir des variations de l'angle d'orientation de la partie tournante 3, les variations d'une vitesse angulaire de la partie tournante 3.
  • L'unité de contrôle/commande 5 désactive ce mode de surveillance lorsque la grue à tour 1 est dans la configuration de service.
  • Dans ce mode de surveillance, l'unité de contrôle/commande 5 détecte, en fonction des variations de l'angle d'orientation et/ou en fonction des variations de la vitesse angulaire, si la partie tournante est dans l'un des états d'instabilité suivants :
    • un état d'autorotation, illustré sur la Figure 3, correspondant à un mouvement rotatif de la partie tournante 3 autour de l'axe d'orientation 20 dans un sens donné sur au moins un tour complet, comme schématisé par la flèche « TR » ; ou
    • un état d'oscillation, illustré sur la Figure 4, correspondant à un mouvement de va-et-vient de la partie tournante 3 autour de l'axe d'orientation 20, comme schématisé par la flèche « VV ».
  • L'état d'autorotation est caractérisé par une variation de l'angle d'orientation selon une amplitude angulaire au moins supérieure à un seuil angulaire d'autorotation SAAR d'au moins 360 degrés dans un premier intervalle de temps T1 donné ou à une vitesse angulaire supérieure à un seuil de vitesse d'autorotation SVAR donné.
  • A titre d'exemple, le seuil angulaire d'autorotation SAAR est de 360 degrés, autrement dit l'état d'autorotation est détecté à partir d'un tour complet dans le premier intervalle de temps T1 qui est notamment d'au plus 10 minutes, et par exemple de l'ordre de 5 à 10 minutes. Dans ce cas, l'état d'autorotation est détecté si la partie tournante 3 fait au moins un tour complet en moins de T1 minutes, et par exemple en moins de 10 minutes si T1 égal à 10 minutes. En variante ou en complément, le seuil de vitesse d'autorotation SVAR peut être d'au moins 6 t/h (tours par heure). Dans ce cas, l'état d'autorotation est détecté si la partie tournante 3 fait au moins un tour complet avec une vitesse angulaire supérieure ou égale à 6 t/h.
  • L'état d'oscillation est caractérisé par au moins un cycle de variations de l'angle d'orientation dans un premier sens puis dans un deuxième sens, opposé au premier sens (autrement dit au moins un cycle d'aller/retour ou de va-et-vient), caractérisé par un débattement angulaire DA de l'angle d'orientation au moins égal à un seuil angulaire d'oscillation SAO compris entre 20 et 180 degrés dans un second intervalle de temps T2 donné ou à une vitesse angulaire supérieure à un seuil de vitesse d'oscillation SVO donné.
  • A titre d'exemple, le seuil angulaire d'oscillation SAO est de 20 degrés, autrement dit l'état d'oscillation est détecté à partir d'un va-et-vient selon un débattement angulaire DA supérieur ou égal à 20 degrés dans le second intervalle de temps T2 qui est notamment d'au plus 5 minutes, et par exemple de l'ordre de 2 à 5 minutes. Dans ce cas, l'état d'oscillation est détecté si la partie tournante 3 fait un va-et-vient selon un débattement angulaire de 20 degrés au moins en moins de T2 minutes, et par exemple en moins de 5 minutes si T2 égal à 5 minutes. Il est à noter que sur un va-et-vient selon un débattement angulaire DA, la partie tournante 3 pivote de DA degrés dans un sens puis de DA degrés dans l'autre sens. En variante ou en complément, le seuil de vitesse d'oscillation SVO peut être d'au moins 1,3 t/h (tours par heure). Dans ce cas, l'état d'oscillation est détecté si la partie tournante 3 fait un va-et-vient selon un débattement angulaire de 20 degrés au moins avec une vitesse angulaire supérieure ou égale à 1,3 t/h.
