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formulée par
Société dite : MANNESMANN AKTIENGESELLSCHAFT pour "Système de couplage pour limiter la charge et protéger contre les surcharges d'une commande de dispositif de levage" comme
BREVET D'INVENTION.
Priorité de la demande de brevet déposé en Allemagne (Rép.
Féd.) le 22 décembre 1982 sous le n P 32 47 369.9-22 au nom de la société susdite.
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L'invention concerne un système de couplage pour la limitation de la charge et la protection contre les surcharges d'un dispositif de levage avec deux vitesses de levage qui sont commutables par l'intermédiaire d'un contacteur de levage principal et d'un contacteur de levage précis, ce système comprenant plusieurs interrupteurs, un étage de temporisation et des contacts commandés par les interrupteurs et placés dans les voies d'intensité des contacteurs de levage principal et précis, les interrupteurs pouvant être actionnés en fonction de la contrainte de câble et par conséquent de la charge et l'un des interrupteurs s'ouvrant, en tant qu'interrupteur de charge partielle, lors du passage du câble détendu au câble chargé,
tandis que l'autre interrupteur fonctionnant comme interrupteur de charge limite s'ouvre lors du dépassement d'une charge limite admissible. Le problème fondamental soulevé par la limitation de la charge et par la protection contre les surcharges des commandes de dispositifs de levage consiste à supprimer autant que possible l'influence des pointes de charges dynamiques survenant lors du soulèvement de la charge sur l'opération de mesure et d'interprétation afin de déterminer avec précision la charge réelle. Ces pointes de charge se produisent non seulement au moment de la tension du câble détendu mais aussi à chaque arrêt ou redémarrage du dispositif de levage à la montée aussi bien qu'à la descente.
Dans le cas du système de couplage bien connu de ce genre (DE-PS 2 058 712), on travaille avec une unité de mesure et de commande qui répond peu après le début du raidissement du câble lors de l'atteinte d'une charge prédéterminée et inférieure à la charge nominale, qui bloque la vitesse principale de levage après avoir répondu en ne
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laissant libre que la vitesse de levage précis et qui CD maintient cet état au moins jusqu'à ce qu'il ait été déterminé que la charge nominale n'a pas été dépassée.
L'unité de commande comprend un dispositif de mesure qui, lors d'une charge du câble comprise entre 5 et 20% de la charge utile de l'engin de levage, ferme un contact pour la mise en circuit d'un dispositif de chronométrage et ouvre un contact pour le blocage de la vitesse principale de levage, le
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dispositif de mesure ouvrant un contact pour le blocage de la vitesse de levage précis dès que la contrainte du câble correspond à la charge nominale et maintenant ouvert le contact pour la vitesse principale de levage, alors que le dispositif de chronométrage ferme le contact pour la libération de la vitesse principale de levage au bout d'un temps de mesure déterminé et en l'absence d'une surcharge.
Ce système de couplage fait une distinction entre un temps de réponse pour le contact de câble détendu, un temps de réponse pour l'interrupteur de surcharge, un temps de sécurité qui garantit que l'opération de mesure à faible accélération est terminée avec certitude, et une pluralité d'unités de mesure avec des points de contact associés. Les différents points de contact doivent être réglés individuellement.
La présente invention a pour objet de perfectionner un système de couplage du genre précité de telle façon que le nombre des unités de mesure nécessaires est limité à deux, à savoir une pour la charge partielle à laquelle répond l'interrupteur de charge partielle et une autre pour
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la charge limite à laquelle répond l'interrupteur de charge tD limite.
Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que l'interrupteur de charge partielle comporte un relais de
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charge partielle, que l'interrupteur de charge limite comc mande un relais de charge limite et que l'étage de temporisation est équipé d'un relais d'étage de temporisation lequel est commandé par des contacts du relais de charge partielle ou du relais de charge limite et présente un contact d'étage de temporisation, que le relais de charge limite coupe sans retard lorsque l'interrupteur de charge partielle ainsi que l'interrupteur de charge limite et le contact de l'étage de temporisation sont ouverts, et avec retard lorsque le contact de l'étage de temporisation est fermé, ce qui permet d'ouvrir le contacteur de levage principal avec un contact de travail et le contacteur de levage précis avec un autre contact de travail,
que le relais d'étage de temporisation possède un retard d'actionnement commandé par les contacts précités du relais de charge partielle ou du relais de charge limite dont le temps de
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retard ne s'arrête que-Lorsque'-L'interrupteur de charge partielle est ouvert et l'interrupteur de charge limite fermé, et que, en plus, le relais d'étage de temporisation est commandé par les contacts précités du relais de charge
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partielle ou du relais de charge limite de telle qu'il parl, L façondécolle sans retard lorsque l'interrupteur de charge limite est ouvert. D'autres modes de réalisation du système de couplage selon l'invention font l'objet des revendications 2 à 5.
La description qui va suivre, en regard du dessin annexé à titre d'exemple non limitatif, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique.
La figure unique représente le schéma de montage d'un système de couplage selon l'invention.
Le système de couplage représenté par la figure est distiné à la limitation de la charge et à la protection contre les surcharges d'une commande de dispositif de levage à deux vitesses de levage commutables par l'intermédiaire d'un contacteur de levage principal et d'un contacteur de levage précis. Le système de couplage comprend plusieurs interrupteurs Sj., S2, un étage de temporisation Z et, dans les voies d'intensité des contacteurs de levage principal et précis, des contacts commandés par les interrupteurs SI, S2.
Les interrupteurs SI, S2 peuvent être actionnés en fonction de la contrainte de câble et donc en fonction de la charge.
L'un des interrupteurs servant d'interrupteur de charge partielle SI s'ouvre lors du passage du câble détendu au câble chargé, alors que l'autre interrupteur servant d'interrupteur de charge limite S2 s'ouvre lors du dépassement d'une charge limite admissible.
L'interrupteur de charge partielle SI commande un relais de charge partielle dl. L'interrupteur de charge limite S2 commande un relais de charge limite d2. L'étage de temporisation Z comporte un relais d'étage de temporisation d3 qui est commandé par les contacts dl. 2 ou d2.3 du relais de charge partielle dl ou du relais de charge limite d2 et possède un contact d'étage de temporisation d3.2.
Le relais de charge limite d2 s'ouvre sans retard lorsque l'interrupteur de charge limite S2 ainsi que le contact d'étage de
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temporisation d3. 2 sont ouverts, mais il s'ouvre avec retard lorsque le contact de temporisation CD-3. 2 est-erné. d'étageLe contacteur de levage principal peut être coupé à l'aide d'un contact de travail d2.2 et le contacteur de levage précis peut être coupé au moyen d'un autre contact de travail d2.1.
Le relais d'étage de temporisation d3 possède un retard d'actionnement commandé par les contacts précités dl. 2 et d2.3 du relais de charge partielle dl ou du relais de charge limite d2 dont le temps de retard ne s'arrête que lorsque l'interrupteur de charge partielle SI est ouyert et l'interrupteur de charge limite S2 fermé, le relais d'étage de temporisation d3 étant, en outre, commandé par les contacts précités dl. 2 et d2.3 de telle façon qu'il décolle sans retard lorsque l'interrupteur de charge limite S2 est ouvert.
Autrement dit, le système de couplage se compose fondament- lement de deux relais dl et d2 actionnés par deux interrupteurs SI et S2 dépendant de la charge et d'un troisième
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relais d'étage de temporisation LI ¯3 commandé par des contacts des relais dl et d2 ainsi que d'un système de contacts des relais dl, d2 et d3 dans la voie d'intensité pour le contacteur de levage principal et d'un contact de travail d2.1 du relais de charge limite d2 dans la voie d'intensité pour le contacteur de levage précis.
L'interrupteur de charge partielle SI s'ouvre lors du passage du câble non chargé (câble détendu) au câble chargé. Son point de contact dépendant de la charge est réglé à cet effet sur une valeur partielle de la charge nominale, par exemple sur 20%.
