Brevet FR2349531A1 — publié le 19771125

La présente invention concerne une commande automatique de mécanisme de pivotement ou de chariot porte-palan pour amortir les oscillations de la charge portée par des grues à dispositif de levage par cabale. On sait qu'une charge suspendue à un câble commence par ralentir le déplacement de la volée de grue ou du chariot portepalan lors de la mise en marche du mécanisme de pivotement ou du chariot porte-palan, pour créer ensuite un mouvement d'oscillation. Un tel mouvement oscillatoire est gênant pour le fonctionnement en toute sécurité de la grue et pour un accès exact au point désiré. Le grutier cherche donc à réduire ce mouvement oscillatoire par une commande manuelle habile de la vitesse du mécanisme de pivotement ou du chariot porte-palan. Mais ceci nécessite de l'expérience et peut dépasser les possibilités d'un grutier non exercé. Différents dispositifs sont connus pour le contrôle automatique de l'amortissement des mouvements oscillatoires, qui utilisent soit la position oblique du câble (DT-OS 1756441, DT-OS 1950885, DT-OS 1920737, DT-OS 2005323) soit là composante horizontale de force du câble (DT-OS 1806281), soit la durée de la période de chaque oscillation (DT-OS 2022745, DT-OS 2421613) comme signal initial pour le contrôle de la commande du mécanisme de pivotement ou du chariot porte-palan. La production d'un signal initial de ce type exige dans tous les cas des mesures coûteuses. Par ailleurs, les signaux initiaux ne peuvent être transformés en signaux de commande entraînant un amortissement de l'oscillation que par l'intermédiaire de dispositifs coûteux.En outre, il est difficile pour ce contrôle de tenir compte dans le processus de mise en marche de la position oblique nécessaire du câble et le cas échéant d'une position oblique existante de la grue. On connait en outre un procédé destiné à éviter les oscillations d'une charge suspendue librement au câble d'une grue lors du déplacement de la grue au moyen duquel une impulsion est donnée à la commande en vue de l'amortissement désiré de ltoscil- lation, impulsion qui ouvre le frein et qui débraye le moteur d'entrainement. De cette manière, certains mouvements précis du câble porteur en position oblique sont transmis à la grue, grâce à quoi la friction de la grue sur soniassise ou bien le mécanisme de contrôle entrainé par un moteur diminue l'énergie cinétique ou statique de la charge et en conséquence amortit l'oscillation. L'inconvénient est que la transmissit)n de la puissance est couple tement interrompue et qu'en outre, lorsque la groie est en position oblique, il faut faire face à d'autres difficultés (DT-OS 2146935). L'objet de la présente invention est de maintenir aussi petite que possible la première déviation inévitable due aux oscillations et de réduire complètement aussi rapidement- que possible le mouvement oscillatoire qui se produit néanmoins, c'est-àdire de linortir. Dans le même temps la puissance maximale nécessaire au fonctionnement doit être réduite. Grâce au dispositif qui vient d'entre indiqué, l'invention consiste dans le fait qu'au delà dune puissance déterminée de la commande du mécanisme de pivotement ou du chariot porte-palan qui est déterminée par le couple résistant grandissant qui se manifeste, la vitesse du mécanisme de pivotement ou du chariot porte-palan est automatiquement réduite, et que lorsque ce couple résistant est réduit, la vitesse du mécanisme de pivotement ou du chariot porte p an est automatiquement augmentée. L'invention présente plusieurs avantages Tout d'abord le couple de rotation maximal tombe rapidement après la mise en marche et l'amplitude de la première oscillation inévitable reste faible.Ensuite la vitesse est automatiquement accélérée dans la partie positive du couple au moment de l'oscillation en avant de la charge, et elle est automatiquement réduite lors de l'oscillation en retour de la charge, et de ce fait le mouvement oscillatoire est automatiquement diminué. Il existe en outre l'avantage que la puissance maximale nécessaire reste faible. De plus, le signal initial du contrôle (par pression hydraulique ou courant électrique) peut être mesuré de façon simple. Finalement il existe l'avantage que le signal initial peut être facilement transforme en un signal de