FR2687390A1 - Device for measuring and monitoring the loading position called for by one or more lifting winches with friction drive pulleys - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE MESURE ET DE CONTROLE DE LA POSITION
DE CHARGE SOLLICITEE PAR UN OU PLUSIEURS
TREUILS DE LEVAGE A POULIES D'ADHERENCE
L'invention se rattache au secteur technique des appareils de levage et de manutention de charges et plus particulièrement des dispositifs de contrôle de déplacement des charges.DEVICE FOR MEASURING AND CONTROLLING THE POSITION
LOAD REQUIRED BY ONE OR MORE
ADHESIVE PULLEY LIFTING WINCHES
The invention relates to the technical sector of lifting and load handling devices and more particularly of load displacement control devices.
Il existe de nombreux treuils motorisés à poulies d'adhérence, dont la gorge est profilée en rond, en V ou en U, et dont le complément d'entraînement du câble est assuré par un système de galets presseurs. On connaît également des treuils à poulie d'adhérence formés par deux flasques serrés l'un contre l'autre par un système de ressorts entraînant le câble sur leur circonférence. There are many motorized winches with adhesion pulleys, the groove of which is profiled in a round, V or U shape, and whose additional cable drive is provided by a system of pinch rollers. Known pulley winches are also known which are formed by two flanges clamped against one another by a system of springs driving the cable around their circumference.
Ces treuils et d'autres encore, tels que les treuils à tambour par exemple, permettent le déplacement d'une ou de plusieurs charges qu'il y a lieu ou non de synchroniser. La répétition exacte de ces mouvements d'élévation et d'abaissement de charges nécessite la maîtrise d'un certain nombre de paramètres qui sont, pour tous treuils quels qu'ils soient, les suivants
a) le glissement interne du ou des moteurs
b) le rendement du ou des treuils et des poulies de renvoi du système de levage
c) l'allongement du câble en fonction de la charge et des effets induits par les accélérations et décélérations auxquels ils sont soumis
Pour contrôler ces paramètres, des dispositifs de mesure sont étroitement associés et incorporés dans les différents treuils permettant ainsi la mesure à partir de la zone d'enroulement des câbles sur la bobine d'origine. These winches and others still, such as drum winches for example, allow the displacement of one or more loads which it is necessary or not to synchronize. The exact repetition of these lifting and lowering movements requires the control of a certain number of parameters which are, for all winches whatever they are, the following
a) the internal sliding of the motor (s)
b) the performance of the hoist (s) and pulleys of the lifting system
c) the elongation of the cable as a function of the load and the effects induced by the accelerations and decelerations to which they are subjected
To control these parameters, measuring devices are closely associated and incorporated in the various winches, thus allowing measurement from the cable winding area on the original spool.
En fait et en pratique, le contrôle de ces trois paramètres s'avére, dans le cas de treuils d'adhérence, très insuffisant et n'offre par toutes sécurités et fiabilité dans le positionnement des charges à une hauteur souhaitée. En effet, lors des recherches effectuées par les Demandeurs, il est apparu que d'autres paramètres n'étaient pas pris en compte pour le calcul et le positionnement des charges, ces paramètres étant importants et explicitant le manque de fiabilité et d'insuffisance de réglage. In fact and in practice, the control of these three parameters proves, in the case of grip winches, very insufficient and does not offer any safety and reliability in the positioning of the loads at a desired height. Indeed, during the searches carried out by the Applicants, it appeared that other parameters were not taken into account for the calculation and the positioning of the loads, these parameters being important and explaining the lack of reliability and insufficiency of setting.
On a en effet constaté qu'il était au moins nécessaire de tenir compte des deux paramètres complémentaires suivants, à savoir
1) le glissement relatif du câble par rapport à la poulie en fonction de la charge et des phases d'accélération, décélération, en tenant compte que les vitesses peuvent être de l'ordre de 100 mètres/minute
2) le cheminement véritable du câble dans la gorge de la poulie.It has indeed been found that it is at least necessary to take account of the following two additional parameters, namely
1) the relative sliding of the cable relative to the pulley as a function of the load and of the acceleration and deceleration phases, taking into account that the speeds can be of the order of 100 meters / minute
2) the true routing of the cable in the groove of the pulley.
L'objet de l'invention vise donc à concevoir un dispositif permettant de mesurer et de contrôler la position des charges avec une rigueur améliorée en tenant compte non seulement des trois paramètres initiaux, mais les deux paramètres supplémentaires indiqués précédemment. The object of the invention therefore aims to design a device for measuring and controlling the position of the charges with improved rigor taking into account not only the three initial parameters, but the two additional parameters indicated above.
