EP0409748B1 - Dispositif motorisé de rotation de charge, auto-alimenté en énergie, pour appareils de levage à câble - Google Patents

Dispositif motorisé de rotation de charge, auto-alimenté en énergie, pour appareils de levage à câble Download PDF

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EP0409748B1
EP0409748B1 EP90420340A EP90420340A EP0409748B1 EP 0409748 B1 EP0409748 B1 EP 0409748B1 EP 90420340 A EP90420340 A EP 90420340A EP 90420340 A EP90420340 A EP 90420340A EP 0409748 B1 EP0409748 B1 EP 0409748B1
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EP
European Patent Office
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rotation
block body
suspension link
pulley block
pulley
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP90420340A
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German (de)
English (en)
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EP0409748A1 (fr
Inventor
Claude Dessaux
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Manitowoc Crane Group France SAS
Original Assignee
Potain SA
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Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/04—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack
    • B66C13/08—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for depositing loads in desired attitudes or positions
    • B66C13/085—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for depositing loads in desired attitudes or positions electrical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/12—Arrangements of means for transmitting pneumatic, hydraulic, or electric power to movable parts of devices
    • B66C13/14—Arrangements of means for transmitting pneumatic, hydraulic, or electric power to movable parts of devices to load-engaging elements or motors associated therewith
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/18—Control systems or devices
    • B66C13/40—Applications of devices for transmitting control pulses; Applications of remote control devices
    • B66C13/44—Electrical transmitters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/18—Control systems or devices
    • B66C13/46—Position indicators for suspended loads or for crane elements

Definitions

  • the present invention relates to a motorized load rotation device, self-supplied with energy, intended for cable lifting devices such as tower cranes, mobile cranes, overhead cranes, gantries, etc., this device ensuring the angular positioning. loads handled by such lifting devices.
  • the rotation of the hook with or without suspended load is carried out manually when approaching the place of gripping or depositing the load.
  • this type of operation always presents a bodily risk to the operator, whether by putting his hands on the moving parts or simply by being nearby of the load handled.
  • the rotation of the hook or more generally of the load gripper is electrically motorized, and is controlled remotely from the driving position located on the lifting device .
  • the electric power supply and remote control cable for the motorization of the revolving hook passes here on a reel, arranged on the load distribution carriage, and it is wound and unwound from the drum of the reel according to the position of the carriage on the boom and the height under the hook.
  • the present invention overcomes these drawbacks by providing a motorized load rotation device for cable hoists, self-supplied with electrical energy so that the electrical energy supplied ensures both the supply of the motorization d drive in rotation of the load and that of the means for receiving the remote control signals, the proposed device having a large autonomy for a relatively limited mass.
  • the device comprises, in a known manner, a muffle body with several strands and with several pulleys over which at least one lifting cable passes forming a hauling, a hanger mounted rotatably about a substantially vertical axis linked to the muffle body and intended to receive a hook or other gripper for a load to be handled, a motorization for the rotary drive of the hanger around the aforementioned axis, a rotary energy generator driven from at least a pulley of the muffle body over which the lifting cable passes, and energy storage means, loaded from the generator and capable of supplying the energy necessary for supplying the motorization of the rotary drive of the hanger, the muffle body further comprising incorporated means for receiving control signals and for controlling the generator and the power supply of the motorization c he device is characterized in that the energy generator for supplying the motorization for driving the line in rotation is an electric current generator whose rotor is mechanically rotated from the pulley or pulleys muffle, in
  • a motorized load rotation device is entirely autonomous and purely electric.
  • the device according to the invention essentially ensures the supply of electrical energy for the power supply of the motorization for rotating the hanger, and therefore for the load, it should be noted that this device also makes it possible to supply auxiliary functions such as automatic gripping of the load, search for center of gravity, etc. by eliminating any electrical supply cable leading to the muffle body.
  • the electric current generator carried by the muffle body, is an alternator with incorporated rectifier bridge and regulator, the rotor of which is driven in rotation from the pulley of the muffle body whose speed is the greatest, this alternator ensuring the charging of at least one accumulator constituting the means for storing electrical energy, while the motorization comprises a direct current electric motor which drives the suspension in rotation by means of a speed reducer, the supply of the electric motor from the accumulator (s) being controlled by an electrical and electronic control assembly incorporated in the muffle body.
