Brevet FR2501660A1 — publié le 19820917

La présente invention est relative aux dispositifs de sécurité s'opposant à la surcharge des grues mobiles ou engins de levage et de manutention, dénommés ci-après contrôleurs d'état de charge (ces). Les contrôleurs d'état de charge comportent différents sous-ensembles. Ils interdisent à la grue mobile de soulever ou de foire mouvoir une charge supérieure à la charge nominale, définie par le constructeur de la grue mobile. Un contr81eur d'état de charge comporte générolement les sous-ensembles suivants (figure 1) t - Un bottier de visualisation 1 ou pupitre qui renseigne le conducteur de la grue par des moyens audio-visuels sur différents paramètres tels que : charge soulevée, portée, angle de flèche, etc.; rapport de la charge soulevée à la charge autorisée exprimé en ; configuration de la grue ; défauts ou alarme ; par exemple, sans que cette énumération soit limitative. - Une unité centrale 2 de traitement électronique dialoguant avec les autres sous-ensembles du CEC. - Des copteurs de force 3, d'angle 4, de devers 5, de longueur de flèche etc., dont les informations sont transmises à l'unité centrale afin d'afficher et d'exploiter pour calcul : la charge soulevée, la longueur de flèche, la portée, etc. - Des détecteurs d'éléments de configuration qui sont des contacts tout ou rien, ou dispositifs équivalents, qui renseignent l'unité centrale sur la configuration de la grue, à savoir si la grue est calée sur patins 6, si la grue est sur pneus 7, si la grue est en orientation avant 8, ou arrière 9, ou latérale 10, par exemple, sans que cette liste soit limitotive. - Un coffret de neutralisation il qui permet de mettre le aC hors service en cas de panne de ce dernier, le réarmement du CEC ne pouvont être fait que par un personnel qualifié. Ce coffret contient généralement les relais de coupures 12 actionnés par l'unité centrale afin d'assurer la coupure des mouvements dangereux de la grue mobile. Tous ces sous-ensembles sont distincts, ou partiellement confondus, mais sont dons la majorité des cas distincts et dispersés sur la grue. Afin que le CEC, qui est un véritable système, fonctionne, tous ces éléments sont reliés entre eux par de nombreux câbles ou même par lioisons radio-électriques lorsqu'il est impossible d'installer sur la grue des supports filaires. Une norme (NFE52-084 de juillet 1978) définit les conditions de fonctionnement des contrôleurs d'état de charge et les exigences auxquelles ils doivent satisfaire pour répondre aux exigences régl';- mentaires de sécurité. Cette norme prévoit notomment que les CEC doivent etre pourvus d'une sécurité positive. Ainsi, lorsqu'un défaut apparalt au niveau des circuits externes, l'action sur les mow ements doit s'effectuer comme s'il y avait détection d'une surcharge absolue. On entend par circuits externes,les câbles de liaison et leurs prises, ou autres supports de type radio-électrique par exemple. Ces éléments sont soumis à des chocs accidentels fréquents sur chantier qui peuvent provoquer : leur coupure, leur mise en courtcircuit, l'altération de leur impédance interne. Dans ce cas si des moyens appropriés ne sont pas mis en oeuvre, les informations transmises à l'unité centrale peuvent être fausses, d'où un risque de basculement de l'engin mobile. L'invention a pour but de proposer une solution au problème de la sécurité positive exigée des contrôleurs d'état de charge pour grues mobiles ou engins de levage et de monutention, aussi bien au niveau des cables qu'ou niveau des détecteurs de configuration ou au niveau des capteurs. Elle a pour objet un dispositif de sécurité s'opposant à la surcharge d'une grue mobile ou d'un engin de levage et de manutention, du type comportant notamment une unité centrale de traitement électronique, des détecteurs d'éléments de configuration et des capteurs, ces différents sous-ensembles étant reliéspar des câbles oudes supports de type radio-électrique, caractérisé en ce que, pour assurer une sécurité positive au niveau des câbles ou supports de type radio-électrique, les signaux utilisés sont soumis à deux détecteurs de seuil de façon à rejeter les signaux de niveau trop faible ou trop élevé, afin que la variation d'amplitude de ces si gnaux ne puisse donner de fausses informations. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - les signaux sont caractérisés par deux fréquences fixes correspondant respectivement aux états 1 et o; - les signaux sont caractérisés par deux tensions, ou courants, de préférence de polarités opposées correspondant respectivement aux états 1 et 0; - les signaux sont caractérisés par une fréquence variable avec zéro décalé, fonction linéaire d'une grandeur mesurée. - les signaux sont caractérisés par une variation de fréquence (f + E f) et (f - Af) nécessitant l'utilisation d'un modem ou équi- volent. - les messages échangés entre les différents sous-ensembles sont codés en iode série avec contrôle d'erreur; - les différents sous-ensembles sont reliés par un bus et sont adressables en iodle série; - pour assurer une sécurité positive au niveau des détecteurs de configuration, ces détecteurs sont à contacts inverseurs et sont reliés par trois fils à leurs circuits électroniques associés; - pour assurer une sécurité positive au niveau des capteurs à potentiomètre ou à jauges de contrainte, ces copteurs sont associés chacun à un circuit électronique de codage délivrant un signal série, avec changeient de fréquence en cas de coupure; - l'unité centrale de troiteient électronique assure la détection des pannes affectant les sous-ensembles par l'intermédiaire de son dispositif d'adressage. A titre d'exemple et pour faciliter l'intelligence de la description, on a représenté au dessin annexé : Figure 1 un schéma symbolique simplifié d'un contrôleur d'état de charge de type connu ; Figure 2 un schéma symbolique simplifié d'un exemple de réalisation d'un contrôleur d'étot de charge selon l'invention, à sécurité positive. En se reportant au dessin, on retrouve avec les maies références les mêmes éléments sur les figures 1 et 2, à savoir le boitier de visualisation 1, l'unité centrale de traitement électronique 2 le bottier de neutralisation 11 et les relais de coupure 12. Sur la figure 2, l'unité centrale 2 est reliée par une ligne omnibus 13, ou bus, à un certain nombre de circuits électroniques 15 associés chacun à un détecteur 14 d'élément de configuration adres- sable. L'unité centrale 2 est reliée par le même bus 13 à un certain nombre de capteurs 16 à potentiomètre et/ou de capteurs 17 à jauges de contrainte, par l'intermédiaire de circuits électro~ niques de codage 18, 19 respectivement. Pour assurer une sécurité positive au niveau des ciblés dé liaison, ou des autres supports de type radio-électrique par exemple, reliant les différents sous-ensembles de capteurs et de détecteurs à l'unité centrale, l'invention prévoit un certain nombre de moyens relatifs aux signaux utilisés, aux messages échongés et au caractère adressable des détecteurs, capteurs et sousensembles électroniques utilisés. Les signaux utilisés ne peuvent donner de fausses informations par une variation de leur amplitude en courant ou tension. Si leur niveau est trop faible ou trop élevé, ils sont rejetés par des détecteurs de seuils. Les signaux utilisés sont caractérisés : - soit par deux fréquences : fl = 5 KHz par exemple coractérisant l'état 1 fO = 10 KHz par exemple caractérisant l'état O - soit par deux tensions ou courants, de préférence avec changement de polarité : V1 = + 5V par exemple caractérisant l'état 1 V2 = - 5V par exemple caractérisant l'état. O - soit par une fréquence variable par exemple dans la plage de 2 à 10 KHz, proportionnelle à une grandeur mesurée - soit par une variation de fréquence (f + if) et (f nécessitant l'utilisation d'un modem ou dispositif équivalent. Les messages échangés entre les différents éléments sont de préférence du type série avec contrôle d'erreur, par exemple en code Homming ou en code avec contrale de parité. Les détecteurs et/ou capteurs et/ou sous-ensembles électroniques sont adressables. Ils sont reliés par bus 13, ce qui présente l'avantage de diminuer le nombre de conducteurs, le nombre de prises, donc le nombre de pannes. Pour assurer une sécurité positive au niveau des détecteurs de configuration 14, ces détecteurs de configuration sont b deux états (équivalent d'un contact inverseur). Les circuits électroniques associés 15 permettent de renvoyer à l'unité centrale l'information directe et l'information complémentaire, par exemple l'information " satin sorti " et l'information " patin non rentré ". En cas de coupure du câble, trois fils reliant le circuit électronique associé 15 et le détecteur de configuration 