EP1775252B1 - Procédé et dispositif de contrôle de la charge d'une grue à tour à flèche relevable - Google Patents
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- EP1775252B1 EP1775252B1 EP20060356068 EP06356068A EP1775252B1 EP 1775252 B1 EP1775252 B1 EP 1775252B1 EP 20060356068 EP20060356068 EP 20060356068 EP 06356068 A EP06356068 A EP 06356068A EP 1775252 B1 EP1775252 B1 EP 1775252B1
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- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
- B66C23/88—Safety gear
- B66C23/90—Devices for indicating or limiting lifting moment
- B66C23/905—Devices for indicating or limiting lifting moment electrical
Definitions
- the present invention relates generally to tower cranes luffing jib. More particularly, this invention relates to a method of controlling the load of a luffing tower tower crane, as well as to a device for carrying out this method.
- the figure 1 The attached drawing shows, very schematically, a tower crane luffing jib.
- a crane comprises, at the top of a mast symbolized by its vertical axis Z, an assembly rotating about this axis Z which comprises a luffing jib 2, a counter-jib 3 supporting a counterweight 4, a punch 5, and a tie rod Counter-deflection 6.
- the fixed length of the counter-boom 3 is designated d, while the reach of the crane, which depends on the angle of inclination ⁇ of the arrow 2, is designated by P.
- Such a luffing jib crane requires for its operation, in particular to take into account the strength of its frame and the stability of the crane, to be used with a loading diagram, that is to say that each inclination angle ⁇ of the arrow 2, or each corresponding P-range, is associated with a maximum load to be lifted.
- the loading pattern is established according to the crane stability conditions, the mast strength and the resistance of the slewing ring of the rotating assembly. These conditions require that a torque due to the load raised and the weight of the boom 2, which is of constant value with respect to the axis Z of the mast, not be exceeded.
- the simplest solution consists in measuring the force supported by the counter-balance rod 6 using a dynamometer 7, or a force measuring device. equivalent. It must then be verified, using the dynamometer 7, that the tensile force in the anti-jib tie 6 does not exceed a set value.
- Curve A of the figure 4 represents the theoretical loading diagram, corresponding to this last equation, this theoretical curve A representing the load to be lifted as a function of the span P.
- the permissible load for a given range P is that of the theoretical case previously explained, multiplied by the ratio L2 / L1 between the lengths L2 and L1, respectively measured from the points of articulation P2 and P1. This relationship is reflected by the curve B on the loading chart of the figure 4 .
- the load here is a function of the ratio L2 / L1, which is a ratio that is itself variable since the lengths L1 and L2 vary according to the range P.
- L2 ⁇ L1 a ratio that is itself variable since the lengths L1 and L2 vary according to the range P.
- Telescopic boom cranes are also known, including truck-mounted cranes that are not tower cranes, for which various load curves are used depending on the state of elongation of the boom - see, for example, the patent. US 4039084 . This does not, however, address the particular problem, discussed above, which is unique to tower cranes luffing jib.
- the present invention aims to optimize the loading pattern of a luffing jib tower crane, to use the crane frame at its maximum capacity, whatever the range.
- the subject of the invention is essentially a method for controlling the load of a luffing jib tower crane, by using a pre-established loading diagram combined with a measurement of the force supported by the luffing rod. counter-boom of the crane, this method being characterized in that alternatively, depending on the range of the crane resulting from the position of its boom, at least two distinct load curves, or a first load curve used between the minimum range and intermediate range, and at least one other load curve, corresponding to a higher load moment, used between the intermediate range and the maximum range.
- said other load curve, used between the intermediate range and the maximum range is a curve deduced by homothety of the first load curve, used between the range. minimum and intermediate range.
- the invention consists, in principle, in creating a load curve C (see figure 4 ) whose theoretical torque is greater than that of the load curve B defined above, and which is deduced in particular from the curve B by a homothety, the two curves B and C being used alternately. More particularly, the change in the load curve is determined by the graph, and takes place at the point where the curve C intersects the curve A, in order not to put the crane in danger: the curve B is used between the minimum range Pm and the intermediate reach PO, and the curve C is used between this intermediate reach PO and the maximum reach PM.
- the invention also relates to a device for controlling the load of a luffing tower tower crane, implementing the method defined above.