  • the rotational drive of the alternator rotor, from the pulley of the muffle body whose speed is the greatest, is ensured by means of a speed multiplier preferably of the planetary type. This gives a minimum rotation, a rotation of the alternator at a high speed, optimal for the generation of electrical energy.
  • the direct current electric motor ensures the rotation of the hanger by means of a gear speed reducer comprising a first stage constituted by a planetary reducer, and a second stage constituted by a reducer with spur gear trains.
  • the device according to the invention is equipped with a relative position sensor, such as an absolute encoder or an incremental encoder, which controls the angular positioning of the rotary hanger relative to the muffle body, and a gyrometer which controls the absolute positioning of the rotating hanger.
  • a relative position sensor constituted by a rotary encoder
  • this encoder can be driven in rotation by a pinion meshing with a toothed crown of the last set of spur gears belonging to the aforementioned reduction gear, this crown being wedged on the hanger rotating.
  • this comprises, according to another characteristic, on the one hand, a cylindrical upper part mounted on a ball bearing inside the muffle body and provided with an orifice provided for the passage of an electrical cable output from a collector, for the supply of stored electrical energy to the electrical functions of the gripper and / or other accessories, and on the other hand, a lower part external to the body of block and serving as support for the gripper.
  • the power supply of any auxiliary functions, from the accumulator (s), is thus easily ensured.
  • the device according to the invention is intended to equip cable lifting devices, such as a tower crane 2 with distribution boom 3.
  • the device 1 is suspended from the boom 3 by means of a lifting cable 4 forming a hauling 5 between the distribution carriage 6 and said device 1.
  • the lifting cable 4 is fixed at a point 7 at the head of arrow 3; at the other end, the cable 4 is wound on the drum of a winch 8 arranged at the foot of the arrow 3.
  • Under the device 1 is suspended a hook or rotating gripper 9 to which the load 10 to be handled is suspended or fixed .
  • the device 1 comprises in a known manner a block block 11 "four strands", with two pulleys 12, 13 arranged symmetrically with respect to a vertical axis 14, a hanger 15 mounted rotatably around of the vertical axis 14 intended to receive the hook or gripper 9 and an electric motorization 16 for the rotary drive of the hanger 15 around the axis 14, as indicated by an arrow F.
  • the muffle body 11 supports the horizontal axes of rotation 17,18 of the pulleys 12,13, which are protected by sheet metal housings 19,20 fixed on the lateral flanges 21,22 of said muffle body 11.
  • the housings 19,20 have at their upper parts openings 23, 24 provided for letting pass respectively the two strands of cable 25, 26 leaving the pulley 12 and the two strands of cable 27, 28 leaving the other pulley 13.
  • the motorization 16 consists of a direct current electric motor with permanent magnets 29 operating for example at a voltage of 24V, of a planetary speed reducer with a single gear train 30 just dimensioned for the torque to be transmitted in order to have the minimum inertia, and a speed reducer with straight drive trains 31 suitable for the rotary drive of the rotary hanger 15.
  • the pulley 13 disposed on the side of the driving strand 28 rotates twice as fast as the pulley 12 disposed on the side of the fixed strand 25.
  • the hub 32 of the pulley 13 is wedged on the shaft d input 33 of a planetary speed multiplier 34 adapted to an alternator with built-in rectifier and regulator bridge 35 which charges one or more electric accumulators 36, housed in the muffle body 11.
  • the device also comprises a radio control transmitter-receiver 37 and an electrical and electronic control unit 38, incorporated into the muffle body 11.
  • a rotating collector 39 allows the passage of electrical energy from the fixed part of the device 1 to the electrical functions of the part driven in rotation 9,10,15, in the case where such functions are provided.
  • a relative position sensor 40 such as an absolute encoder or an incremental encoder, controls the relative angular positioning of the hanger 15 relative to the muffle body 11, and a gyrometer 41 controls the absolute positioning of the rotating hanger 15.
  • the revolving hanger 15 comprises a cylindrical upper part 42 mounted on a ball bearing 43 inside the block block 11 and provided with an orifice 44 for the passage of the electrical output cable from the collector 39 to the electrical functions of the gripper 9 or other specialized accessories, and a lower part 45 external to the muffle body 11 and serving to support the gripper 9.
