Brevet FR2796060A1 — publié le 20010112

La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif pour l'optimisation de la capacité de levage lors de la réalisation des mouvements d'une grue. Si une charge suspendue à une grue qui présente différents éléments de bras pouvant être réglés de manière individuelle tel qu'un bras principal, un bras d'extension et un bras de chevalement ou contre-bras (l'ensemble étant, ci-après, appelé bras) doit être amenée dans une position différente, en général un type de mouvement est choisi par l'opérateur de la grue pour déplacer la charge. Ceci peut être effectué, par exemple, par le fait que l'angle de relevage du bras d'extension est modifié de manière à ainsi transporter la charge simultanément dans une direction horizontale et dans une direction verticale. La capacité de levage maximum permise pour la grue dans la position de fonctionnement respective ne restera, en règle générale, pas constante c'est-à-dire qu'elle augmentera ou diminuera pendant un tel mouvement de relevage individuel du bras d'extension. Ainsi, la grue présente soit une configuration avec une capacité de levage permise plus élevée avant l'exécution du mouvement de relevage, soit elle est déplacée par ce mouvement de relevage depuis une position moins favorable jusqu'à une position plus favorable à laquelle elle peut lever une plus grosse charge. L'objet de la présente invention est de créer un procédé et un dispositif avec lequel il est possible d'employer une grue dans une zone de charge plus grande. Cet objet est résolu par un procédé pour l'exécution des mouvements d'une grue présentant au moins deux éléments mobiles, les éléments mobiles de la grue étant déplacés alternativement ou simultanément de sorte que la grue se trouve approximativement dans la zone de caractéristique de charge optimum. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le bras principal et/ou le bras d'extension est commandé de telle manière qu'il soit possible d'effecteur le mouvement de relevage ou ceux des mouvements de relevage présentant la plus grande augmentation ou la plus faible réduction dans la capacité de levage maximum de la grue ; - parmi les éléments mobiles, le contre-bras ou bras de chevalement est relevé de telle manière que la capacité de levage maximum de la grue reste constante ou soit optimisée ; - parmi les éléments mobiles, au moins un élément d'équilibrage est réglé pour que la capacité de levage maximum de la grue reste constante ou soit optimisée. Le dispositif pour l'exécution des mouvements d'une grue conforme à l'invention comprend a) un premier dispositif de mouvement pour un premier élément mobile ; b) un second dispositif de mouvement pour un second élément mobile ; et c) un dispositif de commande avec lequel les premier et second dispositifs de mouvements peuvent être commandés de telle manière que la grue se trouve approximativement dans la zone de caractéristique de charge optimum. Il est en outre possible de prévoir des éléments capteurs afin de déterminer la position momentanée ou la situation de charge de la grue. Ainsi, conformément à l'invention, les mouvements d'une grue, au cours desquels une charge peut être suspendue sont exécutés de telle manière que la grue qui comprend au moins deux éléments mobiles se trouve à tout moment approximativement dans la gamme de caractéristique de charge optimum. Si, par exemple, une grue présentant un bras principal et un bras d'extension doit être déplacée avec une charge suspendue d'une première position à une seconde position, cela n'est pas uniquement effectué, par exemple, par un simple relevage du bras d'extension. Conformément à l'invention, dans un tel cas, par exemple, le bras principal et le bras d'extension sont respectivement déplacés pour que la disposition d'ensemble du bras principal et du bras d'extension se trouve approximativement dans la zone de capacité de levage optimum. I1 peut, par exemple, se produire le cas où il est avantageux, pour des raisons de capacité de levage optimum de la grue, d'augmenter tout d'abord d'une certaine quantité l'angle de relevage du bras d'extension, après quoi l'angle de relevage du bras principal est ensuite augmenté et l'angle de relevage du bras d'extension reste constant. Les éléments individuels mobiles d'une grue doivent par conséquent être déplacés de telle manière que, pour tout élément levant une charge, on choisisse une position ou une position de la grue qui fournisse approximativement la caractéristique de charge optimum ou la capacité de levage maximum de la grue, en son ensemble. Conformément à l'invention, il est possible d'effectuer l'optimisation de la capacité de levage, par exemple, en déterminant les angles pour les bras individuels de la grue au niveau desquels une charge peut être soulevée à une distance établie au préalable par rapport à l'emplacement de la grue avec une capacité de levage maximum. Il est possible de calculer une courbe de capacité de levage maximum qui résulte de certains angles de relevage des bras individuels de la grue. Avec le procédé conforme à l'invention qui est prévu pour