manoeuvre pour l'amortissement. - D'autres caractéristiques de l'invention et en particulier des phases successives du processus de mise en marche et d'amortissement des oscillations apparattront au cours de la description qui va suivre, description se référant au dessin annexé dans lequel La Figure 1 est une représentation graphique de la relation existant entre le couple moteur et le couple frein d'une part, et la vitesse d'autre part (surface caractéristique "couple de rotation - vitesse") de la commande du mécanisme de pivotement ou du chariot porte-palan, et sous ce graphique sont représentées les positions relatives de la charge par rapport à la flèche ou au chariot porte-palan dans les positions diverses figurant dans la surface caractéristique. La Figure 2 représente deux dispositifs connecteurs de la commande hydraulique d'une grue tournante ou roulante La Figure 3 représente deux dispositifs connecteurs d'une grue tournante ou roulante actionnée électriquement. On considere une grue pivotante ou roulante au repos. Lors de la mise en mouvement du mécanisme de pivotement ou du chariot porte-palan, le coupe moteur commence par monter de O à 1. Ensuite, l'inertie de la masse de la flèche ou du chariot porte-palan s'accélère. Le couple de rotation dont on dispose se situe La son maximum dans la zone 1-2, et il va en diminuant avec le nombre de tours dans la zone 2-3. La charge qui était encore située sous la flèche ou le chariot porte-palan en 1 commence à rester en arrière et n'est ensuite accélérée que par la traction oblique du câble. Lorsque le câble a atteint sa position oblique maximale, qui reste faible en raison de la réduction du couple de rotation 2-3, -la charge commence à osciller vers l'avant, ce qui entraine une diminution couple de retenue.La flèche ou le chariot porte-palan se déplace plus rapidement en fonction de la courbe caractéristique "nombre de tours - couple de rotation et la différence de vitesse existante-entre la charge et la flèche ou le chariot porte-palan diminue. Mais la flèche ou le chariot portepalan n'atteignent pas encore en 3 la vitesse de la charge oscillante, de sorte que cette dernière oscille en avant et produit un couple résistant négatif 4. Lorsqu'un couple frein important survient, la flèche ou le chariot porte-palan se déplace plus lentement en 4 - 5 en raison de la réduction du couple derotation effectif, de sorte que l'amplitude de l'oscillation se renforce ensuite en 5. Ce'renforcement est encore amplifié par l'oscillation de retour car l'accélération négative qui se manifeste sur la charge en raison de sa position oblique n'est effective que pendant une courte durée en riison de l'accélération de la flèche ou du chariot porte-palan en 5 - 6. La charge oscille vers l'arrière et produit un couple résistant positif qui décélère à nouveau la flèche ou le chariot porte-palan en 7 - 8 et de ce fait diminue l'amplitude de l'oscillation. Lorsqu'une nouvelle oscillation se produit en 8 - 9 à partir d'une oscillation de faible amplitude, la vitesse de l'oscillation est située en dessous de la vitesse maximale de la flèche ou du chariot porte-palan, de sorte que la flèche ou le chariot porte-palan peut se déplacer au-dessus de la charge et continuer à se déplacer en synchronisme avec cette dernière. La commande du dispositif qui vient d'être décrite ainsi que la surface caractéristique qui vient d'être expliquée peuvent être mises en oeuvre aussi bien avec un dispositif hydraulique qu' un dispositif électrique de la façon suivante. Dans le dispositif de commande hydraulique selon la Figure 2a le fluide s'écoule directement en circuit fermé du moteur 20 vers la pompe à débit variable 21. La haute pression effective selon la direction du couple résistant vers la gauche ou vers la droite est mesurée lors de son passage à travers la soupape à deux voies 23 et dirigée vers le dispositif de commande 24.Ce dispositif émet un signal de commande lorsqu'une certaine puissance est dépassée, qui réduit automatiquement le volume de levage de la pompe à débit variable 21 lorsque la pression de service augmente, ou bien accroit altomatiquement ce volume en cas de baisse de la pression de service et commande ainsi la vitesse de réduction de l'arbre de sortie du moteur 20 en fonction du couple résistant. Dans