  • the relative position sensor 40 such as an encoder, is driven in rotation by means of a pinion 46, meshing with a ring gear 47 belonging to the last set of spur gears 31 for driving the hanger 15 in rotation. , the crown 47 being wedged on the upper part 42 of the hanger 15.
  • the pulley 13 whose speed is the greatest drives, via the planetary multiplier 34, the rotor of the alternator 35 which induces in the stator of this alternator a three-phase alternating electric current.
  • the induced current is rectified by means of a diode rectifier bridge 48 and regulated by an incorporated regulator 49 which maintains for example at 24V the voltage of the current ensuring the recharging of the accumulator or accumulators 36.
  • the operation of the alternator 35 makes it possible to maintain the charge of the accumulator or accumulators 36 at a value sufficient to ensure the supply of energy to the on-board functions without recourse to external sources.
  • the accumulator or accumulators 36 ensure, by means of the control assembly 38, the supply of the direct current electric motor with permanent magnets 29 at a voltage of 0 to 24V for the rotation drive of the hanger 15 and the gripper 9 with or without load, and the supply by the collector 39 of the electrical functions of the gripper 9 or other accessories.
  • the control signals are transmitted to the device 1 by wireless link between a fixed transceiver station 50 available to the operator and the on-board transceiver 37.
  • the control signals are processed at 51 as a function of the programmed or manual orders of the operator and of information coming from different sensors such as value of the load C, height H of the load and angular position P of the arrow 3 of the lifting device, etc ... which represent influential parameters for the rotation and the precise angular positioning of the load 10.
  • the transceiver on board 37 also receives the signals from the sensor 40 which gives the position of the rotating hanger 15 relative to the muffle body 11 and the signals from the gyrometer 41 which indicates the position of the rotating hanger 15 relative to the last position recorded at sensor 40.
  • control signals are then amplified inside the electrical and electronic control assembly 38 to supply the motor 29 with an intensity and under a variable voltage as a function respectively of the desired torque and of the rotational speed.

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Description

  • La présente invention concerne un dispositif motorisé de rotation de charge, auto-alimenté en énergie, destiné aux appareils de levage à câble tels que grues à tour, grues mobiles, ponts roulants, portiques, etc..., ce dispositif assurant le positionnement angulaire des charges manutentionnées par de tels appareils de levage.
  • Il est bien connu, pour ces appareils, d'utiliser des crochets à tige montés tournants sur des moufles à plusieurs brins par l'intermédiaire d'émerillons, c'est-à-dire de butées à billes.
  • Dans les réalisations les plus courantes, la rotation du crochet avec ou sans charge suspendue s'effectue manuellement à l'approche du lieu de préhension ou de dépose de la charge. Malgré les dispositifs de protection et les mesures de sécurité prévus, ce genre d'opérations présente toujours un risque corporel pour l'opérateur, que ce soit en portant les mains sur les pièces mobiles ou que ce soit du simple fait de sa présence à proximité de la charge manutentionnée.
  • Dans des réalisations connues plus élaborées (voir par exemple le brevet français 1 229 282), la rotation du crochet ou plus généralement du préhenseur de charge est motorisée électriquement, et est commandée à distance depuis le poste de conduite situé sur l'appareil de levage. Dans le cas des grues à tour à flèche distributrice, par exemple, bec chariot de distribution et câble de levage formant un mouflage, il existe déjà des moufles avec un moto-réducteur télécommandé pour l'entraînement en rotation du crochet tournant. Le câble électrique d'alimentation en énergie et de télécommande de la motorisation du crochet tournant passe ici sur un enrouleur, disposé sur le chariot de distribution des charges, et il s'enroule et se déroule du tambour de l'enrouleur en fonction de la position du chariot sur la flèche et de la hauteur sous crochet. Dans ces réalisations, deux difficultés sont à surmonter, à savoir d'une part, le maintien d'une tension mécanique suffisante sur le câble d'alimentation et de télécommande et d'autre part la protection contre le risque de cisaillement et de détérioration du câble d'alimentation et de télécommande en cas de vrillage des câbles de levage.