l'optimisation de la capacité de levage lors de l'exécution des mouvements de la grue, il est également possible de déplacer aussi loin que possible une charge établie au préalable. La grue est ici toujours déplacée dans un état de fonctionnement sûr, c'est-à-dire en dessous des données de charge limites respectives. Les bras individuels de la grue ou leurs angles de relevage sont coordonnés les uns avec les autres de telle manière que la grue soit actionnée dans la zone des courbes de capacité de levage les plus favorables. À cet effet, il est avantageux d'établir au préalable une courbe de valeurs limites ou des données limites pour la charge permise dans au moins une position de relevage du bras de la grue lors du réglage d'une grue présentant au moins un bras relevable, en particulier sous charge. Ces données indiquent à quelles charges il est possible d'exposer la grue pour une certaine position de relevage. À partir de cette courbe de valeurs limites établie au préalable pour une certaine position de relevage d'un bras de la grue, on calcule des états possibles de charges permises ou des valeurs limites de charges de travail pour d'autres positions de relevage du bras de la grue, ce qui indique à quelle valeur maximum peuvent se trouver les charges dans chaque position de relevage individuel pour un bras de grue pouvant être relevé de manière continue. De cette manière, il est possible de relever un bras de grue de manière continue également sous charge car les limites supérieures des charges de travail respectives peuvent être déterminées pour chaque état de relevage individuels. À l'aide du procédé conforme à l'invention, le conducteur de la grue peut déplacer la charge en relevant librement, par exemple, le bras principal ou le bras à aiguille dans tout le rayon de travail. Un relevage simultané du bras principal et du bras à aiguille est aussi naturellement possible. I1 est, par exemple, possible pour le bras principal et le bras d'extension d'être déplacés sous charge à partir de leurs positions de fonctionnement respectives les plus pentues (par exemple, angle du bras principal = 87 , angle du bras d'extension = 77 ) jusqu'à leurs positions de fonctionnement respectives les plus planes (par exemple angle du bras principal = 67 , angle du bras d'extension = 10 ) en rendant possible de déterminer dans chaque cas, à l'aide du procédé conforme à l'invention, à quelle valeur peut se trouver la capacité de levage maximum permise de la grue. Il n'est pas nécessaire ici de se commuter sur un état de grue fixé au niveau d'une coupure de surcharge de sorte que, par exemple, un affichage de capacité de levage et un contrôle de charge puissent être effectués pendant l'ensemble du processus de relevage. De nouvelles valeurs limites de charge pour la position du bras principal actuel peuvent être calculées à partir des valeurs limites de charge mises en mémoire pour différentes positions du bras de la grue tel que le bras principal et d'après la position actuelle du bras principal. Au moins une courbe de valeurs limites est avantageusement prévue pour une position de bras déterminée, avec laquelle il est naturellement également possible de mettre en mémoire un grand nombre de valeurs limites de charge, dans chaque cas pour une certaine position d'un bras de grue tel que le bras principal. Les valeurs limites de charge pour les positions respectives peuvent alors être calculées en utilisant des procédés de calcul appropriés, par exemple par interpolation ou par extrapolation, pour chaque état de la grue, c'est-à-dire pour tout angle de relevage du bras principal ou du bras d'extension ou encore du contre-bras, à partir des données mises en mémoire pour une ou plusieurs positions de relevage du bras de grue. Au moins un capteur est de préférence disposé sur la grue pour déterminer la position ou la configuration actuelle de la grue. À cet effet, un codeur rotatif peut, par exemple, être prévu sur le bras principal pour détecter la position actuelle du bras principal. Il est naturellement également possible de prévoir un capteur correspondant pour le bras d'extension. Il est de même possible de prévoir d'autres capteurs tels que des capteurs de charge ou des capteurs de position avec lesquels il est possible de déterminer la position momentanée du ou des bras individuels de la grue, en particulier leurs angles de relevage ou d'inclinaison. Les signaux reçus à partir du ou des capteurs servent à déterminer la position actuelle d'un bras de grue pour laquelle doivent être déterminées les valeurs limites de charge applicables. Les capacités de levage possibles sont de préférence calculées pour chaque position de fonctionnement du bras principal de sorte qu'il est possible de déterminer des valeurs limites de charge pour la grue pour toute position avec un relevage continu du bras principal. I1 est naturellement aussi possible d'utiliser ce procédé sur le bras d'extension, ou en même temps sur le bras d'extension et le bras principal de sorte que tous deux peuvent être relevés sous charge, un contrôle de la charge étant effectué à tout moment. Ceci est également