Brevet FR2743058A1 — publié le 19970704

La présente invention concerne un dispositif d'antipatinage pour un chariot qui est susceptible de translation dans un engin de levage et auquel est suspendue une charge. Les engins de levage tels que les ponts roulants ou les portiques comprennent en effet un chariot déplaçable en translation sur des rails au moyen de galets commandés par des moteurs de déplacement horizontal situés sur le chariot et pilotés par un variateur de vitesse, et au moins un moteur de levage associé à un dispositif de suspension de la charge afin de lever ou d'abaisser celle-ci. Le moteur de levage peut être disposé à l'écart du chariot dans une machinerie et associé à des câbles transitant par le chariot; il peut aussi être disposé sur le chariot. La présence du moteur de levage sur le chariot par rapport à la disposition du moteur dans une machinerie apporte quelques avantages tels qu'une maintenance réduite des câbles puisque seul est alors à entretenir le dispositif de suspension de la charge, et l'utilisation d'un moteur de levage moins puissant. Cependant, I'embarquement du moteur de levage sur le chariot augmente la masse du chariot de manière importante. Ainsi, cette disposition ne permet de fortes décélérations du chariot qui peuvent en effet entraîner une perte d'adhérence du chariot aux rails de déplacement et nécessiter par conséquent de plus grandes distances de freinage. Par ailleurs, lors d'une phase d'accélération, la masse importante du chariot ainsi que l'éventuel ballant du dispositif de suspension de la charge dans le sens de déplacement du chariot contribuent au risque de patinage du chariot. II est donc nécessaire que la rampe d'accélération soit faible, ce qui ne permet alors pas des accélérations rapides du chariot. En outre, I'usure des galets peut aussi favoriser le patinage du chariot. En effet la diminution du diamètre d'un galet entraîne une augmentation de sa vitesse angulaire car il est en partie entraîné par les autres galets, le moteur entraînant ce galet toume alors plus vite et foumit moins de couple ce qui provoque un surcouple sur le moteur entraînant un galet non usé. Or le déséquilibre de la répartition des couples des moteurs peut provoquer lors des phases d'accélération et de décélération un patinage du chariot. La présente invention a par conséquent pour but de déplacer un chariot, auquel est suspendue une charge et sur lequel est embarqué le moteur de levage de la charge et des moteurs de déplacement du chariot, en optimisant la rampe d'accélération et la pente de décélération du déplacement, tout en contrôlant le risque de patinage et ce par un dispositif régulateur de l'accélération et de la décélération du chariot. L'invention conceme un dispositif d'antipatinage pour un chariot déplaçable en translation dans un engin de levage tel qu'un pont roulant ou un portique à l'aide d'au moins deux paires de galets d'entraînement et auquel est suspendue une charge comprenant: - des moteurs de déplacement horizontal du chariot associés respectivement à un galet ou à deux paires de galets d'entraînement, - des moyens de commande de vitesse des moteurs comprenant un générateur de rampe, - des moyens de détection de la position linéaire réelle du chariot et de la position linéaire présumée des galets foumissant des signaux de position linéaire, - des moyens d'antipatinage qui assurent en fonction des signaux reçus des moyens de détection une accélération ou une décélération du chariot minimisant le patinage du chariot. Selon l'invention les moyens d'antipatinage comprennent: - des unités de calcul déterminant d'une part les vitesses linéaires des galets en fonction des signaux de position linéaire des galets, et d'autre part la vitesse linéaire réelle du chariot en fonction du signal de position linéaire du chariot, et délivrant des résultats de calcul respectifs; - un organe soustracteur et comparateur qui soustrait les résultats reçus des unités de calcul, compare le résultat de la soustraction à une valeur de seuil de patinage, représentative d'une vitesse différentielle pour laquelle le risque de patinage commence, et délivre un signal d'écart s; - un correcteur d'accélération du chariot qui délivre, en fonction du signal d'écart E reçu, un signal de correction y de la rampe du générateur de rampe des moyens de commande. L'unité de calcul des vitesses des galets délivre comme résultat de calcul la vitesse la plus élevée des vitesses des galets ou la vitesse moyenne des galets. L'unité de calcul de la vitesse réelle du chariot délivre comme résultat de calcul la vitesse réelle du chariot. La description faite ci-après en regard des dessins fera ressortir les caractéristiques et avantages de l'invention. Aux dessins annexés: - la figure 1 illustre schématiquement un dispositif conforme à l'invention; - la figure 2 illustre un mode de réalisation du dispositif de la figure 1. Le dispositif d'antipatinage de la figure 1 est associé à un engin de levage, tel que pont roulant, portique ou analogue, muni d'un chariot 10 déplaçable en translation sur un rail selon une direction X avec une vitesse variable V, au moyen d'au moins deux moteurs de déplacement MI et M2 pilotés par des moyens de commande de vitesse 11 et associés respectivement à au moins deux paires de galets d'entraînement G1 et G2. Les moyens de commande de vitesse 11 peuvent consister en un variateur de vitesse unique pour les deux moteurs de