  • Comme l'enseigne la demande de brevet allemand publiée 3 234 395, les problèmes liés au câble d'alimentation et de télécommande peuvent être solutionnés en alimentant le moteur électrique d'entraînement en rotation du crochet par une batterie embarquée sur le corps de moufle, et en réalisant la commande à distance par radio-commande. Cette solution connue nécessite toutefois de recharger fréquemment la batterie, notamment chaque nuit.
  • Enfin, pour éviter de recharger la batterie, on a déjà imaginé un dispositif motorisé de rotation de charge qui est "auto-alimenté" en énergie, c'est-à-dire que le dispositif motorisé de rotation de charge assure lui-même la production, l'emmagasinage, la restitution et le renouvellement de l'énergie nécessaire à son fonctionnement, en mettant à profit le défilement du câble de levage mouflé relativement à une poulie du dispositif, ceci pendant la manutention des charges et notamment lors des mouvements de montée et de descente. Ainsi, il a été proposé, dans la demande de brevet néerlandaise publiée 7614360, correspondant au préambule de la revendication 1, une transmission mécanique d'au moins une poulie vers une pompe hydraulique, et un circuit hydraulique avec un accumulateur qui permet d'alimenter un moteur hydraulique d'entraînement en rotation de la charge. Une telle réalisation hydraulique est onéreuse, et se justifie seulement pour l'application à des appareils de levage manutentionnant des charges très lourdes, comme c'est le cas notamment des grues portuaires porte-containers. Ce dispositif présente encore d'autres inconvénients :
    • Son autonomie, liée à la capacité de l'accumulateur hydraulique, est limitée.
    • Sa masse totale est importante, si l'on considère l'ensemble des moyens mécaniques et hydrauliques nécessaires, et elle vient en déduction de la charge utile de l'engin de levage.
    • Les moyens hydrauliques d'entraînement en rotation de la charge doivent être nécessairement commandés et contrôlés électriquement.
    • Une source d'énergie distincte, de type électrique, est aussi nécessaire pour le récepteur des signaux de télécommande.
  • La présente invention remédie à ces inconvénients, en fournissant un dispositif motorisé de rotation de charge pour appareils de levage à câble, auto-alimenté en énergie électrique de telle façon que l'énergie électrique fournie assure à la fois l'alimentation de la motorisation d'entraînement en rotation de la charge et celle des moyens pour la réception des signaux de commande à distance, le dispositif proposé possédant une autonomie importante pour une masse relativement limitée.
  • A cet effet, le dispositif selon l'invention comprend de façon connue un corps de moufle à plusieurs brins et à plusieurs poulies sur lesquelles passe au moins un câble de levage formant un mouflage, une suspente montée tournante autour d'un axe sensiblement vertical lié au corps de moufle et destinée à recevoir un crochet ou autre préhenseur pour une charge à manutentionner, une motorisation pour l'entraînement en rotation de la suspente autour de l'axe précité, un générateur d'énergie rotatif entraîné à partir d'au moins une poulie du corps de moufle sur laquelle passe le câble de levage, et des moyens d'emmagasinage d'énergie, chargés à partir du générateur et aptes à fournir l'énergie nécessaire à l'alimentation de la motorisation d'entraînement en rotation de la suspente, le corps de moufle comportant encore des moyens incorporés pour la réception des signaux de commandes et pour le contrôle du générateur et de l'alimentation de la motorisation ce dispositif est caractérisé en ce que le générateur d'énergie pour l'alimentation de la motorisation d'entraînement en rotation de la suspente est un générateur de courant électrique dont le rotor est entraîné en rotation mécaniquement à partir de la ou des poulies du corps de moufle, en ce que les moyens d'emmagasinage d'énergie sont des moyens d'emmagasinage d'énergie électrique, en ce que la motorisation pour l'entraînement en rotation de la suspente est une motorisation électrique, et en ce que les mêmes moyens d'emmagasinage d'énergie électrique assurent aussi l'alimentation des moyens pour la réception des signaux de commandes et pour le contrôle du générateur de courant électrique et de l'alimentation de la motorisation électrique.
  • On réalise donc, selon l'invention, un dispositif motorisé de rotation de charge entièrement autonome et purement électrique.