  • Par ailleurs, il est envisageable que la grue à tour 1 comprenne au moins un anémomètre 8 propre à mesure une vitesse de vent et relié à l'unité de contrôle/commande 5. Ainsi, dans le mode de surveillance, l'unité de contrôle/commande 5 détecte un état d'instabilité aussi en fonction de la vitesse de vent, et en particulier un état d'instabilité critique comme décrit ultérieurement. Dans le mode de surveillance, si un état d'instabilité est détecté, alors l'unité de contrôle/commande 5 enregistre dans une mémoire 50 un évènement d'instabilité défini par un enregistrement :
    • d'une datation (jour et heure) de l'état d'instabilité,
    • des variations de la vitesse de vent ou une vitesse de vent moyenne ou une vitesse de vent maximale durant l'état d'instabilité ;
    et un enregistrement également d'un ou plusieurs paramètres d'instabilité choisis parmi :
    • des variations de l'angle d'orientation ;
    • des vitesses angulaires ou au moins une vitesse angulaire maximale durant l'état d'instabilité ;
    • l'amplitude angulaire pour un état d'autorotation ;
    • le débattement angulaire DA pour un état d'oscillation.
  • La grue à tour 1 comprend également un émetteur 7, filaire ou sans fil, relié à l'unité de contrôle/commande 5, de sorte que l'unité de contrôle/commande 5 déclenche une émission par l'émetteur 7 à un tiers d'un message préventif contenant l'évènement d'instabilité, avec toutes les données enregistrées associées telles que datation, vitesse de vent et paramètre(s) d'instabilité.
  • Dans le mode de surveillance, l'unité de contrôle/commande 5 détecte également si l'état d'instabilité correspond à l'un des états d'instabilité critiques suivants, établis quelle que soit la vitesse du vent :
    • un état d'autorotation dans lequel l'amplitude angulaire est supérieure à un seuil critique angulaire d'autorotation SCAAR dans le premier intervalle T1 de temps donné, ce seuil critique angulaire d'autorotation SCAAR étant supérieur au seuil angulaire d'autorotation SAAR ;
    • un état d'autorotation dans lequel la vitesse angulaire est supérieure à un seuil critique de vitesse d'autorotation SCVAR, ce seuil critique de vitesse d'autorotation SCVAR étant supérieur au seuil de vitesse d'autorotation SVAR.
  • Dans l'exemple ci-dessus, le seuil angulaire d'autorotation SAAR est de 360 degrés, et par exemple le seuil critique angulaire d'autorotation SCAAR est de 720 degrés (soit 2 tours). Dans ce cas, l'état d'instabilité critique est détecté si la partie tournante 3 fait au moins deux tours en moins de T1 minutes, et par exemple en moins de 10 minutes si T1 égal à 10 minutes.
  • Dans l'exemple ci-dessus, le seuil de vitesse d'autorotation SVAR est de 6 t/h, et par exemple le seuil critique de vitesse d'autorotation SCVAR est de 12 t/h. Dans ce cas, l'état d'instabilité critique est détecté si la partie tournante 3 fait au moins un tour complet avec une vitesse angulaire supérieure ou égale à 12 t/h.
  • Dans une version avantageuse, la vitesse de vent est prise en considération pour caractériser un autre état d'instabilité critique, qui correspond à un état d'autorotation dans lequel la vitesse angulaire est comprise entre le seuil de vitesse d'autorotation SVAR et le seuil critique de vitesse d'autorotation SCVAR, et la vitesse de vent est supérieure à un seuil critique de vitesse de vent SCVV, qui est par exemple compris entre 10 et 20 m/s, et notamment entre 14 et 20 m/s.
  • Dans l'exemple ci-dessus, le seuil de vitesse d'autorotation SVAR est de 6 t/h, et le seuil critique de vitesse d'autorotation SCVAR est de 12 t/h. Dans l'exemple ci-dessus, le seuil critique de vitesse d'autorotation SCVAR est de 9 t/h. Dans ce cas, l'état d'instabilité critique est détecté si la partie tournante 3 fait au moins un tour complet avec une vitesse angulaire comprise entre 6 t/h et 12 t/h, et si (double condition) la vitesse de vent est supérieure au seuil critique de vitesse de vent SCVV qui est par exemple de 14 m/s.
