Brevet FR2744802A1 — publié le 19970814

La présente invention concerne un procédé de contrôle de changements d'états des caractéristiques cinématiques de l'organe moteur d'un engin tel que, notamment, appareil de levage, monte-charge ou autre, par exemple lors d'un freinage. On entend par changements d'états des caractéristiques cinématiques le passage de l'un à l'autre des états suivants : mouvement constant, mouvement accéléré, mouvement freiné et/ou immobilisation. La présente invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé de contrôle et des applications de ce dernier à la mesure du temps écoulé entre deux changements d'états, à la surveillance de l'évolution des performances d'un dispositif de freinage, prévu associé audit engin, ainsi qu'à la détermination aux instants de changements d'états de la vitesse dudit organe moteur et ceci plus particuliérement pour des dispositifs de manutention. II est toutefois à noter que la présente invention n'est pas limitée à de telles applications, et pourra être utilisée, de manière large, quelle que soit la nature de l'engin surveillé et/ou quelle que soit la nature des mouvements de son organe moteur. En règle générale, quand on souhaite suivre le fonctionnement d'un engin muni d'un organe moteur, on est souvent amené à contrôler les changements d'états des caractéristiques cinématiques dudit organe. A titre d'exemple, lors d'une phase de freinage, on peut ainsi vouloir détecter, notamment, I'apparition de l'ordre de freinage, le commencement effectif dudit freinage et/ou l'immobilisation de l'organe moteur. Actuellement, pour cela, on effectue une mesure de la vitesse Q dudit organe en continu et on repère les changements d'états correspondant à partir de l'allure de la courbe Q (t) relevée. Un tel procédé est particulièrement astreingant et complexe puisqu'il oblige donc à déterminer et analyser l'ensemble d'une courbe alors que la connaissance de seulement certains de ces points peut être suffisants pour la surveillance du freinage. De plus, il présente l'inconvénient de nécessiter l'utilisation de dispositifs de relevé de vitesse en continu au coût élevé, susceptibles, en outre, de vieillissement et/ou d'imprécision. Le but de la présente invention est de proposer un procédé de contrôle de changements d'états des caractéristiques cinématiques de l'organe moteur d'un engin qui pallie les inconvénients précités et permette de repérer ponctuellement au moins l'immobilisation dudit organe. Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé de contrôle de changement d'état des caractéristiques cinématiques d'un organe moteur d'un engin qui permette de repérer lesdits changements d'états uniquement grâce à la mesure de signaux secondaires, c'est-à-dire différents de la course, du régime, de la vitesse et/ou de l'accélération dudit organe. Un avantage de la présente invention est de permettre l'utilisation d'un dispositif de contrôle de changements d'états des caractéristiques cinématiques de l'organe moteur d'un engin qui soit plus simple et plus fiable que les dispositifs de relevés de vitesse en continu utilisés à cet effet. Un autre avantage de la présente invention est de permettre la surveillance des performances d'un dispositif de freinage prévu associé à un engin, grâce au seul repérage ponctuel des changements d'état des caractéristiques cinématiques de l'organe moteur dudit engin. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre qui n'est donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. La présente invention concerne un procédé de contrôle de changements d'états des caractéristiques cinématiques de l'organe moteur d'un engin tel que, notamment, appareil de levage, monte-charge ou autre, par exemple lors d'un freinage, dans lequel on repère ponctuellement au moins l'immobilisation dudit organe moteur en réalisant les étapes suivantes: - on mesure au moins un signal secondaire généré lors des mouvements dudit organe, - on détecte le passage de la valeur dudit signal par rapport à un seuil de signal donné. La présente invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de contrôle, décrit ci-dessus, de changements d'états des caractéristiques cinématiques de l'organe moteur d'un engin tel que, notamment, appareil de levage, monte-charge ou autre, par exemple lors d'un freinage, comprenant au moins des moyens pour repérer ponctuellement l'immobilisation dudit organe. La présente invention concerne aussi une application du procédé de contrôle, décrit ci-dessus, de changements d'états des caractéristiques cinématiques de l'organe moteur d'un engin tel que, notamment appareil de levage, monte-charge ou autre, par exemple lors d'un freinage, à la mesure du temps écoulé entre deux changements d'états. La présente invention concerne, en outre, une application du procédé de contrôle, décrit ci-dessus, de changements d'états des caractéristiques cinématiques de l'organe moteur d'un engin tel que, notamment appareil de levage, monte-charge ou autre, lors d'un freinage, à la surveillance de l'évolution des performances d'un dispositif de freinage, prévu associé audit engin, dont les caractéristiques sont pré-établies en fonction de la charge. La présente invention concerne de plus une application du procédé de contrôle, décrit ci-dessus, de changements d'états des caractéristiques cinématiques de l'organe moteur d'un dispositif de manutention, par exemple lors d'un freinage, à la détermination aux instants de changements d'états de la vitesse dudit organe moteur, sa vitesse initiale étant connue et ses caractéristiques cinématiques étant pré-établies. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante accompagnée des dessins en annexe qui en font partie intégrante. La figure 1 décrit un exemple d'engin muni d'un organe moteur dont les changements d'états des caractéristiques cinématiques peuvent être contrôlés par un procédé conforme à l'invention. La figure 2 illustre un exemple de successions de changements d'états des caractéristiques cinématiques de l'organe moteur d'un engin, lors d'une phase de freinage, susceptibles d'être contrôlés par un procédé conforme à l'invention. La présente invention concerne un procédé de contrôle de changements d'états des caractéristiques cinématiques de l'organe moteur d'un engin tel que, notament, appareil de levage, monte-charge ou autre, par exemple lors d'un freinage. Bien que plus particulièrement développée pour de telles applications, elle n'est toutefois pas limitée à ce domaine et pourra être utilisée, de manière large, quelle que soit la nature de l'engin surveillé et quelle que soit la nature des mouvements de son organe moteur. Comme évoqué plus haut, on entend par changements d'états des caractéristiques cinématiques de l'organe moteur d'un engin, passage de l'un à l'autre des états suivants : mouvement constant, mouvement accéléré, mouvement freiné et/ou immobilisation dudit organe moteur. Par ailleurs, on entend par engin tout dispositif de masse donnée susceptible d'être entraîné en mouvement et/ou d'entraîner une charge en mouvement et ceci quelle que soit la trajectoire dudit dispositif et/ou de ladite charge. A la figure 1, on observe un exemple d'engin 1 muni d'un organe moteur 2 dont les changements d'états des caractéristiques cinématiques sont susceptibles d'être contrôlés par un procédé conforme à l'invention. Ledit engin 1 entraîne, par exemple, une charge 3, notamment en rotation, par l'intermédiaire d'un arbre 4 tournant à une vitesse Q. Selon l'invention, on repère ponctuellement au moins l'immobilisation dudit organe moteur 2. Pour cela, on mesure au moins un signal secondaire, généré lors des mouvements dudit organe 2. Comme évoqué plus haut, par signal secondaire, on comprend signal différent de la course, du régime, de la vitesse et/ou de l'accélération dudit organe 2. Selon l'exemple illustré, lesdits mouvements sont constitués, notamment, par la rotation de l'arbre 4 et/ou les déplacements de la charge 3. On détecte alors le passage de la valeur dudit signal par rapport à un seuil de signal donné, par exemple, par l'apparition de fronts montants et/ou descendants. La présente invention présente ainsi l'avantage de permettre le repérage de changements d'états des caractéristiques cinématiques de l'organe moteur 2 sans avoir à déterminer, en continu, la vitesse Q de ce dernier. En effet, selon le présent procédé, il suffit de comparer la valeur d'un signal secondaire par rapport à un seuil et de détecter ponctuellement le passage de ladite valeur en-dessous ou au-dessus dudit seuil. Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, ledit signal secondaire mesuré varie dans le même sens que la vitesse dudit organe 2 et ledit seuil de signal correspond à la valeur dudit signal lorsque ledit organe 2 est à l'arrêt. On repère alors l'immobilisation dudit organe 2 en détectant le passage de la valeur dudit signal en-dessous dudit seuil de signal. A titre d'exemple, on mesure, en tant que dit signal secondaire, I'amplitude et/ou la fréquence des vibrations générées par ledit engin 1. Si lesdites vibrations se trouvent dans le domaine sonore, on peut alors repérer l'immobilisation dudit organe moteur 2, par exemple, par le silence dudit engin 1 ou, tout du moins, par passage de l'intensité sonore endessous d'un seuil de bruit donné correspondant au bruit résiduel dudit engin 1 à l'arrêt. Si l'on se reporte de nouveau à la figure 1, on constate que l'engin I comprend, par exemple un dispositif de freinage 5 apte à agir, notamment, sur un tambour 6 prévu sur l'arbre 4 de manière à pouvoir immobiliser l'organe moteur 2. On peut ainsi soumettre l'engin 1 à un freinage. Comme représentée à la figure 2, la vitesse Q de l'organe moteur 2 est alors, par exemple, constante avant le point A illustrant l'ordre de freinage. Le mouvement est ensuite accéléré entre ledit point A et le point B de commencement