  • Bien que le dispositif selon l'invention assure essentiellement la fourniture d'énergie électrique pour l'alimentation de la motorisation d'entraînement en rotation de la suspente, donc de la charge, il est à noter que ce dispositif permet aussi d'alimenter des fonctions auxiliaires telles que préhension automatique de la charge, recherche de centre de gravité, etc... en s'affranchissant de tout câble d'alimentation électrique aboutissant au corps de moufle.
  • Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, le générateur de courant électrique, porté par le corps de moufle, est un alternateur avec pont redresseur et régulateur incorporés, dont le rotor est entraîné en rotation à partir de la poulie du corps de moufle dont la vitesse est la plus grande, cet alternateur assurant la mise en charge d'au moins un accumulateur constituant les moyens d'emmagasinage d'énergie électrique, tandis que la motorisation comprend un moteur électrique à courant continu qui assure l'entraînement en rotation de la suspente par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse, l'alimentation du moteur électrique à partir du ou des accumulateurs étant contrôlée par un ensemble électrique et électronique de commande incorporé au corps de moufle.
  • Avantageusement, l'entraînement en rotation du rotor de l'alternateur, à partir de la poulie du corps de moufle dont la vitesse est la plus grande, est assuré par l'intermédiaire d'un multiplicateur de vitesse de préférence du type planétaire. On obtient ainsi, sous un encombrement minimum, une mise en rotation de l'alternateur à une vitesse élevée, optimale pour la génération d'énergie électrique.
  • Selon un mode de réalisation particulier, le moteur électrique à courant continu assure l'entraînement en rotation de la suspente par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse à engrenages comprenant un premier étage constitué par un réducteur planétaire, et un deuxième étage constitué par un réducteur à trains d'engrenages droits.
  • Suivant une caractéristique complémentaire, le dispositif selon l'invention est équipé d'un capteur de position relative, tel que codeur absolu ou codeur incrémental, qui contrôle le positionnement angulaire de la suspente tournante par rapport au corps de moufle, et d'un gyromètre qui contrôle le positionnement absolu de la suspente tournante. Dans le cas d'un capteur de position relative constitué par un codeur rotatif, ce codeur peut être entraîné en rotation par un pignon engrenant avec une couronne dentée du dernier train d'engrenages droits appartenant au réducteur précité, cette couronne étant calée sur la suspente tournante.
  • Quant à la suspente tournante elle-même, celle-ci comprend suivant une autre caractéristique, d'une part, une partie supérieure cylindrique montée sur une butée à billes à l'intérieur du corps de moufle et pourvue d'un orifice prévu pour le passage d'un câble électrique de sortie d'un collecteur, pour l'amenée de l'énergie électrique emmagasinée vers des fonctions électriques du préhenseur et/ou d'autres accessoires, et d'autre part, une partie inférieure extérieure au corps de moufle et servant de support au préhenseur. L'alimentation électrique des éventuelles fonctions auxiliaires, à partir du ou des accumulateurs, est ainsi facilement assurée.
  • De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce dispositif motorisé de rotation de charge, auto-alimenté en énergie, pour appareils de levage à câble :
    • Figure 1 montre une grue à tour à flèche distributrice équipée du dispositif selon l'invention ;
    • Figure 2 est une vue latérale d'ensemble du dispositif ;
    • Figure 3 est une vue en plan par dessus du dispositif, correspondant à la vue latérale de la figure 2 ;
    • Figure 4 est une vue schématique du dispositif avec ses organes internes ;
    • Figure 5 représente le schéma synoptique de fonctionnement du dispositif.
  • Comme montré à la figure 1, le dispositif selon l'invention, désigné dans son ensemble par le repère 1, est destiné à équiper les appareils de levage à câble, tels qu'une grue à tour 2 à flèche distributrice 3. Le dispositif 1 est suspendu à la flèche 3 par l'intermédiaire d'un câble de levage 4 formant un mouflage 5 entre le chariot de distribution 6 et ledit dispositif 1. A une extrémité, le câble de levage 4 est fixé en un point 7 en tête de la flèche 3 ; à l'autre extrémité, le câble 4 s'enroule sur le tambour d'un treuil 8 disposé en pied de la flèche 3. Sous le dispositif 1 est suspendu un crochet ou préhenseur tournant 9 auquel est suspendue ou fixée la charge 10 à manutentionner.