Selon une première caractéristique de l'invention, le dispositif de mesure et de contrôle de la position de charge, ladite charge étant associée à un câble tracteur entraîné par un treuil, des moyens du type poulies étant fixés à un plan d'élévation et assurant l'orientation, le guidage et le renvoi des brins du câble, est remarquable en ce qu'il comprend un système de mesure associé à chaque treuil moteur, ledit système étant indépendant et non intégré directement au treuil moteur, et permettant la lecture et la mesure du déplacement du câble associé à la charge soulevée, et communiquant l'information à un système d'asservissement et de commande du treuil moteur considéré. According to a first characteristic of the invention, the device for measuring and controlling the load position, said load being associated with a towing cable driven by a winch, means of the pulley type being fixed to an elevation plane and ensuring the orientation, guidance and return of the cable strands is remarkable in that it includes a measurement system associated with each engine winch, said system being independent and not integrated directly into the engine winch, and allowing reading and measuring the displacement of the cable associated with the lifted load, and communicating the information to a servo control system for controlling the winch under consideration.
Selon une autre caractéristique, le dispositif est remarquable en ce qu'il comprend au moins un codeur associé et fixé à une poulie de renvoi montée en suspension par rapport au plan d'appui supérieur et autorisant le passage, le guidage et entraînement d'un câble complémentaire cranté, ledit câble ayant une première extrémité associée à la charge à soulever et son autre extrémité associée à un contre-poids, ledit codeur communiquant les mesures par des moyens électroniques au treuil moteur afin de réguler les vitesses et positions de charge. According to another characteristic, the device is remarkable in that it comprises at least one associated encoder and fixed to a return pulley mounted in suspension with respect to the upper bearing plane and authorizing the passage, guidance and drive of a complementary notched cable, said cable having a first end associated with the load to be lifted and its other end associated with a counterweight, said encoder communicating the measurements by electronic means to the motor winch in order to regulate the speeds and load positions.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif est remarquable en ce qu'il comprend un ou plusieurs capteurs positionnés sur la charge soulevée, et se déplaçant le long d'un support rectiligne de mesure indexé fixe, participant au processus d'asservissement. According to another characteristic of the invention, the device is remarkable in that it comprises one or more sensors positioned on the lifted load, and moving along a rectilinear fixed indexed measurement support, participating in the control process. .
Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront bien de la suite de la description. These characteristics and others will emerge clearly from the following description.
Pour fixer l'objet de l'invention illustré non limitativement aux figures des dessins où
La figure 1 est une vue à caractère schématique dans une première mise en oeuvre illustrant l'application du dispositif selon l'invention au soulèvement de deux charges. To fix the object of the invention illustrated without limitation to the figures of the drawings where
Figure 1 is a schematic view in a first implementation illustrating the application of the device according to the invention to the lifting of two loads.
La figure 2 est une vue à caractère schématique partielle montrant le positionnement du dispositif de mesure par rapport à une barre support. Figure 2 is a partial schematic view showing the positioning of the measuring device relative to a support bar.
La figure 3 est une vue à caractère schématique d'une variante de réalisation du dispositif selon l'invention avec élévation d'une seule charge. Figure 3 is a schematic view of an alternative embodiment of the device according to the invention with elevation of a single load.
La figure 4 est une vue à caractère schématique montrant l'élévation de charges à partir d'une batterie de treuils, chacun étant équipé d'un dispositif de mesure selon l'invention. Figure 4 is a schematic view showing the lifting of loads from a winch battery, each being equipped with a measuring device according to the invention.
Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant d'une manière non limitative aux figures des dessins. In order to make the object of the invention more concrete, it is now described in a nonlimiting manner in the figures of the drawings.
Le dispositif de mesure et de contrôle de la position de charge selon l'invention est remarquable en ce qu'il comprend un système de mesure associé à chaque treuil moteur, ledit système étant indépendant et non intégré directement au treuil moteur, et permettant la lecture et la mesure du déplacement du câble associé à la charge soulevée, et communiquant l'information à un système d'asservissement et de commande du treuil moteur considéré. The device for measuring and controlling the load position according to the invention is remarkable in that it comprises a measurement system associated with each engine winch, said system being independent and not integrated directly into the engine winch, and allowing reading and measuring the displacement of the cable associated with the lifted load, and communicating the information to a servo control system for controlling the winch under consideration.
Ainsi, selon l'invention, la lecture et la mesure de déplacement du câble à un instant T permet d'assurer l'émission d'un signal autorisant l'ajustement de la vitesse de l'élément moteur dans la mesure où à cet instant T la position du moyen de mesure se trouve différente de celle programmée initialement. Thus, according to the invention, reading and measuring the displacement of the cable at an instant T makes it possible to ensure the emission of a signal authorizing the adjustment of the speed of the motor element insofar as at this instant T the position of the measuring means is different from that initially programmed.
