Brevet FR2687390A1 — publié le 19930820

DISPOSITIF DE MESURE ET DE CONTROLE DE LA POSITION DE CHARGE SOLLICITEE PAR UN OU PLUSIEURS TREUILS DE LEVAGE A POULIES D'ADHERENCE L'invention se rattache au secteur technique des appareils de levage et de manutention de charges et plus particulièrement des dispositifs de contrôle de déplacement des charges. Il existe de nombreux treuils motorisés à poulies d'adhérence, dont la gorge est profilée en rond, en V ou en U, et dont le complément d'entraînement du câble est assuré par un système de galets presseurs. On connaît également des treuils à poulie d'adhérence formés par deux flasques serrés l'un contre l'autre par un système de ressorts entraînant le câble sur leur circonférence. Ces treuils et d'autres encore, tels que les treuils à tambour par exemple, permettent le déplacement d'une ou de plusieurs charges qu'il y a lieu ou non de synchroniser. La répétition exacte de ces mouvements d'élévation et d'abaissement de charges nécessite la maîtrise d'un certain nombre de paramètres qui sont, pour tous treuils quels qu'ils soient, les suivants a) le glissement interne du ou des moteurs b) le rendement du ou des treuils et des poulies de renvoi du système de levage c) l'allongement du câble en fonction de la charge et des effets induits par les accélérations et décélérations auxquels ils sont soumis Pour contrôler ces paramètres, des dispositifs de mesure sont étroitement associés et incorporés dans les différents treuils permettant ainsi la mesure à partir de la zone d'enroulement des câbles sur la bobine d'origine. En fait et en pratique, le contrôle de ces trois paramètres s'avére, dans le cas de treuils d'adhérence, très insuffisant et n'offre par toutes sécurités et fiabilité dans le positionnement des charges à une hauteur souhaitée. En effet, lors des recherches effectuées par les Demandeurs, il est apparu que d'autres paramètres n'étaient pas pris en compte pour le calcul et le positionnement des charges, ces paramètres étant importants et explicitant le manque de fiabilité et d'insuffisance de réglage. On a en effet constaté qu'il était au moins nécessaire de tenir compte des deux paramètres complémentaires suivants, à savoir 1) le glissement relatif du câble par rapport à la poulie en fonction de la charge et des phases d'accélération, décélération, en tenant compte que les vitesses peuvent être de l'ordre de 100 mètres/minute 2) le cheminement véritable du câble dans la gorge de la poulie. L'objet de l'invention vise donc à concevoir un dispositif permettant de mesurer et de contrôler la position des charges avec une rigueur améliorée en tenant compte non seulement des trois paramètres initiaux, mais les deux paramètres supplémentaires indiqués précédemment. Selon une première caractéristique de l'invention, le dispositif de mesure et de contrôle de la position de charge, ladite charge étant associée à un câble tracteur entraîné par un treuil, des moyens du type poulies étant fixés à un plan d'élévation et assurant l'orientation, le guidage et le renvoi des brins du câble, est remarquable en ce qu'il comprend un système de mesure associé à chaque treuil moteur, ledit système étant indépendant et non intégré directement au treuil moteur, et permettant la lecture et la mesure du déplacement du câble associé à la charge soulevée, et communiquant l'information à un système d'asservissement et de commande du treuil moteur considéré. Selon une autre caractéristique, le dispositif est remarquable en ce qu'il comprend au moins un codeur associé et fixé à une poulie de renvoi montée en suspension par rapport au plan d'appui supérieur et autorisant le passage, le guidage et entraînement d'un câble complémentaire cranté, ledit câble ayant une première extrémité associée à la charge à soulever et son autre extrémité associée à un contre-poids, ledit codeur communiquant les mesures par des moyens électroniques au treuil moteur afin de réguler les vitesses et positions de charge. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif est remarquable en ce qu'il comprend un ou plusieurs capteurs positionnés sur la charge soulevée, et se déplaçant le long d'un support rectiligne de mesure indexé fixe, participant au processus d'asservissement. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront bien de la suite de la description. Pour fixer l'objet de l'invention illustré non limitativement aux figures des dessins où La figure 1 est une vue à caractère schématique dans une première mise en oeuvre illustrant l'application du dispositif selon l'invention au soulèvement de deux charges. La figure 2 est une vue à caractère schématique partielle montrant le positionnement du dispositif de mesure par rapport à une barre support. La figure 3 est une vue à caractère schématique d'une variante de réalisation du dispositif selon l'invention avec élévation d'une seule charge. La figure 4 est une vue à caractère schématique montrant l'élévation de charges à partir d'une batterie de treuils, chacun étant équipé d'un dispositif de mesure selon l'invention. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant d'une manière non limitative aux figures des dessins. Le dispositif de mesure et de contrôle de la position de charge selon l'invention est remarquable en ce qu'il comprend un système de mesure associé à chaque treuil moteur, ledit système étant indépendant et non intégré directement au treuil moteur, et permettant la lecture et la mesure du déplacement du câble associé à la charge soulevée, et communiquant l'information à un système d'asservissement et de commande du treuil moteur considéré. Ainsi, selon l'invention, la lecture et la mesure de déplacement du câble à un instant T permet d'assurer l'émission d'un signal autorisant l'ajustement de la vitesse de l'élément moteur dans la mesure où à cet instant T la position du moyen de mesure se trouve différente de celle programmée initialement. Le dispositif selon l'invention est illustré dans une première mise en oeuvre aux figures 1 et 2. Dans le cas illustré, on a représenté le positionnement non limitatif de deux treuils (1) à freins électro-magnétiques par exemple positionnés sur un plan d'appui (2) au sol. Une barre support (3) ou palan est disposée dans un plan supérieur à une certaine hauteur et est agencée avec des moyens (4) directement fixés autorisant la suspension de poulies (5) de renvoi entre les flasques desquelles est engagé un câble tracteur (6) dont l'extrémité (6.1) est associée par des moyens (7) à une charge à lever (8). Dans cette mise en oeuvre, le dispositif selon l'invention comprend l'utilisation complémentaire d'un moyen de mesure (9) pouvant être un codeur monté ainsi qu'illustré figure 2 sur un arbre (10) associé à une première poulie de renvoi (11). Avantageusement, une autre poulie (12) permet le positionnement, le guidage et l'entraînement d'un câble (13) qui a la particularité d'être cranté, les poulies (11 - 12) sont de ce fait également crantées pour permettre le déplacement du câble précité. Ces poulies (11 - 12) sont montées en suspension à l'aide de moyens (14) de liaison et d'accrochage. Une première extrémité (13.1) du câble (13) est accrochée à la charge (8), tandis que son autre extrémité (13.2) est associée à un contre-poids (15). La câble cranté est avantageusement agencé avec une armature constituée par exemple de plusieurs brins d'acier ou autre matériau pour lui conférer une grande rigidité et éviter toute déformation par allongement. Selon l'invention, le dispositif permet ainsi la prise de mesure du déplacement du câble (6) en neutralisant l'influence de l'élasticité du glissement et de la charge. Le codeur peut être du type incrémental ou du type absolu. Tout en restant dans le cadre de l'invention, d'autres codeurs ou capteurs de force peuvent être disposés le long de la zone de déplacement du câble afin d'assurer les différentes mesures et contrôle de déplacement. A titre complémentaire, le moteur associé au treuil peut être du type à courant continu ou connu dans le commerce sous la dénomination "BRUSHLESS" offrant ainsi des avantages par son silence de fonctionnement, son temps de réponse et son entretien réduit. La sécurité est obtenue par un frein électro-magnétique, et d'éventuels fins de course. Selon l'invention, le ou les codeurs sont associés au treuil par des systèmes électroniques à microprocesseur permettant de faire varier les positions et les vitesses. Il est possible ainsi de piloter un nombre important de moteurs de treuils synchronisés entre eux associés chacun à un dispos tif de contrôle et de mesure selon l'invention. On a représenté par exemple, à la figure 1, l'utilisation de deux treuils avec dispositif de mesure, ou selon la figure 4 une batterie de treuils. Il est également possible de n'utiliser qu'un seul treuil avec son dispositif de mesure correspondant. Le dispositif de mesure peut être relié simultanément à plusieurs câbles porteurs d'une charge commune ou d'une charge distincte en un point déterminé de chacun des câbles. Avantageusement, des capteurs de force (18) peuvent être associés à certains des câbles en étroite relation avec un codeur en permettant par comparaison de maintenir la charge horizontale. On a également illustré dans une variante, figure 3, une autre mise en oeuvre du dispositif selon l'invention. Dans ce cas là, le dispositif