effectif dudit freinage, puis décéléré jusqu'au point d'immobilisation C. Selon un mode particulier de l'invention, lors d'une telle phase: - on repère ponctuellement l'ordre de freinage, - on repère ponctuellement le commencement effectif dudit freinage, en réalisant, au moins à partir dudit ordre, les étapes suivantes: - on mesure le niveau de contrainte se propageant dans l'engin 1, - on détecte le passage dudit niveau de contrainte audessus d'un seuil de contrainte donné, - on effectue, au moins à partir dudit ordre, ledit repérage ponctuel de l'immobilisation dudit organe. On repère ainsi l'emplacement des points A, B, C de changements d'états, au moins sur l'axe des abscisses, sans avoir à enregistrer en continu puis analyser la vitesse de l'organe moteur 2. Par freinage effectif, on entend, par exemple, moment à partir duquel les mâchoires du dispositif de freinage 5 rentrent en contact avec le tambour 6 de l'arbre 4. On repère d'ailleurs ce phénomène par mesure du niveau de contrainte car ces dernières notamment correspondent aux déformations générées dans l'engin 1 par friction des différentes pièces mécaniques entre elles. La mesure du ou des signaux secondaires et/ou du niveau de contrainte est réalisée, soit de manière continue, soit de manière discrète, tout en conservant une fréquence de prise d'informations assez élevée de manière à assurer la qualité du repérage des changements d'états. Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, on définit au moins ledit seuil de signal et/ou ledit seuil de contrainte lors d'un essai de freinage préalable. La présente invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de contrôle, décrit ci-dessus, de changements d'états des caractéristiques cinématiques de l'organe moteur 2 d'un engin 1. Selon l'invention, ledit dispositif comprend au moins des moyens pour repérer ponctuellement l'immobilisation dudit organe 2. II s'agit, par exemple, d'un capteur piézo-électrique, prévu dans le cas de l'engin 1 illustré, sur ses parties mobiles en rotation. Ledit capteur piézo-électrique permet ainsi de mesurer, notamment, les vibrations de l'engin 1 et, couplé à des moyens de traitement, de détecter le passage desdites vibrations en-dessous d'un seuil donné, repérant alors l'immobilisation du système. Ledit dispositif comprend, en outre, éventuellement des moyens pour repérer ponctuellement un ordre de freinage et des moyens pour repérer ponctuellement le commencement effectif dudit freinage. Lesdits moyens pour repérer ponctuellement un ordre de freinage sont constitués, par exemple, par un instrument de détection de la présence d'un courant dans le circuit de commande du dispositif de freinage 5, ledit circuit de commande se présentant sous la forme, notamment, d'une électrovanne et/ou d'un électro-aimant. Quant aux moyens pour repérer le commencement effectif du freinage, ils sont constitués, par exemple, de jauges extensométriques aptes à mesurer le niveau de contrainte se propageant dans l'engin 1 et de moyens de traitements associés permettant la détection du passage dudit niveau de contrainte au-dessus d'un seuil de contrainte donné. La présente invention concerne également une application du procédé de contrôle, décrit ci-dessus, de changement d'état des caractéristiques cinématiques de l'organe moteur 2 d'un engin 1 à la mesure du temps écoulé entre deux changements d'états. Comme représenté par la figure 2, ledit procédé permet ainsi, par exemple, grâce au repérage ponctuel desdits changements d'états, de déterminer, lors du freinage, le temps t, écoulé entre l'ordre de freinage et le commencement effectif dudit freinage et/ou le temps tf écoulé entre ledit commencement effectif du freinage et l'immobilisation de l'organe 2. A ce sujet, la présente invention concerne également une application du procédé de contrôle, décrit ci-dessus, de changements d'états des caractéristiques cinématiques de l'organe moteur 2 d'un engin 1, lors d'un freinage, à la surveillance de l'évolution des performances du dispositif de freinage 6, prévu associé audit engin 1, les caractéristiques dudit dispositif de freinage 5 étant pré-établies en fonction de la charge. En effet, la mesure du temps tr permet, notamment, d'avoir une image de l'état du circuit de commande du dispositif de freinage 5 tandis que la mesure du temps tf permet, par exemple, de déterminer l'efficacité de ce dernier. A chaque freinage, on détermine ainsi, selon le procédé de contrôle conforme à l'invention, les temps t, et tf que l'on compare à des temps de référence, prélevés, notamment, lors d'un essai initial de l'engin 1, et l'on surveille tes éventuelles dérives. La surveillance distincte de l'évolution des temps tr et tf permet d'ailleurs, notamment, de déterminer sélectivement s'il convient d'intervenir sur le circuit de commande du dispositif de freinage 5 et/ou directement sur ce dernier. De manière à assurer la pertinence des comparaisons