- This device is of the kind of those using at least a dynamometer or an equivalent force measuring device, associated with the jib against the jib, to measure the force supported by the tie rod; according to the invention, the at least one dynamometer, or the equivalent force measuring device, is provided with tripping means for a first effort corresponding to the first load curve, used between the minimum range and an intermediate range, and trigger means for at least one other force, greater than the previous one, corresponding to at least one other load curve, used between an intermediate range and the maximum range, means being provided to detect the passage of the arrow by the position corresponding to the intermediate range
- the dynamometer is equipped with a first switch that is triggered for a greater force than the first load curve and at least one other switch that triggers for a greater effort than the one at least one other load curve, therefore to a force greater than the triggering force of the first switch.
- the dynamometer 7 can be equipped with two switches 11 and 12, the first switch 11 being used for the smallest ranges, and the second switch 12 was used for the largest ranges, up to the maximum range (PM) , the change of switch used being performed during the passage by the position of the arrow which corresponds to the aforementioned intermediate range (PO).
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Description
- La présente invention concerne, de façon générale, les grues à tour à flèche relevable. Plus particulièrement, cette invention se rapporte à un procédé de contrôle de la charge d'une grue à tour à flèche relevable, ainsi qu'à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.
- La
figure 1 du dessin annexé représente, très schématiquement, une grue à tour à flèche relevable. Une telle grue comprend, au sommet d'un mât symbolisé par son axe vertical Z, un ensemble tournant autour de cet axe Z qui comporte une flèche relevable 2, une contre-flèche 3 supportant un contrepoids 4, un poinçon 5, et un tirant de contre-flèche 6. La longueur fixe de la contre-flèche 3 est désignée par d, tandis que la portée de la grue, qui dépend de l'angle d'inclinaison α de la flèche 2, est désignée par P. - Une telle grue à flèche relevable nécessite pour son fonctionnement, en particulier pour tenir compte de la résistance de sa charpente et de la stabilité de la grue, d'être utilisée avec un diagramme de chargement, c'est-à-dire qu'à chaque angle d'inclinaison α de la flèche 2, ou à chaque portée P correspondante, est associée une charge maximum à lever.
- Le diagramme de chargement est établi en fonction des conditions de stabilité de la grue, de la résistance du mât et de la résistance de la couronne d'orientation de l'ensemble tournant. Ces conditions imposent que ne soit pas dépassé un couple dû à la charge levée et au poids de la flèche 2, qui soit de valeur constante par rapport à l'axe Z du mât.
- Pour vérifier cette condition relative à un couple constant, la solution la plus simple consiste à mesurer l'effort supporté par le tirant de contre-flèche 6 à l'aide d'un dynamomètre 7, ou d'un appareil de mesure d'effort équivalent. II faut alors vérifier, à l'aide du dynamomètre 7, que l'effort de traction dans le tirant de contre-flèche 6 ne dépasse pas une valeur de consigne.
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-
- La courbe A de la
figure 4 représente le diagramme de chargement théorique, correspondant à cette dernière équation, cette courbe théorique A représentant la charge à lever en fonction de la portée P. - Cependant, pour que l'effort dans le tirant de contre-flèche 6 soit réellement proportionnel au moment de charge, comme considéré ci-dessus, quelle que soit la position de la flèche 2, il faut que la flèche 2, la contre-flèche 3 et le poinçon 5 soient concourants. Or, par construction, il est techniquement difficile d'articuler ces trois éléments en un même point, situé sur l'axe Z du mât, et on est donc contraint de réaliser une construction de grue dans laquelle les points d'articulation de la flèche 2, de la contre-flèche 3 et du poinçon 5 sont dissociés, comme indiqué par P1 et P2 sur la
figure 2 . - Dans ces conditions, qui correspondent à la réalité, l'effort mesuré dans le tirant de contre-flèche 6, pour une portée et une charge données, est différent du cas théorique précédemment exposé.
-
- Dans ce cas, la charge admissible pour une portée P donnée est celle du cas théorique précédemment exposé, multipliée par le rapport L2/L1 entre les longueurs L2 et L1, mesurées respectivement à partir des points d'articulation P2 et P1. Cette relation se traduit par la courbe B sur le diagramme de chargement de la
figure 4 . - La charge est ici fonction du rapport L2/L1, qui est un rapport lui-même variable puisque les longueurs L1 et L2 varient en fonction de la portée P. En particulier, pour les faibles portées, donc pour une flèche 2 plus fortement relevée, comme le montre la
figure 2 , on a : L2<L1. - A l'inverse, pour les plus grandes portées, donc pour une flèche 2 moins relevée, comme le montre la
figure 3 , on a : L2>L1. - Il en résulte que, pour un moment de charge M donné, l'effort mesuré par le dynamomètre est supérieur lorsque la portée P est maximum (flèche abaissée) par rapport à ce qu'il est lorsque la portée P est minimale (flèche relevée). Autrement dit, la charge admissible lorsque la portée est maximale sera inférieure à celle que la grue aurait pu lever en toute sécurité.