  • En se référant en particulier aux figures 2 et 3, le dispositif 1 comprend de façon connue un corps de moufle 11 "quatre brins", à deux poulies 12,13 disposées symétriquement par rapport à un axe vertical 14, une suspente 15 montée tournante autour de l'axe vertical 14 destinée à recevoir le crochet ou préhenseur 9 et une motorisation électrique 16 pour l'entraînement en rotation de la suspente 15 autour de l'axe 14, comme indiqué par une flèche F.
  • Le corps de moufle 11 supporte les axes de rotation horizontaux 17,18 des poulies 12,13, lesquelles sont protégées par des carters en tôle 19,20 fixés sur les flasques latéraux 21,22 dudit corps de moufle 11. Les carters 19,20 présentent à leurs parties supérieures des ouvertures 23,24 prévues pour laisser passer respectivement les deux brins de câble 25,26 sortant de la poulie 12 et les deux brins de câble 27,28 sortant de l'autre poulie 13.
  • Comme montré à la figure 4, la motorisation 16 est constituée d'un moteur électrique à courant continu à aimants permanents 29 fonctionnant par exemple sous une tension de 24V, d'un réducteur de vitesse planétaire à un seul train d'engrenages 30 juste dimensionné pour le couple à transmettre afin d'avoir l'inertie minimum, et d'un réducteur de vitesse à trains d'entrenages droits 31 adapté à l'entraînement en rotation de la suspente tournante 15.
  • Par ailleurs, du fait du mouflage 5, la poulie 13 disposée du côté du brin moteur 28 tourne deux fois plus vite que la poulie 12 disposée du côté du brin fixe 25. Le moyeu 32 de la poulie 13 est calé sur l'arbre d'entrée 33 d'un multiplicateur de vitesse planétaire 34 adapté à un alternateur avec pont redresseur et régulateur incorporés 35 qui assure la charge d'un ou plusieurs accumulateurs électriques 36, logés dans le corps de moufle 11.
  • Le dispositif comprend encore un émetteur-récepteur de radio-commande 37 et un ensemble électrique et électronique de commande 38, incorporés au corps de moufle 11. Un collecteur tournant 39 permet le passage de l'énergie électrique de la partie fixe du dispositif 1 aux fonctions électriques de la partie entraînée en rotation 9,10,15, dans le cas où de telles fonctions sont prévues. Un capteur de position relative 40, tel que codeur absolu ou codeur incrémental, contrôle le positionnement angulaire relatif de la suspente 15 par rapport au corps de moufle 11, et un gyromètre 41 contrôle le positionnement absolu de la suspente tournante 15.
  • La suspente tournante 15 comprend une partie supérieure cylindrique 42 montée sur une butée à billes 43 à l'intérieur du corps de moufle 11 et pourvue d'un orifice 44 pour le passage du câble électrique de sortie du collecteur 39 aux fonctions électriques du préhenseur 9 ou autres accessoires spécialisés, et une partie inférieure 45 extérieure au corps de moufle 11 et servant de support au préhenseur 9.
  • Le capteur de position relative 40, tel que codeur, est entraîné en rotation par l'intermédiaire d'un pignon 46, engrenant avec une couronne dentée 47 appartenant au dernier train d'engrenages droits 31 pour l'entraînement en rotation de la suspente 15, la couronne 47 étant calée sur la partie supérieure 42 de la suspente 15.
  • Le fonctionnement du dispositif 1 selon l'invention, également illustré par le schéma synoptique de la figure 5, est le suivant :
  • Pendant les phases de levage, lors de la montée ou de la descente du corps de moufle 11, la poulie 13 dont la vitesse est la plus grande entraîne, par l'intermédiaire du multiplicateur planétaire 34, le rotor de l'alternateur 35 qui induit dans le stator de cet alternateur un courant électrique alternatif triphasé. Le courant induit est redressé par l'intermédiaire d'un pont redresseur à diodes 48 et régulé par un régulateur incorporé 49 qui maintient par exemple a 24V la tension du courant assurant la recharge du ou des accumulateurs 36.
