Brevet FR2796058A1 — publié le 20010112

La présente invention se rapporte à un dispositif et à un procédé pour l'actionnement du crochet de charge d'une grue et plus particulièrement pour le changement de la position de celui-ci. On prévoit, pour déplacer le crochet de charge d'une grue, diverses parties d'entraînement et, par exemple, le mécanisme de hissage permettant de lever et d'abaisser la charge, le mécanisme de relevage permettant de relever un bras de grue ou le dispositif de rotation permettant de faire tourner la grue. Lorsqu'une charge doit être prélevée par le crochet de charge, les organes d'entraînement individuels sont actionnés séparément l'un de l'autre par l'opérateur de la grue, c'est-à- dire que, par exemple, une charge fixée au crochet de la grue est tout d'abord prélevée en actionnant le mécanisme de hissage. Ensuite, la charge est déplacée à sa position de levage dans sa trajectoire autour de l'axe de la grue en actionnant le dispositif de rotation. La charge est alors à nouveau abaissée, par exemple par le mouvement du mécanisme de relevage et un mouvement ultérieur du mécanisme de hissage. À cet effet, une pluralité de treuils et de parties d'entraînement doivent être actionnés par l'opérateur de la grue. Si une charge doit être transportée vers la grue sur un trajet horizontal, par exemple, l'opérateur de la grue doit alors actionner le mécanisme de relevage de sorte que, par exemple, le bras à aiguille de la grue est déplacé vers une position plus pentue, le mécanisme de hissage devant être réglé pour que le levage de la charge effectué par l'agrandissement de l'angle du bras à aiguille puisse être approximativement soumis à un contre-équilibrage. Un tel processus exige une concentration élevée de la part de l'opérateur de la grue qui, dans certains cas, peut ne pas être capable d'observer la poursuite du travail de construction autour de lui avec une attention suffisante, ce qui peut conduire à des situations dangereuses. Si la vision de l'opérateur de la grue est bloquée, par exemple par le côté d'un bâtiment, il est ainsi presque impossible de déplacer le long d'une ligne droite horizontale une charge qui a été prélevée. L'invention a ainsi pour objet de créer un procédé et un appareil pour le changement de la position du crochet de charge d'une grue, au moyen duquel le crochet de charge peut être déplacé d'une manière simple par l'opérateur de la grue. Cet objet est résolu par un procédé pour le changement de la position du crochet de charge d'une grue qui est caractérisé en ce que les parties d'entraînement prévues pour le mouvement du crochet de charge sont commandées de telle manière que le crochet de charge est déplacé le long d'un trajet établi au préalable. Conformément à d'autres caractéristiques de l'invention: - l'inclinaison des éléments de grue est prise en compte pour la commande des parties d'entraînement; - le mécanisme de hissage, le mécanisme de relevage et/ou le dispositif de rotation de la grue sont commandés; - des signaux provenant d'éléments capteurs prévus sur la grue sont pris en compte pour commander les parties d'entraînement; - le trajet établi au préalable est dans un plan horizontal; - le trajet établi au préalable est spécifié par un système de coordonnées X, Y, Z; - certaines positions du trajet établi au préalable sont fixées par déplacement et mise en mémoire des positions; - l'équilibrage de la grue est effectué en dépendance de la position momentanée et/ou de la situation de charge du crochet de charge et/ou de la charge totale de la grue. En ce qui concerne le dispositif pour le changement de la position du crochet de charge d'une grue, ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend: a) une première partie d'entraînement avec laquelle le crochet de charge peut être déplacé dans une première direction; b) une seconde partie d'entraînement avec laquelle le crochet de charge peut être déplacé dans une seconde direction; et c) un dispositif de commande avec lequel les mouvements des première et seconde parties d'entraînement peuvent être coordonnés de manière que le crochet de charge puisse être déplacé le long d'un trajet établi au préalable. Conformément à encore d'autres caractéristiques de l'invention: - au moins un élément capteur est prévu sur la grue et est couplé au dispositif de commande; - au moins un bouton de fonction est prévu pour le dispositif de commande, bouton de fonction au moyen duquel peut être réglé un mouvement établi au préalable du crochet de charge. Conformément à l'invention, les parties d'entraînement individuelles, de préférence au nombre d'au moins deux, telles que différents treuils, avec lesquelles le crochet de charge peut être déplacé, sont commandées de telle manière que le crochet de charge soit déplacé le long d'un trajet donné. L'opérateur de la grue détermine seulement, par exemple au moyen d'un levier de commande, qu'il désire déplacer le crochet de charge dans une direction horizontale, le mécanisme de hissage et le