- En d'autres termes, considérant le diagramme de chargement de la
figure 4 , on remarque que la courbe B est toujours en dessous de la courbe théorique A, donc que pour une portée P donnée la charge est inférieure avec la courbe B. Toutes les possibilités de la grue ne sont donc pas exploitées et, notamment, la charge à portée maximale est inférieure à ce qu'elle pourrait être. - Pour illustrer l'état de la technique précédemment exposé, il est fait ici référence au brevet
US 5263597 , qui montre une grue à flèche relevable, pouvant être une grue à tour, toutefois sans contre-flèche, avec un tirant reliant l'extrémité de la flèche à un poinçon, et avec un dynamomètre ou appareil de mesure d'effort placé sur le tirant de flèche, pour mesurer l'effort supporté par ce tirant. La mesure d'effort ainsi effectuée, combinée avec un diagramme de chargement préétabli, permet ici le contrôle de la charge de la grue à flèche relevable. - On connaît aussi des grues à flèche télescopique, notamment des grues sur camion qui ne sont pas des grues à tour, pour lesquelles diverses courbes de charge sont utilisées selon l'état d'allongement de la flèche ― voir par exemple le brevet
US 4039084 . Ceci ne répond toutefois pas à la problématique particulière, exposée ci-dessus, qui est propre aux grues à tour à flèche relevable. - Partant des précédentes constatations, la présente invention vise à optimiser le diagramme de chargement d'une grue à tour à flèche relevable, pour utiliser la charpente de la grue à sa capacité maximale, quelle que soit la portée.
- A cet effet, l'invention a essentiellement pour objet un procédé de contrôle de la charge d'une grue à tour à flèche relevable, par utilisation d'un diagramme de chargement préétabli combiné avec une mesure de l'effort supporté par le tirant de contre-flèche de la grue, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on utilise alternativement, selon la portée de la grue résultant de la position de sa flèche, au moins deux courbes de charge distinctes, soit une première courbe de charge utilisée entre la portée minimale et une portée intermédiaire, et au moins une autre courbe de charge, correspondant à un moment de charge supérieur, utilisée entre la portée intermédiaire et la portée maximale.
- Dans un mode de mise en oeuvre préféré du procédé, objet de l'invention, ladite autre courbe de charge, utilisée entre la portée intermédiaire et la portée maximale, est une courbe déduite par homothétie de la première courbe de charge, utilisée entre la portée minimale et la portée intermédiaire.
- Ainsi, l'invention consiste, dans son principe, à créer une courbe de charge C (voir
figure 4 ) dont le couple théorique est supérieur à celui de la courbe de charge B précédemment définie, et qui se déduit notamment de la courbe B par une homothétie, les deux courbes B et C étant utilisées alternativement. Plus particulièrement, le changement de courbe de charge est déterminé par le graphique, et s'effectue à l'endroit où la courbe C coupe la courbe A, pour ne pas mettre la grue en péril : la courbe B est utilisée entre la portée minimale Pm et la portée intermédiaire PO, et la courbe C est utilisée entre cette portée intermédiaire PO et la portée maximale PM. - L'invention a aussi pour objet un dispositif de contrôle de la charge d'une grue à tour à flèche relevable, mettant en oeuvre le procédé défini ci-dessus. Ce dispositif est du genre de ceux utilisant au moins un dynamomètre ou un appareil de mesure d'effort équivalent, associé au tirant de contre-flèche de la grue, pour mesurer l'effort supporté par ce tirant ; selon l'invention, le dynamomètre au nombre d'un au moins, ou l'appareil de mesure d'effort équivalent, est pourvu de moyens de déclenchement pour un premier effort correspondant à la première courbe de charge, utilisée entre la portée minimale et une portée intermédiaire, et de moyens de déclenchement pour au moins un autre effort, supérieur au précédent, correspondant à au moins une autre courbe de charge, utilisée entre une portée intermédiaire et la portée maximale, des moyens étant prévus pour détecter le passage de la flèche par la position correspondant à la portée intermédiaire
- Dans une forme de réalisation de ce dispositif, le dynamomètre est équipé d'un premier interrupteur qui se déclenche pour un effort supérieur à celui de la première courbe de charge et d'au moins un autre interrupteur qui se déclenche pour un effort supérieur à celui d'au moins une autre courbe de charge, donc à un effort supérieur à l'effort de déclenchement du premier interrupteur. En particulier, le dynamomètre 7 peut être équipé de deux interrupteurs 11 et 12, le premier interrupteur 11 étant utilisé pour les plus faibles portées, et le second interrupteur 12 était utilisé pour les plus grandes portées, jusqu'à la portée maximale (PM), le changement d'interrupteur utilisé étant effectué lors du passage par la position de la flèche qui correspond à la portée intermédiaire précitée (PO).