14, la sécurité positive est assurée. Pour assurer une sécurité positive au niveau des capteurs, les capteurs à potentiomètre 16 ou à jauges de contrainte 17 sont reliés à des circuits électroniques de codage 18, 19. Ces circuits sont des convertisseurs analogiques-numérique, ou des convertisseurs tension-fréquence fournissant des signaux série. Ils permettent : - la détection de toute coupure de c8ble ou de court-circuit des cibles reliant les potentiomètres16 ou les jauges 17 aux circuits électroniques de codage 18, 19 ; - la détection de toute coupure d'une des branches du pont de jauges ou du potentiomètre. Dans ce cas, le circuit électronique de codage délivre un signal série à une cadence plus élevée ou plus faible, ce qui est détecté par l'unité centrale. Ceci est réalisé en vérifiant les valeurs des branches du pont de jauge 17, ou du potentiomètre 16, ou par tout autre dispositif équivalent. Dans ce cas, le code envoyé par le circuit électronique de codage peut comporter un message coractérisant l'erreur sans changemment de fréquence. Ainsi, dans le cas d'une grue mobile ou d'un engin de levage et de manutention, l'invention permet d'assurer une sécurité positive au niveau des divers éléments d'un contr8leur d'état de charge. Dans l'exemple de réalisation de la figure 2, les sousensembles 15, 18 et 19 sont représentés distincts. Il va de soi qu'ils peuvent 8tre réunis dans un circuit électronique concentré assurant plusieurs fonctions. De même, si à un point donné de la grue il y a plusieurs capteurs voisins, leurs circuits électroniques seront concentrés en un seul bottier relié au bus 13. .EVENDICATIONS 1.- Dispositif de sécurité s'opposant à la surcharge d'une grue mobile ou d'un engin de levage et de manutention, du type comportant notamment une unité centrale de traitement électronique, des détecteurs d'éléments de configuration et des capteurs, ces différents sous-ensembles étant reliés par des câbles ou des supports de type radio-électrique, caractérisé en ce que, pour assurer une sécurité positive au niveau des cables ou supports de type radio-électriqve, les signaux utilisés sont soumis à deux détecteurs de seuil de façon à rejeter les signaux de niveau trop faible ou trop élevé, afin que la variation d'amplitude de ces signaux ne puisse donner de fausses informations. 2.- Dispositif selon la revendication 1, dans lequel lesdits signaux sont caractérisés par deux fréquences fixes correspondant respectivement aux états 1 et 0. 3. - Dispositif selon la revendication 1, dans lequel lesdits signaux sont caractérisés par deux tensions, ou courants, de préférence de polarités opposées correspondant respectivement aux états 1 et 0. 4.- Dispositif selon la revendication 1, dans lequel lesdits signaux sont caractérisés par une fréquence variable avec zéro décalé, fonction linéaire d'une grandeur mesurée. 5.- Dispositif selon la revendication 1, dans lequel lesdits signaux sont caractérisés par une variation de fréquence (f +f) et (f - f) nécessitant l'utilisation d'un modem ou équivalent. 6.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les messages échangés entre les différents sousensembles sont codés en mode série avec contrôle d'erreur. 7.- Dispositif selon la revendlcation 1, caractérisé en ce que les différents sous-ensembles sont reliés par un bus (13) et sont adressables en mode série. 8.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour assurer une sécurité positive au niveau des détecteurs de configuration, ces détecteurs (14) sont à contacts inverseurs et sont reliés par trois fils à leurs circuits électroniques associés (15). 9.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour assurer une sécurité positive au niveau des capteurs à potentiomètre (16) ou à jauges de contrainte (17), ces capteurs sont associés chacun à un circuit électronique de codage (18, 19) délivrant un signal série, avec changement de fréquence en cas de coupure. 10.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'unité centrale (2) de traitement électronique assure la détection des pannes affectant les sous-ensembles par l'inter médiaire de son dispositif d'adressage. 11.- Dispositif selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que les circuits électroniques de codage de plusieurs détecteurs ou capteurs sont concentrés en un circuit unique assurant plusieurs fonctions.