mécanisme de relevage étant ensuite par exemple commandés de telle manière que le changement de hauteur du crochet de charge provoqué par relevage du bras de grue par le mécanisme de relevage soit contre-balancé par une commande correspondante du mécanisme de hissage. Le mécanisme de hissage et le mécanisme de relevage sont par conséquent commandés, par exemple en combinaison, de sorte que le déplacement vertical du crochet de charge, à la suite du relevage du bras de grue au moyen du mécanisme de relevage, soit considéré comme étant une perturbation variable qui est réajustée en utilisant l'actionnement correspondant du mécanisme de hissage. Il est ici par exemple possible de calculer, à partir de l'angle momentané d'un ou de plusieurs bras de grue, comment le treuil doit être commandé pour permettre un réajustement du crochet de la grue pour que celui-ci soit déplacé dans un plan horizontal. Cependant, il est également possible de régler au préalable un trajet quelconque devant être parcouru par le crochet de charge tel qu'un gradient continu ou le suivi d'un certain profil de surface qui a, par exemple, été introduit dans une commande de la grue. Les parties d'entraînement individuelles du crochet de charge de la grue sont ici commandées en combinaison de sorte que le trajet donné est maintenu aussi exactement que possible. Au moyen d'une commande combinée ou coordonnée du mécanisme de hissage, du mécanisme de relevage et du dispositif de rotation, il est, par exemple, possible de diriger le crochet de charge de telle manière qu'il soit déplacé horizontalement au-delà de la position de la grue sur une ligne droite. Une charge peut également ici être suspendue au crochet de charge, des valeurs limites appropriées de la charge de travail de la grue étant avantageusement calculées au cours du mouvement du crochet de charge. Pendant la détermination ou le calcul des signaux de commande respectifs pour les parties d'entraînement, l'inclinaison du ou des bras, en particulier sous charge, est également avantageusement prise en compte, notamment calculée par avance, c'est-à-dire avant l'exécution du mouvement envisagé, de sorte qu'il est possible d'éliminer la variable de perturbation. A cet effet, par exemple, il est possible d'effectuer une interpolation entre des conditions de charge de la grue précédemment sauvegardées de manière à obtenir les valeurs intéressantes d'inclinaison pour le cas en question. Le mécanisme de hissage, le mécanisme de relevage et le dispositif de rotation de la grue sont de préférence choisis pour commander le crochet de grue, seulement une ou deux des parties d'entraînement ci- dessus pouvant également être choisie en dépendance du trajet donné devant être parcouru. Naturellement, il est possible d'inclure d'autres parties d'entraînement dans la commande de la direction du crochet de charge. Il est avantageux, pour le calcul des signaux de commande pour les parties d'entraînement du crochet de charge, d'utiliser les signaux de capteurs appropriés tels que des codeurs rotatifs, des codeurs incrémentiels à treuil et des codeurs linéaires, ou également des capteurs de charge, lesquels peuvent être fixés à des points appropriés de la grue de sorte qu'il est possible de déterminer l'état momentané de la grue au moyen des signaux de ces capteurs. Bien qu'il soit fréquemment avantageux en pratique de déplacer un crochet de charge dans un plan horizontal, il est également possible d'établir au préalable d'autres trajets que peut prendre le crochet de charge. La commande peut être ici effectuée, par exemple, de telle manière qu'une certaine partie d'entraînement telle que le mécanisme de relevage, soit déplacée dans une direction désirée et que d'autres parties d'entraînement, telles que le mécanisme de hissage et le dispositif de rotation, soient choisis de telle manière qu'ils se déplacent automatiquement afin de maintenir le mouvement du crochet de charge le long du trajet établi au préalable. La position du crochet de charge peut de préférence être déterminée en utilisant un système de coordonnées X, Y, Z, l'opérateur de la grue entrant alors, par exemple, les coordonnées X, Y et Z du point recherché pour le crochet de charge dans une unité de fonctionnement, et le crochet de charge étant déplacé de manière automatique sur une ligne droite depuis la position momentanée jusqu'à la position spécifiée par l'entrée conforme aux coordonnées établies au préalable. Il est, par exemple, ici possible de prendre en compte des parties de bâtiment et analogues qui sont mises en mémoire dans la commande de la grue pour que le crochet de charge puisse être commandé de sorte que le déplacement s'effectue autour de ces parties de bâtiment dans la sélection du trajet. Par exemple, une charge peut être prélevée du sol, transportée vers le haut le long de la paroi externe d'un bâtiment et déplacée dans une direction horizontale au- dessus du bâtiment sans que l'opérateur de la grue effectue explicitement les mouvements