  • Lorsqu'un tel d'instabilité critique est détecté, alors l'unité de contrôle/commande 5 déclenche au moins une action d'alerte, comme par exemple une tout ou partie des actions d'alerte de la liste ci-dessous :
    • activation d'une alarme locale, sonore ou lumineuse, l'unité de contrôle/commande 5 étant reliée à un générateur d'alarme locale 7, comme par exemple un haut-parleur dans l'exemple illustré en Figure 1 ;
    • émission d'un message d'alarme à une entité distante, via l'émetteur 6 ;
    • émission à un tiers d'un message d'avertissement informant sur une détection d'un état d'instabilité critique, via l'émetteur 6 ;
    • activation du frein mécanique d'orientation 44 ;
    • activation du système motorisé d'orientation 40 pour générer un couple de freinage opposé à la rotation de la partie tournante 3.

Claims (16)

  1. Grue à tour (1) comprenant une tour (2) sur laquelle est montée pivotante une partie tournante (3) selon un axe d'orientation (20) au moyen d'un mécanisme de pivotement, ledit mécanisme de pivotement (4) incluant au moins un système motorisé d'orientation (40), un frein mécanique d'orientation (44) et un détecteur angulaire (45) apte à détecter un angle d'orientation de la partie tournante (3), ladite grue à tour (1) étant configurable entre une configuration de service dans laquelle la partie tournante (3) est pilotable en rotation sur la tour selon l'axe d'orientation (20) au moyen du système motorisé d'orientation (40), et une configuration hors service dans laquelle la partie tournante (3) est libérée en rotation sur la tour selon l'axe d'orientation (20) pour pouvoir s'orienter dans la direction du vent, ledit frein mécanique d'orientation (44) étant désactivé dans la configuration hors service, ladite grue à tour (1) comprenant une unité de contrôle/commande (5) raccordée au système motorisé d'orientation (40), au frein mécanique d'orientation (44) et au détecteur angulaire (45), ladite grue à tour (1) étant caractérisée en ce que, dans la configuration hors service, l'unité de contrôle/commande (5) active un mode de surveillance dans lequel l'unité de contrôle/commande (5) détecte, en fonction de variations de l'angle d'orientation de la partie tournante (3) ou en fonction de variations d'une vitesse angulaire de la partie tournante (3) établie à partir des variations de l'angle d'orientation, si la partie tournante (3) est dans l'un des états d'instabilité suivants :
    - un état d'autorotation, correspondant à un mouvement rotatif de la partie tournante (3) dans un sens donné sur au moins un tour complet, caractérisé par une variation de l'angle d'orientation selon une amplitude angulaire au moins supérieure à un seuil angulaire d'autorotation d'au moins 360 degrés dans un premier intervalle de temps donné ou à une vitesse angulaire supérieure à un seuil de vitesse d'autorotation donné ; ou
    - un état d'oscillation, correspondant à un mouvement de va-et-vient de la partie tournante (3) autour de l'axe d'orientation (20), caractérisé par au moins un cycle de variations de l'angle d'orientation dans un premier sens puis dans un deuxième sens, opposé au premier sens, caractérisé par un débattement angulaire de l'angle d'orientation au moins égal à un seuil angulaire d'oscillation compris entre 20 et 180 degrés dans un second intervalle de temps donné ou à une vitesse angulaire supérieure à un seuil de vitesse d'oscillation donné.
  2. Grue à tour (1) selon la revendication 1, dans laquelle, dans la configuration de service, l'unité de contrôle/commande (5) désactive le mode de surveillance.