le dispositif hydraulique de la Figure 2b on utilise'une pompe à débit variable 25 et un servomoteur 26. La haute pression qui est mesurée au passage dans la soupape à deux voies 27 est transmise au dispositif de commande 28 dont le signal de commande agit sur le servomoteur 26.Au-dessus d'une certaine puissance, le volume de levage du servomoteur 26 est automatiquement augmenté lorsque la pression de service augmente, et est automatiquement diminué lorsque cette pression de service baisse et la vitesse de réduction de l'arbre de sortie du servomoteur 26 est donc commandée en fonction du couple résistant. Dans le dispositif de commande électrique selon la Figure 3a comportant une dynamo réglable 29 et un moteur à courant continu constant 30, une tension proportionnelle au courant circulant entre le moteur à courant continu 29 et la dynamo 30 est mesurée par l'intermédiaire d'une résistance 31, et cette tension est transmise au dispositif de commande 33 par l'intermédiaire d'un redresseur 32. Ce dispositif de commande émet un signal de commande qui au dessus d'une certaine puissance affaiblit automatiquement le champ de la dynamo 29 lorsque la puissance augmente, ou inversement renforce automatiquement ce champ lorsque la puissance du courant baise, et de ce fait détermine la vitesse de réduction de l'arbre de sortie du moteur à courant continu 30 en fonction du couple de rotation. Dans le dispositif électrique de la Figure 3b, comportant une dynamo réglable 34 et un moteur à courant continu réglable 35, une tension proportionnelle au courant circulant entre la dynamo 34 et le moteur à courant continu 35 est mesurée par llintermé- diaire d'une résistance 36 et transmise à un dispositif de commande 38 par l'intermédiaire d'un redresseur 37. Ce dispositif de commande émet un signal de commande qui au-dessus d'une certaine puissance renforce automatiquement le champ du moteur à courant continu 35 lorsque la puissance du courant augmente, et qui inversement réduit automatiquement ce champ lorsque la puissance du courant baisse et de ce fait détermine la vitesse de réduction de l'arbre de sortie du moteur à courant continu 35 en fonction du couple de rotation. REVENDICAT1ONS 1.- Dispositif de commande pour grue pivotante et grue a chariot porte-palan, caractérisée par le fait qutau dessus d'une certaine puissance déterminée du dispositif de commande du mécanisme de pivotement ou du chariot porte-palan lorsque le couple résistant augmente, la vitesse du mécanisme de pivotement ou du chariot portepalan est automatiquement réduite, et lorsque le couple résistant diminue, la vitesse du mécanisme de pivotement ou du chariot portepalan est automatiquement augmentée. 2.- Dispositif hydraulique selon la Revendication 1.- caractérisé par le fait que les deux circuits principaux du dispositif de commande hydraulique (20, 21) sont connectés par un dispositif de commande (24)-par l'intermédiaire d'une soupape à deux voies (23) ledit dispositif de commande réduisant automatiquement le volume de levage de la pompe à débit variable (21) quand la pression de service augmente. 3.- Dispositif hydraulique selon la Revendication 1.- caractérisé par le fait que les deux circuits principaux du dispositif de commande hydraulique (25, 26) sont connectés par un dispositif de commande (28) par l'intermédiaire d'une soupape à deux voies (27) ledit dispositif de commande augmentant automatiquement le volume de levage du servo-moteur (26) quand la pression de service diminue. 4.- Dispositif électrique de système Léonard selon la Reven-dication 1.- caractérisé par le fait qu'une tension proportionnelle à la puissance du courant est mesurée dans l'un des circuits principaux et agit sur le dispositif de commande (33) par l'intermédiaire d'un redresseur (32) de manière telle que le champ de la dynamo (29) est automatiquement réduit lorsque la puissance du courant augmente. 5.- Dispositif électrique de système Léonard selon la Revendication 1.- caractérisé par le fait qu'une tension proportionnelle à la puissance du courant est mesurée dans l'un des circuits principaux et agit sur le dispositif de commande (38) par l'intermédiaire du redresseur (37) de manière telle que le champ de la dynamo (35) est automatiquement renforcé lorsque la puissance du courant augmente.