possible pour un contre-bras ou bras de chevalement. Conformément à l'invention, tout bras de grue, tel que le bras principal, peut de préférence être infiniment réglé sous charge. Conformément à l'invention, il est possible de prévoir un élément d'équilibrage réglable avec lequel on peut assurer, en particulier avec une charge suspendue à un mas de grue, que l'équilibrage ou la position momentanée de l'élément d'équilibrage correspond à l'état de charge actuelle de la grue. Si, par exemple, le bras principal est infiniment relevé sous charge, un équilibrage réglé exactement pour l'état de fonctionnement respectif peut être effectué au moyen d'un réglage infini et simultané correspondant de l'élément d'équilibrage. Au moyen d'un réglage infini de l'élément d'équilibrage, il est possible d'assurer que chaque état de relevage du ou des bras de la grue est adapté à un contre-équilibrage coordonné ou optimum. L'élément d'équilibrage se trouve ici de préférence à une distance variable de l'axe de relevage inférieur ou de la plate- forme de rotation du bras principal. Un contre-bras ou bras de chevalement, auquel est suspendu un élément d'équilibrage peut, par exemple, être muni d'un élément d'équilibrage infiniment réglable. Pour concevoir infiniment le contre-équilibrage, le bras de chevalement peut être soit infiniment relevé soit, par exemple, être sorti de manière télescopique. Si, par exemple, une grue présentant un bras principal et éventuellement un bras d'extension doit être déplacée sous charge à partir d'une position de fonctionnement pentue jusqu'à une position de fonctionnement plus plate, alors, par exemple, le bras de chevalement peut également être déplacé depuis une position de fonctionnement pentue jusqu'à une position de fonctionnement plus plate pour permettre le contre-équilibrage coordonné de manière à augmenter la contre-charge agissant sur le bras principal ou la plate-forme rotative au moyen de l'élément d'équilibrage en augmentant le bras de levier. I1 est également aussi possible de prévoir l'élément d'équilibrage sur une charge en suspension ou un chariot d'équilibrage, par exemple présente des roues pouvant être commandées, l'élément d'équilibrage pouvant de préférence être amené à se déplacer infiniment dans une direction horizontale de sorte qu'il est possible d'effectuer un équilibrage coordonné pour l'état de charge actuelle de la grue par un déplacement ou un mouvement télescopique correspondant de l'élément d'équilibrage. I1 est ici avantageux de prévoir au moins un élément capteur pour détecter la configuration actuelle de la grue. À cet effet, comme déjà décrit ci-dessus, des codeurs rotatifs peuvent, par exemple, être prévus sur les bras de grue respectifs pour détecter l'état de fonctionnement. De même, des éléments capteurs correspondant peuvent être disposés, par exemple, sur le bras de chevalement ou l'élément d'équilibrage, ce qui peut déterminer la position momentanée de l'élément d'équilibrage. Avec les procédés donnés ci-dessus, il est avantageux d'effectuer un contrôle de charge, ce contrôle étant effectué pour chaque état de la grue et pour la charge que la grue peut toujours actuellement lever dans une gamme de fonctionnement sûr. Comme avec le réglage infini du ou des bras de grue individuels ou de l'élément d'équilibrage, les valeurs limites de charge applicables sont calculées à tout moment pour chaque état de fonctionnement et il est également possible de déterminer, dans chaque cas au cours du relevage de la grue à partir d'une première position jusqu'à une seconde position, si la charge apparaissant actuellement est encore dans la gamme permise ou à quel endroit se trouvent les limites de la charge maximum de la grue qui sont permises. Comme déjà indiqué ci-dessus, ceci peut être effectué en utilisant des valeurs limites de charge ou une courbe de valeurs limites pour un état fixe déterminé de la grue ; une courbe de valeurs limites ou des valeurs limites de charge appropriées pouvant être déterminées pour toute configuration de la grue, c'est-à- dire pour tout angle de relevage du ou des bras individuels de la grue, au moyen d'un procédé de calcul, par exemple une interpolation ou une extrapolation. Il est avantageux d'afficher la charge maximum permise calculée dans chaque cas, en montrant également de manière avantageuse la charge apparaissant de manière momentanée, ce qui est mesuré par exemple au moyen d'un capteur de charge. Ceci permet à un opérateur de la grue ou à une commande appropriée d'estimer quelle est toujours la grandeur des réserves de sécurité de la grue. Il est possible de prévoir plusieurs modes de fonctionnement pour l'optimisation de la position de la grue ou pour la maximisation de la charge de travail permise. À cet effet, par exemple, il est possible de monter sur l'organe de contrôle de la grue des boutons de fonction avec lesquels est réglé l'un des modes de fonctionnement donné ci-après. Conformément à un mode de réalisation avantageux, il est établi au préalable par l'opérateur de la grue, par exemple au moyen du mouvement d'un levier de commande manuelle, que la