déplacement ou en deux variateurs de vitesse, prévus chacun pour un moteur comme le montre la figure 2.Le chariot subit des accélérations ou décélérations dictées par un générateur de rampe 110 associé aux moyens de commande 11 de manière à faire varier sa vitesse de déplacement V jusqu'à une vitesse de régime établi Ve ou jusqu'à une vitesse nulle pour son arrêt. Sur le chariot est en outre embarqué un moteur de levage ML pour faire varier la longueur du câble de suspension d'une charge non représentée telle qu'un conteneur par exemple. La présence de ce moteur de levage engendre une masse du chariot importante; les accélérations ou décélérations du chariot sont susceptibles par suite de faire patiner le chariot sur le rail. Le dispositif d'antipatinage a pour but d'empêcher le patinage du chariot grâce à des moyens d'antipatinage 20 en boucle fermée, qui régule le signal d'accélération ou de décélération foumi par le générateur de rampe 110 agissant sur les moyens de commande de la vitesse de déplacement du chariot. Des moyens de détection, non représentés, sont associés au chariot pour délivrer des signaux représentatifs respectivement, de la position linéaire présumée X1 de la première paire de galets G1, de la position linéaire présumée X2 de la seconde paire de galets G2 et de la position linéaire réelle X0 du chariot. Ces moyens de détection consistent en deux codeurs associés respectivement aux paires de galets G1 et G2, estimant et délivrant les signaux X1 et X2 et en un troisième codeur associé à un galet détecteur G3 et délivrant le signal X0. Le galet G3 est solidaire du chariot 10 mais est indépendant des galets d'entraînement pour pouvoir engendrer le signal de position réelle X0 du chariot. Les moyens d'antipatinage 20 comprennent des unités de calcul 21 et 22 aptes à calculer les vitesses linéaires des galets V1 et V2 et respectivement la vitesse linéaire réelle VO du chariot, un organe soustracteur et comparateur 23 en aval des unités de calcul et enfin un correcteur 24 de la rampe d'accélération du générateur de rampe 110. L'unité 21 reçoit les signaux X1 et X2 foumis par les codeurs associés au paires de galets G1 et G2, calcule à partir de ces signaux les vitesses V1 et V2 respectives des deux paires de galets en déterminant d'une part, la vitesse la plus élevée Vmax des deux vitesses V1 et V2, et d'autre part, la vitesse moyenne Vmoy de ces vitesses V1 et V2 représentative de la vitesse de l'ensemble des galets du chariot. L'unité 21 délivre un résultat de calcul VR égal, soit à la vitesse la plus élevée Vmax, soit à la vitesse moyenne Vmoy, selon le mode de calcul et de réalisation choisi pour détecter le risque de patinage du chariot. L'unité 22 reçoit le signal XO du codeur associé au galet de transmission G3, calcule la vitesse VO réelle du chariot et délivre comme résultat de calcul cette même vitesse VO. L'organe soustracteur et comparateur 23 calcule la variation de vitesse AV entre les résultats de calcul VR et VO délivrés par les unités de calcul respectives 21 et 22. Dans un premier mode de réalisation, L'organe soustracteur et comparateur 23 calcule la variation de vitesse AV entre la vitesse la plus élevée des galets Vmax et la vitesse réelle du chariot VO reçues. Dans un second mode de réalisation, L'organe soustracteur 23 établit une comparaison entre la vitesse moyenne des galets Vmoy et la vitesse réelle du chariot VO. Puis la valeur AV est comparée dans l'organe 23 à une valeur de seuil de patinage AVs réglable, valeur pour laquelle le risque de patinage commence, pour délivrer d'une part une valeur analogique du signal d'écart E et d'autre part, une valeur logique 0 ou 1 indiquant respectivement le non patinage ou le risque proche du patinage du chariot. La période d'échantillonnage pour effectuer la comparaison entre les valeurs AV et AVs est par exemple égale à la période pour laquelle la consigne de vitesse des moyens de commande de vitesse 11 est redéfinie. Le signal d'écart E est envoyé au correcteur d'accélération 24 qui délivre un signal de correction y de la rampe d'accélération du générateur 110 pour modifier la pente de la rampe afin de modifier l'évolution de la consigne de vitesse des moyens de commande 11. Le terme accélération fait référence ici aussi bien à l'accélération qu'à la décélération, la correction effectuée s'applique en effet sur la pente d'accélération ou sur la pente de décélération. Lors d'une phase d'accélération du chariot, dans le cas d'une réponse de non patinage du chariot, le signal de correction y est choisi de manière à augmenter la pente de la rampe d'accélération pour permettre au chariot d'avancer plus vite sans patiner, et dans le cas d'une réponse de risque de patinage, le signal de correction y est choisi de manière à diminuer la pente de la rampe d'accélération, voire la rendre nulle, pour freiner légèrement le chariot. Par ailleurs, si certains galets d'entraînement présentent une usure de leur diamètre, leur vitesse angulaire sera différente ce qui entraînera un déséquilibre des couples des moteurs, et par suite un risque supplémentaire de patinage lors des phases d'accélération ou de décélération du chariot. En effet, les galets usés seront entraînés par rapport aux galets non usés et présenteront une vitesse angulaire plus élevée que celle des galets non usés, le moteur entraînant les galets usés foumira alors moins de couple. II sera par conséquent nécessaire de freiner