Le dispositif selon l'invention est illustré dans une première mise en oeuvre aux figures 1 et 2. The device according to the invention is illustrated in a first implementation in Figures 1 and 2.
Dans le cas illustré, on a représenté le positionnement non limitatif de deux treuils (1) à freins électro-magnétiques par exemple positionnés sur un plan d'appui (2) au sol. Une barre support (3) ou palan est disposée dans un plan supérieur à une certaine hauteur et est agencée avec des moyens (4) directement fixés autorisant la suspension de poulies (5) de renvoi entre les flasques desquelles est engagé un câble tracteur (6) dont l'extrémité (6.1) est associée par des moyens (7) à une charge à lever (8). Dans cette mise en oeuvre, le dispositif selon l'invention comprend l'utilisation complémentaire d'un moyen de mesure (9) pouvant être un codeur monté ainsi qu'illustré figure 2 sur un arbre (10) associé à une première poulie de renvoi (11). In the illustrated case, there is shown the non-limiting positioning of two winches (1) with electromagnetic brakes, for example positioned on a support plane (2) on the ground. A support bar (3) or hoist is arranged in a plane greater than a certain height and is arranged with means (4) directly fixed authorizing the suspension of pulleys (5) returning between the flanges of which is engaged a towing cable (6 ) whose end (6.1) is associated by means (7) with a load to be lifted (8). In this implementation, the device according to the invention comprises the additional use of a measuring means (9) which may be an encoder mounted as illustrated in FIG. 2 on a shaft (10) associated with a first deflection pulley (11).
Avantageusement, une autre poulie (12) permet le positionnement, le guidage et l'entraînement d'un câble (13) qui a la particularité d'être cranté, les poulies (11 - 12) sont de ce fait également crantées pour permettre le déplacement du câble précité. Ces poulies (11 - 12) sont montées en suspension à l'aide de moyens (14) de liaison et d'accrochage. Advantageously, another pulley (12) allows the positioning, the guiding and the driving of a cable (13) which has the particularity of being notched, the pulleys (11 - 12) are therefore also notched to allow the displacement of the aforementioned cable. These pulleys (11 - 12) are mounted in suspension by means of means (14) for connection and attachment.
Une première extrémité (13.1) du câble (13) est accrochée à la charge (8), tandis que son autre extrémité (13.2) est associée à un contre-poids (15). La câble cranté est avantageusement agencé avec une armature constituée par exemple de plusieurs brins d'acier ou autre matériau pour lui conférer une grande rigidité et éviter toute déformation par allongement. A first end (13.1) of the cable (13) is hooked to the load (8), while its other end (13.2) is associated with a counterweight (15). The notched cable is advantageously arranged with a frame consisting for example of several strands of steel or other material to give it great rigidity and avoid any deformation by elongation.
Selon l'invention, le dispositif permet ainsi la prise de mesure du déplacement du câble (6) en neutralisant l'influence de l'élasticité du glissement et de la charge. Le codeur peut être du type incrémental ou du type absolu. According to the invention, the device thus allows the measurement of the displacement of the cable (6) by neutralizing the influence of the elasticity of the slip and of the load. The encoder can be of the incremental type or of the absolute type.
Tout en restant dans le cadre de l'invention, d'autres codeurs ou capteurs de force peuvent être disposés le long de la zone de déplacement du câble afin d'assurer les différentes mesures et contrôle de déplacement. While remaining within the scope of the invention, other force encoders or sensors can be arranged along the cable displacement zone in order to provide the various displacement measurements and control.
A titre complémentaire, le moteur associé au treuil peut être du type à courant continu ou connu dans le commerce sous la dénomination "BRUSHLESS" offrant ainsi des avantages par son silence de fonctionnement, son temps de réponse et son entretien réduit. La sécurité est obtenue par un frein électro-magnétique, et d'éventuels fins de course. In addition, the motor associated with the winch may be of the direct current type or known commercially under the name "BRUSHLESS", thus offering advantages by its silent operation, its response time and its reduced maintenance. Safety is obtained by an electromagnetic brake, and possible limit switches.
Selon l'invention, le ou les codeurs sont associés au treuil par des systèmes électroniques à microprocesseur permettant de faire varier les positions et les vitesses. According to the invention, the encoder (s) are associated with the winch by electronic microprocessor systems making it possible to vary the positions and the speeds.
Il est possible ainsi de piloter un nombre important de moteurs de treuils synchronisés entre eux associés chacun à un dispos tif de contrôle et de mesure selon l'invention. On a représenté par exemple, à la figure 1, l'utilisation de deux treuils avec dispositif de mesure, ou selon la figure 4 une batterie de treuils. Il est également possible de n'utiliser qu'un seul treuil avec son dispositif de mesure correspondant. Le dispositif de mesure peut être relié simultanément à plusieurs câbles porteurs d'une charge commune ou d'une charge distincte en un point déterminé de chacun des câbles. It is thus possible to control a large number of winch motors synchronized with each other, each associated with a control and measurement device according to the invention. FIG. 1 shows for example the use of two winches with a measuring device, or according to FIG. 4 a battery of winches. It is also possible to use only one winch with its corresponding measuring device. The measuring device can be connected simultaneously to several cables carrying a common load or a separate load at a determined point on each of the cables.