charge doit être relevée. Il est ensuite automatiquement choisi s'il est davantage avantageux, en ce qui concerne la capacité de levage maximum, de relever, par exemple, le bras principal ou le bras d'extension. Le mouvement de relevage effectué est celui qui est relié à l'augmentation la plus grande ou à la réduction la plus faible de la capacité de charge maximum de la grue en son ensemble. I1 peut se produire ici que les bras d'extension soient tout d'abord relevés à une certaine position, puis que ce bras d'extension soit maintenu à cette position et que le bras principal soit relevé. Dans ce processus, l'opérateur de la grue n'a pas à effectuer un mouvement de commande séparé car cette optimisation de la capacité de levage peut être effectuée de manière automatique. La commande de la grue peut calculer, à partir de la capacité de levage mise en mémoire et à partir de signaux rendus disponibles à la sortie d'éléments capteurs appropriés permettant de déterminer la position ou la configuration actuelle ou la situation de charge de la grue, quels mouvements doivent être effectués par les éléments réglables individuels de la grue ou des bras de grue pour toujours rester approximativement dans la zone de la capacité de levage optimum de la grue. Il est naturellement également possible pour deux éléments mobiles de la grue ou davantage d'être déplacés simultanément. Il peut, par exemple, être avantageux de relever le bras principal, le bras à aiguille étant simultanément abaissé un petit peu si une charge doit être prélevée ou transportée. Le contre-bras ou bras de chevalement peut aussi de préférence être commandé pendant l'exécution d'un mouvement de la grue de sorte qu'il est déplacé vers une position appropriée pour une capacité de levage optimum. Ici, le bras de chevalement peut, par exemple pendant le relevage du bras principal ou du bras à aiguille ou encore pendant le levage ou l'abaissement du crochet de charge, être automatiquement relevé ou abaissé de telle manière que la capacité de levage maximum de la grue reste constante ou soit optimisée. Le bras de chevalement peut ici être soit déplacé séparément des autres éléments de la grue soit en même temps qu'eux de sorte que, par exemple, le bras principal, le bras d'extension ou le bras de chevalement peuvent être déplacés ou réglés simultanément avec une charge suspendue à la grue. Ici, la commande de la grue peut calculer, pour un mouvement de la grue établie au préalable, s'il est plus avantageux dans la position momentanée de la grue de relever ou d'abaisser le bras de chevalement. Il est également possible de prévoir un élément d'équilibrage sur la grue de telle manière que celui-ci soit réglable à l'aide d'un chariot d'équilibrage ou d'un élément d'équilibrage en suspension. Un tel élément d'équilibrage peut être réglé horizontalement et/ou verticalement, par exemple en effectuant hydrauliquement un mouvement télescopique de sortie ou d'entrée pour exécuter une optimisation de la capacité de levage par rapport à la grue. L'élément d'équilibrage peut être réglé de manière automatique au cours du relevage, par exemple du bras principal ou du bras d'extension, et au cours du levage ou de l'abaissement du crochet de charge de sorte que la capacité de levage maximum de la grue reste constante ou soit optimisée. Selon le cas d'application, il peut être prévu que seuls certains éléments de la grue soient utilisés pour optimiser la capacité de levage tel que seulement la commande simultanée ou alternée du bras principal et du bras d'extension, les autres éléments d'actionnement de la grue restant dans une position fixe. Tous les éléments actionnables pour la commande de la grue peuvent naturellement être impliqués dans l'optimisation de la capacité de levage. Conformément à l'invention, il est également possible de déplacer la grue d'une position qui n'est pas optimisée pour la capacité de levage jusqu'à une position présentant une capacité de levage optimum. À cet effet, par exemple, il est possible de prévoir un commutateur pour l'opérateur de la grue qui, lorsqu'il est actionné, amène la grue à être déplacé dans la position optimum par rapport à la capacité de levage maximum avec la charge restant dans une position fixe. Ceci peut être effectué, par exemple, par le fait que le bras principal est relevé et le bras d'extension est abaissé s'il est possible de cette manière d'obtenir une meilleure capacité de levage de la grue avec la charge restant dans une position fixe. Le dispositif conforme à l'invention pour la commande d'une grue présente un premier dispositif de mouvement pour un premier élément mobile tel que le bras principal, un second dispositif de mouvement pour un second élément mobile tel que le bras d'extension et un dispositif de commande avec lequel il est possible de sélectionner les premier et second dispositifs de mouvement pour que la grue soit approximativement dans la zone de capacité de levage optimum. À cet effet, il est possible de prévoir des éléments capteurs appropriés, tel que des codeurs rotatifs, des codeurs incrémentiels ou des codeurs linéaires, ou encore un capteur de charge, pour déterminer la position momentanée ou la situation de charge de la grue. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours 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 ; et La figure 2 montre une famille de caractéristiques pour une grue présentant un bras principal et un bras d'extension. La figure 1 montre une grue présentant un bras principal 1, un bras d'extension et un contre-bras ou bras de chevalement 3, avec un élément d'équilibrage infiniment réglable 7 qui est suspendu au contre-bras 3. Le bras principal 1, le bras d'extension 2, le contre- bras 3 et l'élément d'équilibrage 7 peuvent être réglés indépendamment l'un de l'autre - également sous charge. I1 est en outre également possible de prévoir un élément d'équilibrage supplémentaire 6. Un capteur de charge 5 peut être prévu sur le prolongement du bras d'extension 2 ou en toute autre position appropriée, et des capteurs d'angle 4, 4' peuvent être prévus sur les bras de la grue pour déterminer la position actuelle de la grue ou la charge momentanée. Lorsqu'une charge est prélevée par le crochet de charge 8, par exemple, le bras principal 1 et le bras d'extension 2 peuvent être relevés ou abaissés en coordination l'un avec l'autre pour déplacer la charge de manière à transporter la charge suspendue au crochet de charge 8 toujours dans la zone de la capacité de levage optimum de la grue. La figure 2 montre une famille de caractéristiques pour la capacité de levage d'une grue présentant un bras principal 1 et un bras d'extension 2. La courbe A montre la capacité de levage d'une grue en dépendance de la position angulaire du bras d'extension continûment réglable 2 pour une première position fixe déterminée du bras principal 1. Dans cette position du bras principal 1, l'angle optimum pour le bras d'extension 2 aboutit à la position marquée WA. Si le bras principal 1 est relevé à une seconde position, la courbe B de la figure 2 aboutit à une nouvelle capacité de levage. Ici, la capacité de levage optimum de la grue est opératoire lorsque le bras d'extension 2 est déplacé vers une position présentant l'angle de relevage WB. Avec un bras principal 1 et un bras d'extension 2 continûment réglables, on obtient une famille de caractéristiques où, conformément à l'invention, la grue doit toujours être déplacée à la position dans laquelle est approximativement présente la capacité de levage optimum de la grue. À la figure 2, par conséquent, le bras d'extension 2 doit toujours être relevée ou abaissée pour que la capacité de levage optimum soit obtenue pour une certaine position du bras principal 1. S'il est pris en compte une pluralité d'éléments réglables du bras de grue, par exemple en plus des bras donnés, également le bras de chevalement en tant qu'autre bras, à savoir un troisième bras, il en résulte alors des familles de caractéristiques multidimensionnelles, la famille de caractéristiques maximum étant choisie ou calculée dans chaque cas et la grue étant amenée à se mouvoir vers la position correspondante si, par exemple, une charge doit être déplacée à la position correspondante. L'invention n'est cependant pas limitée à l'exemple de réalisation représentée et décrit en détail car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre de l'invention tel que défini dans les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Un procédé pour l'exécution des mouvements d'une grue présentant au moins deux éléments mobiles (1, 2, 3, 6, 7), les éléments mobiles de la grue étant déplacés alternativement ou simultanément de manière que la grue se trouve approximativement dans la zone de caractéristique de charge optimum. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bras principal (1) et/ou le de bras d'extension (2) est commandé de telle manière qu'il soit possible d'effectuer le mouvement de relevage ou ceux des mouvements de relevage présentant la plus grande augmentation ou la plus faible réduction dans la capacité de levage maximum de la grue. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, parmi les éléments mobiles, le contre-bras (3) est relevé de telle manière que la capacité de levage maximum de la grue reste constante ou soit optimisée. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que parmi les éléments mobiles, au moins un élément d'équilibrage (6, 7) est réglé pour que la capacité de levage maximum de la grue reste constante ou soit optimisée. 5. Dispositif pour l'exécution des mouvements d'une grue présentant au moins deux éléments mobiles caractérisés en ce qu'il comprend a) un premier dispositif de mouvement pour un premier élément mobile (1, 2, 3, 6, 7) ; b) un second dispositif de mouvement pour un second élément mobile (1, 2, 3, 6, 7) ; et c) un dispositif de commande avec lequel les premier et second dispositifs de mouvement peuvent être commandés de telle manière que la grue se trouve approximativement dans la zone de caractéristique de charge optimum. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on prévoit des éléments capteurs (4, 5) pour déterminer la position momentanée ou la situation de charge d'une grue.