les galets usés, il faudra pour y parvenir augmenter le couple du moteur entraînant les galets usés. Pour respecter l'équilibre des couples, le dispositif de l'invention comprend des moyens d'adaptation 30 de la vitesse du moteur entraînant le galet usé ou la paire de galets usés (figure 2). Ces moyens sont mis en oeuvre lors des phases de déplacement du chariot à la vitesse de régime établi Ve. En outre, ces moyens ne sont applicables que lorsque les moteurs de déplacement M1 et M2 sont pilotés séparément par des variateurs de vitesse indépendants. Les moyens d'adaptation 30 reçoivent en entrée les vitesses angulaires V'1 et V'2 des deux paires de galets lorsque le chariot a parcouru une distance donnée pendant la phase de déplacement du chariot à la vitesse de régime établi. Les vitesses angulaires V'1 et V'2 sont déterminées à partir des vitesses linéaires V1 et V2 calculées par l'unité 21. Les moyens 30 traitent ces signaux en établissant leur rapport V'2 et en comparant celui-ci à 1, valeur pour laquelle l'équilibre des couples est V'2 respecté. Si ce rapport est différent de 1, les moyens 30 délivrent un facteur de correction E' à appliquer à la consigne de vitesse du variateur de vitesse pilotant le moteur du galet usé pour augmenter la vitesse de ce moteur afin d'obtenir un rapport V'I V'2 égal à 1. Pour un meilleur contrôle du risque de patinage du chariot, le dispositif d'antipatinage de l'invention peut comprendre à son avantage un moteur de déplacement horizontal du chariot pour chaque galet d'entraînement du chariot. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'antipatinage pour un chariot déplaçable en translation dans un engin de levage tel qu'un pont roulant ou un portique à l'aide d'au moins deux paires de galets d'entraînement (G1, G2) et auquel est suspendue une charge comprenant: - des moteurs (M1, M2) de déplacement horizontal du chariot associés respectivement à un galet ou à une paire de galets d'entraînement (G1, G2), - des moyens de commande de vitesse (11) des moteurs (M1, M2) comprenant un générateur de rampe (110), - des moyens de détection de la position linéaire réelle du chariot et de la position linéaire présumée des galets foumissant des signaux de position linéaire XO, X1, X2, - des moyens d'antipatinage (20) qui assurent en fonction des signaux reçus des moyens de détection une accélération ou une décélération du chariot minimisant le patinage du chariot, caractérisé en ce que les moyens d'antipatinage (20) comprennent: - des unités de calcul (21, 22) déterminant, d'une part les vitesses linéaires (V1, V2) des galets en fonction de signaux de position linéaire X1, X2 des galets, et d'autre part la vitesse linéaire réelle (V0) du chariot en fonction d'un signal de position linéaire XO du chariot, et délivrant des résultats de calcul respectifs (VR et VO); - un organe soustracteur et comparateur (23) qui soustrait les résultats (VR, VO) reçus des unités de calcul (21, 22), compare le résultat (AV) de la soustraction à une valeur de seuil de patinage (AVs) et délivre un signal d'écart E;; - un correcteur (24) d'accélération du chariot qui délivre, en fonction du signal d'écart E reçu, un signal de correction y de la rampe du générateur de rampe (110). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de calcul (21) détermine la vitesse la plus élevée (Vmax) des vitesses (V1, V2) des galets et délivre ladite vitesse la plus élevée (Vmax) comme résultat de calcul (VR). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de calcul (21) détermine la vitesse moyenne (Vmoy) des galets à partir des vitesses calculées (V1, V2) des galets et délivre ladite vitesse moyenne (Vmoy) comme résultat de calcul (VR). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de calcul (22) délivre la vitesse réelle du chariot (V0) comme résultat de calcul (V0). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de détection des positions linéaires comprennent un galet détecteur (G3) solidaire du chariot, indépendant des galets d'entraînement et auquel est associé un codeur destiné à déterminer le signal XO de la position linéaire réelle du chariot. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de détection des positions linéaires comprennent des codeurs qui sont associés aux galets ou aux paires de galets d'entraînement (G1, G2) de manière à déterminer les signaux XI et X2 des positions linéaires présumées respectives des galets. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de commande de vitesse (11) consistent en un variateur de vitesse qui pilote deux moteurs (M1, M2) associés chacun à une paire de galets. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens de commande de vitesse (11) consistent en deux variateurs de vitesse qui pilotent chacun un moteur (M1, M2) associé à une paire de galets. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend un moteur pour chaque galet d'entraînement. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur de levage (ML) de la charge suspendue au chariot est embarqué sur le chariot. 11. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'adaptation (30) de la vitesse des moteurs mis en oeuvre lors du déplacement du chariot à une vitesse de régime établi (Ve), ces moyens (30) recevant les vitesses angulaires (V'1 V'2) des galets et délivrant un facteur de correction (E') à appliquer sur la consigne de vitesse du variateur de vitesse pilotant le moteur entraînant le galet usé.