individuels. Dans ce cas, il est par exemple suffisant, pour la partie de bâtiment, d'être entrée dans un système de coordonnées établi au préalable et, pour le point recherché du crochet de charge, d'être également, par l'opérateur de la grue, entré dans la commande. Une certaine position du crochet de charge peut, de préférence, également être mise en mémoire, par exemple dans la commande de la grue. Si, par exemple, des charges doivent être déplacées plusieurs fois l'une après l'autre entre deux points fixes, il est alors possible de se déplacer vers ces points fixes avec le crochet de charge sous la commande de l'opérateur de la grue, la position momentanée du crochet de charge étant alors entrée dans la commande, par exemple par un bouton de mise en mémoire. Après une telle sauvegarde, il est possible pour l'opérateur de la grue de faire se déplacer le crochet de charge vers ces positions, par exemple en appuyant sur des boutons correspondant à des positions fixées dans la mémoire, le déplacement étant effectué de manière automatique par la commande. L'élément d'équilibrage est de manière avantageuse adapté à la position respective ou à la charge du crochet de charge. Ceci peut être effectué, par exemple, en effectuant un infini mouvement télescopique de l'élément de charge dans le plan horizontal. Il est également possible de suspendre l'élément d'équilibrage à un mât de chevalement qui peut être amené infiniment à pivoter ou à effectuer un mouvement télescopique de manière à avoir ainsi pour effet que l'équilibrage soit réglé de manière adaptée au cas de charge respectif au moyen du changement dans le levier de charge. Un dispositif pour changer la position du crochet de charge d'une grue conforme à l'invention présente une première partie d'entraînement avec laquelle le crochet de charge peut être déplacé dans une première direction telle qu'une direction radiale par rapport à la position de la grue, dans une direction verticale ou dans un arc de cercle autour de la grue. On prévoit en outre une seconde partie d'entraînement avec laquelle le crochet de charge peut être déplacé dans une seconde direction, les parties d'entraînement individuelles pouvant être actionnées de manière indépendante l'une de l'autre. On prévoit de plus un dispositif de commande avec lequel les mouvements des parties d'entraînement individuelles peuvent être coordonnées ou réglées l'une par rapport à l'autre de telle manière que le crochet de charge puisse être déplacé le long d'un trajet établi au préalable. Naturellement, il est possible de prévoir des parties d'entraînement supplémentaires qui peuvent être intégrées de manière correspondante dans la commande. On prévoit également de manière avantageuse des éléments capteurs avec lesquels peuvent être déterminée la configuration de la grue telle que l'angle de relevage de certains bras ou l'état de charge concret. Les signaux de ces capteurs, avec lesquels il est, par exemple, également possible de déterminer l'inclinaison des bras de grue individuels, peuvent être appliqués au dispositif de commande afin de fixer de manière appropriée le mouvement du crochet de charge en dépendance de l'état momentané de la grue. Des boutons de fonction peuvent avantageusement être prévus sur le dispositif de commande en vue de certains mouvements du crochet de charge définis au préalable, tel qu'un mouvement horizontal ou un mouvement le long d'un trajet fixé dans une mémoire. L'opérateur de la grue doit alors seulement actionner le bouton de fonction correspondant pour déplacer le crochet de charge depuis sa position momentanée dans la direction désirée ou vers une position établie au préalable le long d'un trajet spécifié. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 montre une grue montée sur un véhicule à chenilles; et - la figure 2 est une vue schématique d'une grue et montre un crochet de charge pendant l'exécution du procédé conforme à l'invention. La figure 1 montre une grue montée sur un véhicule à chenilles et présentant un bras principal 1, un bras à aiguille 2 et un bras de chevalement 3 auquel est suspendu un élément d'équilibrage 6, l'élément d'équilibrage 6 pouvant être réglé par une unité de coulissement 9 ou par le relevage du bras de chevalement 3. Il est également possible de prévoir deux éléments d'équilibrage 6 et 6' sur la grue, au moins l'un d'entre deux étant infiniment réglable. Afin de déterminer la position momentanée de la grue, on prévoit un capteur d'angle 4 permettant de déterminer l'angle de relevage du bras à aiguille 2, ainsi que des capteurs d'angle 4' permettant de déterminer la position du bras principal 1 et du bras de chevalement 3. Un capteur de charge 5 est disposé sur le prolongement du bras à aiguille 2. Si, comme montré à la figure 1, une charge doit être déplacée depuis la position A jusqu'à la position B au-dessus d'un bâtiment 8, ceci constitue un problème pour l'opérateur de la grue car la vue qu'il aurait des positions A et B respectives est bloquée par le bâtiment 