entre les mesures effectuées et les temps de référence préalablement relevés, une éventuelle correction en fonction de la masse de la charge 3 freinée pourra être effectuée. Une telle modélisation est réalisée, notamment, grâce à la phase initiale d'essai évoquée plus haut. La présente invention concerne également une application du procédé de contrôle, décrit ci-dessus, de changements d'états des caractéristiques cinématiques de l'organe moteur 2 d'un dispositif de manutention, par exemple lors d'un freinage, à la détermination aux instants de changements d'états de la vitesse dudit organe moteur 2, sa vitesse initiale Qj étant connue et ses caractéristiques cinématiques étant pré-établies, par exemple, en fonction de la charge 3, éventuellement freinée. En effet, si notamment grâce à la phase initiale d'essai évoquée plus haut, on détermine les lois de comportements cinématiques de l'organe moteur 2 entre les différents changements d'états, la connaissance préalable de sa vitesse initiale et du temps écoulé entre chaque changement d'état permet alors, notamment, de connaître sa vitesse à chacun de ces instants. On peut ainsi déterminer, grâce au procédé de contrôle conforme à l'invention, lors de la phase de freinage illustré à la figure 2, par exemple, la vitesse Qmax de l'organe moteur 2 lors du commencement effectif du freinage. Naturellement, d'autres mises en oeuvre de la présente invention à la portée de l'homme de l'art auraient pu être envisagées sans pour autant sortir du cadre de la présente demande. REVENDICATIONS 1. Procédé de contrôle de changements d'états des caractéristiques cinématiques de l'organe moteur (2) d'un engin (1) tel que, notamment appareil de levage, monte-charge ou autre, par exemple lors d'un freinage, dans lequel on repère ponctuellement au moins l'immobilisation dudit organe moteur (2), en réalisant les étapes suivantes: - on mesure au moins un signal secondaire, généré lors des mouvements dudit organe (2), - on détecte le passage de la valeur dudit signal par rapport à un seuil de signal donné. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ledit signal secondaire varie dans le même sens que la vitesse dudit organe (2), ledit seuil de signal correspond à la valeur dudit signal lorsque ledit organe (2) est à l'arrêt et on détecte le passage de la valeur dudit signal en-dessous dudit seuil de signal. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on mesure, en tant que dit signal secondaire, I'amplitude et/ou la fréquence des vibrations générées par ledit engin (1). 4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, lors d'un freinage: - on repère ponctuellement l'ordre de freinage, - on repère ponctuellement le commencement effectif dudit freinage, en réalisant, au moins à partir dudit ordre, les étapes suivantes: - on mesure le niveau de contrainte se propageant dans l'engin (1), - on détecte le passage dudit niveau de contrainte audessus d'un seuil de contrainte donné, - on effectue, au moins à partir dudit ordre, ledit repérage ponctuel de l'immobilisation dudit organe (2). 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel on définit au moins ledit seuil de signal et ledit seuil de contrainte lors d'un essai de freinage préalable. 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de contrôle, selon la revendication 1, de changements d'états des caractéristiques cinématiques de l'organe moteur (2) d'un engin (1), tel que, notamment appareil de levage, monte-charge ou autre, par exemple lors d'un freinage, comprenant au moins des moyens pour repérer ponctuellement l'immobilisation dudit organe (2). 7. Dispositif selon la revendication 6 comprenant, en outre, des moyens pour repérer ponctuellement un ordre de freinage et des moyens pour repérer ponctuellement le commencement effectif dudit freinage. 8. Application du procédé de contrôle, selon la revendication 1, de changements d'états des caractéristiques cinématiques de l'organe moteur (2) d'un engin (1) tel que, notamment appareil de levage, monte-charge ou autre, par exemple lors d'un freinage, à la mesure du temps écoulé entre deux changements d'états. 9. Application du procédé de contrôle, selon la revendication 4, de changements d'états des caractéristiques cinématiques de l'organe moteur (2) d'un engin (1) tel que, notamment, appareil de levage, monte-charge ou autre, lors d'un freinage, à la surveillance de l'évolution des performances d'un dispositif de freinage (5), prévu associé audit engin (1), dont les caractéristiques sont pré-établies en fonction de la charge. 10. Application du procédé de contrôle, selon la revendication 1, de changements d'états des caractéristiques cinématiques de l'organe moteur (2) d'un dispositif de manutention, par exemple lors d'un freinage, à la détermination aux instants de changements d'états de la vitesse dudit organe moteur (2), sa vitesse initiale étant connue et ses caractéristiques cinématiques étant pré-établies.