  • Le fonctionnement de l'alternateur 35 permet de maintenir la charge du ou des accumulateurs 36 à une valeur suffisante pour assurer l'alimentation en énergie des fonctions embarquées sans recours à des sources extérieures. En particulier, le ou les accumulateurs 36 assurent, par l'intermédiaire de l'ensemble de commande 38 l'alimentation du moteur électrique à courant continu à aimants permanents 29 sous une tension de 0 à 24V pour l'entraînement en rotation de la suspente 15 et du préhenseur 9 avec ou sans charge, et l'alimentation par le collecteur 39 des fonctions électriques du préhenseur 9 ou autres accessoires.
  • La transmission au dispositif 1 des signaux de commande s'effectue par liaison sans fil entre un poste émetteur-récepteur fixe 50 à la disposition de l'opérateur et l'émetteur-récepteur embarqué 37.
  • Les signaux de commande sont traites en 51 en fonction des ordres programmés ou manuels de l'opérateur et des informations provenant de différents capteurs telles que valeur de la charge C, hauteur H de la charge et position angulaire P de la flèche 3 de l'appareil de levage, etc... qui représentent des paramètres influents pour la rotation et le positionnement angulaire précis de la charge 10.
  • L'émetteur-récepteur embarque 37 reçoit également les signaux du capteur 40 qui donne la position de la suspente tournante 15 par rapport au corps de moufle 11 et les signaux du gyromètre 41 qui indique la position de la suspente tournante 15 par rapport à la dernière position enregistrée au capteur 40.
  • Les signaux de commande sont ensuite amplifiés à l'intérieur de l'ensemble électrique et électronique de commande 38 pour alimenter le moteur 29 avec une intensité et sous une tension variables en fonction respectivement du couple et de la vitesse de rotation désirés.
  • On réalise ainsi un dispositif motorisé de rotation de charge qui est auto-alimenté en énergie, le mouvement relatif du câble de levage 4 et du dispositif 1 provoquant, par l'intermédiaire de l'alternateur 35, la charge de l'accumulateur 36 qui sert de réserve d'énergie pour alimenter la motorisation 16 de la suspente tournante 15. On comprend donc que les mouvements de levage permettent au dispositif de produire et de renouveler son énergie, ceci pendant l'utilisation normale de l'appareil de levage. A ce sujet, on peut encore noter que non seulement les mouvements de montée et descente du corps de moufle 11, mais aussi le mouvement de distribution par déplacement du chariot 6 le long de la flèche 3, contribuent à la génération d'énergie électrique : même si le déplacement du chariot de distribution 6 reste relativement lent, il peut lui correspondre un défilement du câble de levage 4 s'ajoutant à celui provoqué par le mouvement de montée/descente et entraînant ainsi l'alternateur 35 à une vitesse plus élevée.
  • Bien entendu, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce dispositif motorisé de rotation de charge, auto-alimenté en énergie, qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple. En particulier, l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention :
    • . en remplaçant l'alternateur 35 par un autre générateur de charge tel qu'une dynamo ;
    • . en remplaçant l'accumulateur 36 par un autre appareil ou composant qui emmagasine l'énergie électrique produite ;
    • . en modifiant des particularités constructives telles que la position du capteur de position relative 40 dans la chaîne cinématique d'entraînement en rotation de la suspente 15, ou encore les moyens d'entraînement de l'alternateur 35 à partir de la poulie 13 ;
    • . en adaptant le dispositif selon l'invention à un corps de moufle ayant un nombre de brins et de poulies différent ;
    • . en destinant ce dispositif à des appareils de levage à câble autres que les grues à tour à flèche distributrice.