- Pour détecter le passage de la flèche par la position correspondant à cette portée intermédiaire, une possibilité consiste en ce que le treuil de relevage de la flèche est équipé d'un moyen de comptage des tours de son tambour, moyen qui ferme un interrupteur du genre "fin de course" intervenant pour un nombre de tours déterminé, lequel correspond au passage par ladite portée intermédiaire.
- L'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention, telle que définie dans les revendications annexées :
- en équipant la grue de deux dynamomètres distincts, intervenant respectivement pour les deux courbes de charge, au lieu d'un seul dynamomètre équipé de deux interrupteurs ;
- en plaçant le dynamomètre non pas sur le tirant de contre-flèche 6, mais sur le poinçon 5, ce qui constitue une solution équivalente car l'effort dans le poinçon est proportionnel à l'effort dans le tirant de contre-flèche ;
- en utilisant trois tronçons de courbe de charge, ou des tronçons plus nombreux, au lieu de deux courbes ;
- en utilisant tous moyens pour détecter le passage de la flèche relevable par la portée intermédiaire, provoquant le passage d'une courbe de charge à l'autre.
Claims (7)
- Procédé de contrôle de la charge d'une grue à tour à flèche relevable, par utilisation d'un diagramme de chargement préétabli combiné avec une mesure de l'effort (F) supporté par le tirant de contre-flèche (6) de la grue, caractérisé en ce qu'on utilise alternativement, selon la portée (P) de la grue résultant de la position de sa flèche (2), au moins deux courbes de charge distinctes, soit une première courbe de charge (B) utilisée entre la portée minimale (Pm) et une portée intermédiaire (PO), et au moins une autre courbe de charge (C) correspondant à un moment de charge (M) supérieur, utilisée entre la portée intermédiaire (PO) et la portée maximale (PM).
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite autre courbe de charge (C), utilisée entre la portée intermédiaire (PO) et la portée maximale (PM), est une courbe déduite par homothétie de la première courbe de charge (B), utilisée entre la portée minimale (Pm) et la portée intermédiaire (PO).
- Dispositif de contrôle de la charge d'une grue à tour à flèche relevable, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou 2, le dispositif utilisant au moins un dynamomètre (7) ou un appareil de mesure d'effort équivalent, associé au tirant de contre-flèche (6) de la grue, pour mesurer l'effort (F) supporté par ce tirant, caractérisé en ce que le dynamomètre (7) au nombre d'un au moins, ou l'appareil de mesure d'effort équivalent, est pourvu de moyens de déclenchement (I1) pour un premier effort correspondant à la première courbe de charge (B), utilisée entre la portée minimale (Pm) et une portée intermédiaire (PO), et de moyens de déclenchement (I2) pour au moins un autre effort, supérieur au précédent, correspondant à au moins une autre courbe de charge (C), utilisée entre une portée intermédiaire (PO) et la portée maximale (PM), des moyens étant prévus pour détecter le passage de la flèche (2) par la position correspondant à la portée intermédiaire (PO).
- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dynamomètre (7) est équipé d'un premier interrupteur (I1) qui se déclenche pour un effort supérieur à celui de la première courbe de charge (B), et d'au moins un autre interrupteur (12) qui se déclenche pour un effort supérieur à celui d'au moins une autre courbe de charge (C), donc à un effort supérieur à l'effort de déclenchement du premier interrupteur (11).
- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dynamomètre (7) est équipé de deux interrupteurs (11, 12), le premier interrupteur (11) étant utilisé pour les plus faibles portées (P), et le second interrupteur (12) étant utilisé pour les plus grandes portées, jusqu'à la portée maximale (PM), le changement d'interrupteur utilisé étant effectué lors du passage par la position de la flèche (2) qui correspond à la portée intermédiaire (PO) précitée.
- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la grue est équipée de deux dynamomètres distincts, intervenant respectivement pour les deux courbes de charge (B, C).
- Dispositif selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que, pour détecter le passage de la flèche (2) par la position correspondant à la portée intermédiaire (PO), le treuil de relevage de la flèche (2) est équipé d'un moyen de comptage des tours de son tambour, moyen qui ferme un interrupteur du genre "fin de course" intervenant pour un nombre de tours déterminé, lequel correspond au passage par ladite portée intermédiaire (PO).
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