  3. Grue à tour (1) selon les revendications 1 ou 2, comprenant au moins un anémomètre (8) propre à mesure une vitesse de vent et relié à l'unité de contrôle/commande (5), et dans laquelle, dans le mode de surveillance, l'unité de contrôle/commande (5) détecte un état d'instabilité aussi en fonction de la vitesse de vent.
  4. Grue à tour (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle, dans le mode de surveillance, si un état d'instabilité est détecté, alors l'unité de contrôle/commande (5) enregistre un évènement d'instabilité défini par un enregistrement d'une datation de l'état d'instabilité et d'un ou plusieurs paramètres d'instabilité choisis parmi :
    - des variations de l'angle d'orientation ;
    - des vitesses angulaires ou au moins une vitesse angulaire maximale durant l'état d'instabilité ;
    - l'amplitude angulaire pour un état d'autorotation ;
    - le débattement angulaire pour un état d'oscillation.
  5. Grue à tour (1) selon les revendications 3 et 4, dans lequel, dans le mode de surveillance, si un état d'instabilité est détecté, alors l'unité de contrôle/commande (5) enregistre dans l'événement d'instabilité également des variations de la vitesse de vent ou une vitesse de vent moyenne ou une vitesse de vent maximale durant l'état d'instabilité.
  6. Grue à tour (1) selon les revendications 4 ou 5, dans laquelle l'unité de contrôle/commande (5) déclenche une émission à un tiers d'un message préventif contenant l'évènement d'instabilité.
  7. Grue à tour (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle, dans le mode de surveillance, l'unité de contrôle/commande (5) détecte si l'état d'instabilité correspond à l'un des états d'instabilité critiques suivants :
    - un état d'autorotation dans lequel l'amplitude angulaire est supérieure à un seuil critique angulaire d'autorotation dans le premier intervalle de temps donné, ledit seuil critique angulaire d'autorotation étant supérieur au seuil angulaire d'autorotation ;
    - un état d'autorotation dans lequel la vitesse angulaire est supérieure à un seuil critique de vitesse d'autorotation, ledit seuil critique de vitesse d'autorotation étant supérieur au seuil de vitesse d'autorotation ;
    et lorsque un tel état d'instabilité critique est détecté, alors l'unité de contrôle/commande (5) déclenche au moins une action d'alerte.
  8. Grue à tour (1) selon les revendications 3 et 7, dans laquelle un autre état d'instabilité critique correspondant à un état d'autorotation dans lequel la vitesse angulaire est comprise entre le seuil de vitesse d'autorotation et le seuil critique de vitesse d'autorotation, et la vitesse de vent est supérieure à un seuil critique de vitesse de vent.
  9. Grue à tour (1) selon la revendication 8, dans laquelle le seuil critique de vitesse de vent est compris entre 10 et 20 m/s, et par exemple entre 14 et 20 m/s.
  10. Grue à tour (1) selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel l'action d'alerte comprend une activation d'une alarme locale, sonore ou lumineuse.
  11. Grue à tour (1) selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, dans laquelle l'action d'alerte comprend une émission d'un message d'alarme à une entité distante.
  12. Grue à tour (1) selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, dans laquelle l'action d'alerte comprend une émission à un tiers d'un message d'avertissement informant sur une détection d'un état d'instabilité critique.
  13. Grue à tour (1) selon l'une quelconque des revendications 7 à 12, dans laquelle l'action d'alerte comprend une activation du frein mécanique d'orientation (44).
  14. Grue à tour (1) selon l'une quelconque des revendications 7 à 13, dans laquelle l'action d'alerte comprend une activation du système motorisé d'orientation (40) pour générer un couple de freinage opposé à la rotation de la partie tournante (3).