Claims (8)

  1. Dispositif motorisé de rotation de charge, auto-alimenté en énergie, pour appareils de levage à câble, comprenant un corps de moufle (11) à plusieurs brins (25,26,27,28) et à plusieurs poulies (12,13) sur lesquelles passe au moins un câble de levage (4) formant un mouflage (5), une suspente (15) montée tournante autour d'un axe sensiblement vertical (14) lié au corps de moufle (11) et destinée à recevoir un crochet ou autre préhenseur (9) pour une charge (10) à manutentionner, une motorisation (16) pour l'entraînement en rotation (flèche F) de la suspente (15) autour de l'axe précité (14), un générateur d'énergie rotatif (35) entraîné à partir d'au moins une poulie (13) du corps de moufle (11) sur laquelle passe le câble de levage (4), et des moyens d'emmagasinage d'énergie (36), chargés à partir du générateur (35) et aptes à fournir l'énergie nécessaire à l'alimentation de la motorisation (16) d'entraînement en rotation de la suspente (15), le corps de moufle (11) comportant encore des moyens incorporés (37,38) pour la réception des signaux de commandes et pour le contrôle du générateur (35) et de l'alimentation de la motorisation (16), caractérisé en ce que le générateur d'énergie pour l'alimentation de la motorisation (16) d'entraînement en rotation de la suspente est un générateur de courant électrique (35), dont le rotor est entraîné en rotation mécaniquement à partir de la ou des poulies (13) du corps de moufle (11), en ce que les moyens d'emmagasinage d'énergie sont des moyens d'emmagasinage d'énergie électrique (36), en ce que la motorisation pour l'entraînement en rotation de la suspente (15) est une motorisation électrique (16), et en ce que les mêmes moyens d'emmagasinage d'énergie électrique (36) assurent aussi l'alimentation des moyens (37,38) pour la réception des signaux de commandes et pour le contrôle du générateur de courant électrique (35) et de l'alimentation de la motorisation électrique (16).
  2. Dispositif motorisé de rotation de charge selon la revendication 1, caractérisé en ce que le générateur de courant électrique, porté par le corps de moufle (11) est un alternateur (35) avec pont redresseur (48) et régulateur (49) incorporés, dont le rotor est entraîné en rotation à partir de la poulie (13) du corps de moufle (11) dont la vitesse est la plus grande, cet alternateur (35) assurant la mise en charge d'au moins un accumulateur (36) constituant les moyens d'emmagasinage d'énergie électrique.
  3. Dispositif motorisé de rotation de charge selon la revendication 2, caractérisé en ce que la motorisation (16) comprend un moteur électrique à courant continu (29), qui assure l'entraînement en rotation de la suspente (15) par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse (30,31), l'alimentation du moteur électrique (29) à partir du ou des accumulateurs (36) étant contrôlée par un ensemble électrique et électronique de commande (38) incorporé au corps de moufle (11).
  4. Dispositif motorisé de rotation de charge selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'entraînement en rotation du rotor de l'alternateur (35), à partir de la poulie (13) du corps de moufle (11) dont la vitesse est la plus grande, est assuré par l'intermédiaire d'un multiplicateur de vitesse (34), de préférence du type planétaire.
  5. Dispositif motorisé de rotation de charge selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moteur électrique à courant continu (29) assure l'entraînement en rotation de la suspente (15) par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse à engrenages comprenant un premier étage constitué par un réducteur planétaire (30) et un deuxième étage constitue par un réducteur à trains d'engrenages droits (31).
  6. Dispositif motorisé de rotation de charge selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un capteur de position relative (40), tel que codeur absolu ou codeur incrémental, qui contrôle le positionnement angulaire de la suspente tournante (15), par rapport au corps de moufle (11), et d'un gyromètre (41) qui contrôle le positionnement absolu de la suspente tournante (15).
  7. Dispositif motorisé de rotation de charge selon l'ensemble des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le capteur de position relative, constitué par un codeur rotatif (40), est entraîné en rotation par un pignon (46) engrenant avec une couronne dentée (47) du dernier train d'engrenages droits (31) appartenant au réducteur assurant l'entraînement en rotation de la suspente (15), cette couronne (47) étant calée sur la suspente tournante (15).
  8. Dispositif motorisé de rotation de charge selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la suspente tournante (15) comprend, d'une part, une partie supérieure cylindrique (42) montée sur une butée à billes (43) à l'intérieur du corps de moufle (11) et pourvue d'un orifice (44) prévu pour le passage d'un câble électrique de sortie d'un collecteur tournant (39), pour l'amenée de l'énergie électrique emmagasinée vers des fonctions électriques du préhenseur (9) et/ou d'autres accessoires, et d'autre part, une partie inférieure (45) extérieure au corps de moufle (11) et servant de support au préhenseur (9).
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