Avantageusement, des capteurs de force (18) peuvent être associés à certains des câbles en étroite relation avec un codeur en permettant par comparaison de maintenir la charge horizontale. Advantageously, force sensors (18) can be associated with some of the cables in close relation with an encoder by allowing by comparison to maintain the horizontal load.
On a également illustré dans une variante, figure 3, une autre mise en oeuvre du dispositif selon l'invention. Another embodiment, FIG. 3, also illustrates another implementation of the device according to the invention.
Dans ce cas là, le dispositif de contrôle est directement positionné à partir du point d'amarrage de la charge, ou de chaque charge soulevée (8). Ce dispositif est avantageusement constitué par un ou plusieurs capteurs (16) qui sont soumis ainsi à un déplacement simultané avec la charge. Le ou les capteurs sont alors déplacés le long d'un support rectiligne de mesure indexé et participant au processus d'asservissement. Ce support rectiligne peut être une règle de mesure (17) disposée verticalement entre le plan d'appui au sol et la barre support supérieure. Cette règle de mesure indexée permet ainsi de contrôler par rapport au capteur la position en hauteur de ce dernier.In this case, the control device is directly positioned from the load mooring point, or from each lifted load (8). This device is advantageously constituted by one or more sensors (16) which are thus subjected to a simultaneous movement with the load. The sensor or sensors are then moved along a rectilinear indexed measurement support and participating in the servo-control process. This straight support can be a measuring ruler (17) arranged vertically between the ground support plane and the upper support bar. This indexed measurement rule thus makes it possible to control with respect to the sensor the height position of the latter.
Ainsi, selon 1 invention, le dispositif permet d'appréhender sans aucune difficulté les paramètres complémentaires indiqués précédemment et d'apporter immédiatement les correctifs nécessaires afin d'assurer le positionnement approprié de la ou des charges à soulever. Thus, according to 1 invention, the device makes it possible to grasp without any difficulty the additional parameters indicated above and to immediately make the necessary corrections in order to ensure the appropriate positioning of the load or loads to be lifted.
Le dispositif permet de mesurer les évolutions de la vitesse du ou des câbles porteurs suivant un programme déterminé sur une suite de parcours successifs. On peut définir et réaliser des évolutions de vitesses égales ou différentes selon les besoins sur le ou les câbles d'un ensemble de batterie de treuils selon un programme synchronisé. The device makes it possible to measure changes in the speed of the carrying cable (s) according to a determined program over a series of successive routes. It is possible to define and carry out changes of equal or different speeds as required on the cable or cables of a set of winch batteries according to a synchronized program.
Le dispositif selon l'invention permet de tenir compte des paramètres suivants - glissement du câble par rapport à sa poulie d'entraînement - variation de la vitesse linéaire du câble en un point donné par allongement de ce câble - variation du nombre de couches de câbles sur un tambour de treuil - variation de la vitesse de rotation des moteurs - programmation du variation de vitesse sur un parcours ou une suite de parcours par un seul câble ou en synchronisation avec l'évolution programmée de la vitesse des autres câbles. The device according to the invention makes it possible to take account of the following parameters - sliding of the cable relative to its drive pulley - variation of the linear speed of the cable at a given point by lengthening of this cable - variation of the number of layers of cables on a winch drum - variation of the speed of rotation of the motors - programming of the variation of speed on a course or a continuation of course by a single cable or in synchronization with the programmed evolution of the speed of the other cables.
Les avantages ressortent bien de l'invention et on souligne en particulier la maîtrise nouvelle de paramètres importants, d'une manière simple et efficace. The advantages emerge clearly from the invention and it is emphasized in particular the new control of important parameters, in a simple and effective manner.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9202117A FR2687390A1 (en) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | Device for measuring and monitoring the loading position called for by one or more lifting winches with friction drive pulleys |
Applications Claiming Priority (1)
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FR9202117A FR2687390A1 (en) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | Device for measuring and monitoring the loading position called for by one or more lifting winches with friction drive pulleys |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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FR2687390A1 true FR2687390A1 (en) | 1993-08-20 |
Family
ID=9426969
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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FR9202117A Pending FR2687390A1 (en) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | Device for measuring and monitoring the loading position called for by one or more lifting winches with friction drive pulleys |
Country Status (1)
Country | Link |
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FR (1) | FR2687390A1 (en) |
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