  15. Procédé de surveillance d'une grue à tour (1) comprenant une tour (2) sur laquelle est montée pivotante une partie tournante (3) selon un axe d'orientation (20) au moyen d'un mécanisme de pivotement (4), ledit mécanisme de pivotement (4) incluant au moins un système motorisé d'orientation (40), un frein mécanique d'orientation (44) et un détecteur angulaire (45) apte à détecter un angle d'orientation de la partie tournante (3), ladite grue à tour (1) étant configurable entre une configuration de service dans laquelle la partie tournante (3) est pilotable en rotation sur la tour selon l'axe d'orientation (20) au moyen du système motorisé d'orientation (40), et une configuration hors service dans laquelle la partie tournante (3) est libérée en rotation sur la tour selon l'axe d'orientation (20) pour pouvoir s'orienter dans la direction du vent, ledit frein mécanique d'orientation (44) étant désactivé dans la configuration hors service, ladite grue à tour (1) comprenant une unité de contrôle/commande (5) raccordée au système motorisé d'orientation (40) et au détecteur angulaire (45), ledit procédé de surveillance comprenant, dans la configuration hors service, une étape d'activation d'un mode de surveillance dans lequel l'unité de contrôle/commande (5) détecte, en fonction de variations de l'angle d'orientation de la partie tournante (3) ou en fonction de variations d'une vitesse angulaire de la partie tournante (3) établie à partir des variations de l'angle d'orientation, si la partie tournante (3) est dans l'un des états d'instabilité suivants :
    - dans un état d'autorotation, correspondant à un mouvement rotatif de la partie tournante (3) dans un sens donné sur au moins un tour complet, caractérisé par une variation de l'angle d'orientation selon une amplitude angulaire au moins supérieure à un seuil angulaire d'autorotation d'au moins 360 degrés dans un premier intervalle de temps donné ou à une vitesse angulaire supérieure à un seuil de vitesse d'autorotation donné ; ou
    - dans un état d'oscillation, correspondant à un mouvement de va-et-vient de la partie tournante (3) autour de l'axe d'orientation (20), caractérisé par au moins un cycle de variations de l'angle d'orientation dans un premier sens puis dans un deuxième sens, opposé au premier sens, caractérisé par un débattement angulaire de l'angle d'orientation au moins égal à un seuil angulaire d'oscillation compris entre 20 et 180 degrés dans un second intervalle de temps donné ou à une vitesse angulaire supérieure à un seuil de vitesse d'oscillation donné.
  16. Procédé de surveillance selon la revendication précédente, comprenant, dans la configuration de service, une étape de désactivation du mode de surveillance.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08324965A (ja) * 1995-05-26 1996-12-10 Taisei Corp クレーンの旋回ブレーキ自動解放装置
FR2931466A1 (fr) * 2008-05-22 2009-11-27 Manitowoc Crane Group France Procede de commande du mouvement d'orientation de la partie tournante d'une grue a tour
US20140083965A1 (en) * 2012-09-24 2014-03-27 Liebherr-Werk Biberach Gmbh Crane

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010008713B4 (de) * 2010-02-19 2015-04-23 Wolffkran Holding Ag Wippausleger-Turmkran
DE202014001801U1 (de) * 2014-02-26 2015-05-27 Liebherr-Components Biberach Gmbh Kran
DE102016001037A1 (de) * 2016-02-01 2017-08-03 Liebherr-Werk Biberach Gmbh Verfahren zur Windfreistellung einer Arbeitsmaschine sowie Arbeitsmaschine zur Verfahrensausführung
DE102018127783A1 (de) * 2018-11-07 2020-05-07 Liebherr-Werk Biberach Gmbh Kran sowie Verfahren zum Windfreistellen eines solchen Krans

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08324965A (ja) * 1995-05-26 1996-12-10 Taisei Corp クレーンの旋回ブレーキ自動解放装置
FR2931466A1 (fr) * 2008-05-22 2009-11-27 Manitowoc Crane Group France Procede de commande du mouvement d'orientation de la partie tournante d'une grue a tour
US20140083965A1 (en) * 2012-09-24 2014-03-27 Liebherr-Werk Biberach Gmbh Crane

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