8. Conformément à l'invention, il est possible de se déplacer tout d'abord à la position A avec le crochet de charge 7, ce qui peut être effectué, par exemple, également par une instruction donnée par radio à partir d'un employé se trouvant à la partie supérieure du bâtiment 8. Si le crochet de charge 7 se trouve à la position A, l'opérateur de la grue doit simplement entrer dans la commande une instruction selon laquelle après avoir élevé la charge à la position A, le crochet de charge 7 doit se déplacer horizontalement vers la position B, la position B pouvant également être mise en place de manière latéralement transposée près de la position A. Un employé se trouvant à la partie supérieure du bâtiment 8 peut, par exemple, transmettre à l'opérateur de la grue la distance des positions A et B ou leurs coordonnées. La commande conforme à l'invention effectue alors la commande, par exemple, du mécanisme de hissage, du mécanisme de relevage et du dispositif de rotation, de sorte que le crochet de charge 7 est déplacé de la position A à la position B dans un plan horizontal sans que l'opérateur de la grue soit capable de voir la position momentanée du crochet de charge. La commande est effectuée de manière automatique de sorte que des charges peuvent également être transportées par la grue dans une zone qui ne peut pas être complètement visible par l'opérateur de la grue. La figure 2 montre de manière schématique trois états de fonctionnement de la grue, le crochet de charge 7 étant suspendu au prolongement du bras principal 1. Si le bras principal 1 est lentement abaissé - positions b) et c) - depuis la position a) la plus pentue, le déplacement vertical du crochet de grue 7 est maintenu constant au moyen du mécanisme de hissage, c'est-à-dire que le mécanisme de hissage est commandé pour que le crochet de grue 7 se déplace dans un plan horizontal au fur et à mesure que diminue l'angle de relevage du bras principal 1. Ici, l'inclinaison du bras principal 1 peut également être prise en compte, ce qui est soit mesuré directement soit calculé par interpolation ou extrapolation en utilisant des états de charge en mémoire. De même, le crochet de grue 7 peut être déplacé depuis la position c) jusqu'à la position a), le mécanisme de hissage augmentant alors la longueur du câble sur le crochet de grue 7 dans la direction opposée au processus décrit ci-dessus. L'invention n'est pas cependant limitée au mode de réalisation représenté et décrit en détail car diverses modifications peuvent y être effectuées sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Procédé pour le changement de la position du crochet de charge (7) d'une grue, caractérisé en ce que les parties d'entraînement prévues pour le mouvement du crochet de charge sont commandées de telle manière que le crochet de charge (7) est déplacé le long d'un trajet établi au préalable. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'inclinaison des éléments de grue est prise en compte pour la commande des parties d'entraînement. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel le mécanisme de hissage, le mécanisme de relevage et/ou le dispositif de rotation de la grue sont commandés. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que des signaux provenant d'éléments capteurs (4, 5) prévus sur la grue sont pris en compte pour commander les parties d'entraînement. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le trajet établi au préalable est dans un plan horizontal. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le trajet établi au préalable est spécifié par un système de coordonnées X, Y, Z. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que certaines positions du trajet établi au préalable sont fixées par déplacement et mise en mémoire des positions. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'équilibrage de la grue est effectué en dépendance de la position momentanée et/ou de la situation de charge du crochet de charge (7) et/ou de la charge totale de la grue. 9. Dispositif pour le changement de la position du crochet de charge (7) d'une grue caractérisé en ce qu'il comprend: a) une première partie d'entraînement avec laquelle le crochet de charge (7) peut être déplacé dans une première direction; b) une seconde partie d'entraînement avec laquelle le crochet de charge (7) peut être déplacé dans une seconde direction; et c) un dispositif de commande avec lequel les mouvements des première et seconde parties d'entraînement peuvent être coordonnés de manière que le crochet de charge puisse être déplacé le long d'un trajet établi au préalable. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'au moins un élément capteur (4, 5) est prévu sur la grue et est couplé au dispositif de commande. 11. Dispositif selon l'une des revendications 9 ou , caractérisé en ce qu'au moins un bouton de fonction est prévu pour le dispositif de commande, bouton de fonction au moyen duquel peut être réglé un mouvement établi au préalable du crochet de charge (7).