de contrôle est directement positionné à partir du point d'amarrage de la charge, ou de chaque charge soulevée (8). Ce dispositif est avantageusement constitué par un ou plusieurs capteurs (16) qui sont soumis ainsi à un déplacement simultané avec la charge. Le ou les capteurs sont alors déplacés le long d'un support rectiligne de mesure indexé et participant au processus d'asservissement. Ce support rectiligne peut être une règle de mesure (17) disposée verticalement entre le plan d'appui au sol et la barre support supérieure. Cette règle de mesure indexée permet ainsi de contrôler par rapport au capteur la position en hauteur de ce dernier. Ainsi, selon 1 invention, le dispositif permet d'appréhender sans aucune difficulté les paramètres complémentaires indiqués précédemment et d'apporter immédiatement les correctifs nécessaires afin d'assurer le positionnement approprié de la ou des charges à soulever. Le dispositif permet de mesurer les évolutions de la vitesse du ou des câbles porteurs suivant un programme déterminé sur une suite de parcours successifs. On peut définir et réaliser des évolutions de vitesses égales ou différentes selon les besoins sur le ou les câbles d'un ensemble de batterie de treuils selon un programme synchronisé. Le dispositif selon l'invention permet de tenir compte des paramètres suivants - glissement du câble par rapport à sa poulie d'entraînement - variation de la vitesse linéaire du câble en un point donné par allongement de ce câble - variation du nombre de couches de câbles sur un tambour de treuil - variation de la vitesse de rotation des moteurs - programmation du variation de vitesse sur un parcours ou une suite de parcours par un seul câble ou en synchronisation avec l'évolution programmée de la vitesse des autres câbles. Les avantages ressortent bien de l'invention et on souligne en particulier la maîtrise nouvelle de paramètres importants, d'une manière simple et efficace. REVENDICATIONS -1- Dispositif de mesure et de contrôle de la position de charge, ladite charge (8) étant associée à un câble tracteur (6) entraîné par un treuil (1), des moyens du type poulies (5) étant fixés à un plan d'élévation (3) et assurant l'orientation, le guidage et le renvoi des brins du câble, caractérisé en ce qu'il comprend un système de mesure associé à chaque treuil moteur, ledit système étant indépendant et non intégré directement au treuil moteur, et permettant la lecture et la mesure du déplacement du câble associé à la charge soulevée, et communiquant l'information à un système d'asservissement et de commande du treuil moteur considéré. -2- Dispositif de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un codeur (9) associé et fixé à une poulie de renvoi (11) montée en suspension par rapport au plan d'appui supérieur et autorisant le passage, le guidage et l'entraînement d'un câble complémentaire (13) cranté, ledit câble ayant une première extrémité (13.1) associée à la charge à soulever (8) et son autre extrémité (13.2) associée à un contrepoids (15), ledit codeur communiquant les mesures par des moyens électroniques au treuil moteur afin de réguler les vitesses et positions de charge. -3- Dispositif de mesure selon la revendication 2, caractérisé en ce que le câble (13) est agencé et comprend des moyens formant armature lui conférant une grande rigidité et évitant toute déformation par allongement. -4- Dispositif de mesure selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une poulie de renvoi complémentaire permet le cheminement et le renvoi du câble cranté (13), ladite poulie étant fixée sur le plan d'appui supérieur. -5- Dispositif de mesure selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de codeurs ou capteurs de force disposés le long de la zone de déplacement du câble tracteur. -6- Dispositif de mesure selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moteurs de treuils sont synchronisés entre eux et associés chacun à un dispositif de contrôle et de mesure. -7- Dispositif de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un ou plusieurs capteurs (16) positionnés au point d'amarrage de la charge, ou chaque charge soulevée (8), et se déplaçant le long d'un support rectiligne de mesure (17) indexé participant au processus d'asservissement -8- Dispositif de mesure selon la revendication 7, caractérisé en ce que le support rectiligne est une règle indexée disposée verticalement entre un plan d'appui au sol et une barre support supérieur ou plan d'appui supérieur. -9- Dispositif de mesure selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend des capteurs de force (18) disposés sur certains câbles et étant en étroite relation avec le codeur (9).