L'interrupteur de charge limite S2 s'ouvre lors du dépassement de la charge limite admissible, par exemple à 110% de la charge nominale. De ce fait, le relais de charge limite d2 décolle sans retard lorsque le contact d'étage de temporisation d3.2 est ouvert et avec retard lorsque ledit contact d'étage de temporisation d3. 2 est fermé, ce qui entraîne la coupure du contacteur de levage principal par le contact de travail d2.2 et du contacteur de levage précis par le contact de travail d2.1.
Le relais d'étage de temporisation d3 est connecté de telle façon qu'il possède un retard d'actionnement lequel
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est commandé par le contact dl. 2 et l'inverseur d2.3 des relais dl et d2 de telle façon que le temps de retard ne s'arrête qu'après l'ouverture de l'interrupteur de charge partielle SI et à condition que l'interrupteur de charge limite S2 soit fermé en même temps, et que ces mêmes contacts provoquent le décollage sans retard du relais d'étage de temporisation d3 lorsque l'interrupteur de charge limite S2 s'ouvre.
Il est avantageux de prévoir un montage dans lequel le retard d'actionnement est réalisé par un condensateur de retard d'actionnement C2 qui est chargé par l'intermédiaire d'une première résistance de charge R2 et déchargé par l'intermédiaire d'une deuxième résistance de décharge R1 dont la résistance électrique est beaucoup plus faible. La résistance de décharge RI est connectée par le contact dl. 2 lorsque l'interrupteur de charge partielle SI est fermé ou par l'inverseur d2.3 lorsque l'interrupteur de charge limite S2 est ouvert. De ce fait, le condensateur de retard d'actionnement C2 est maintenu à l'état déchargé ou déchargé. Lorsque l'interrupteur de charge limite S2 est ouvert, le coté travail de l'inverseur d2.3 coupe en même temps le circuit pour le relais d'étage de temporisation d3.
Le temps de retard d'actionnement prédéterminé pour le relais d'étage de temporisation d3 est écoulé dès que le condensateur de retard d'actionnement C2 est chargé par l'intermédiaire de la résistance R2 jusqu'à la tension nécessaire pour amorcer le commutateur à seuil formé par le thyristor Thl et la diode Zener Z1 de telle façon que le circuit pour le relais d'étage de temporisation d3 est fermé.
Après l'actionnement du relais d'étage de temporisation d3, le contact d'étage de temporisation d3. 2 enclenche
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la temporisation du décollage pour la coupure des contacCD teurs de levage après l'ouverture de l'interrupteur de charge limite S2. En même temps, le contact de travail d3. J. court-circuite le contact ouvert dl. l qui coupe le circuit du contacteur de levage principal après l'ouverture de l'interrupteur de charge partielle SI.
Pour les dispositifs de levage à deux vitesses de levage, l'interrupteur de charge partielle SI pour le point de câble détendu'est relié aux bornes d'entrée AJ. et A2,
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tandis que l'interrupteur de charge limite S2 pour le point de charge limite est branché sur les bornes d'entrée A3 et A4. La voie d'intensité pour le contacteur de levage principal passe par les bornes de sortie Bl et B2, alors que la voie d'intensité pour le contacteur de levage précis passe par les bornes de sorti B3 et B4.
Lorsqu'une charge est soulevée du sol, le câble n'est tout d'abord pas chargé de telle façon que l'interrupteur de charge partielle SI et l'interrupteur de charge limite S2 sont fermés ; le contacteur de levage principal est libéré par l'intermédiaire du contact dl. l et du contact de travail d2.2 et le contacteur de levage précis est libéré par l'intermédiaire du contact de travail d2. 1. Si l'opérateur enclenche maintenant le
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mécanisme de levage et la grande vitesse de levage, le câble C > est tout d'abord tendu à cette vitesse jusqu'à ce que l'interrupteur de charge partielle SI s'ouvre à la charge partielle prédéterminée.
De ce fait, le relais de charge partielle dl décolle et provoque ainsi la coupure du circuit pour le contacteur de levage principal par le contact dl. 1 de telle façon que la montée ne peut être poursuivie qu'avec la vitesse de levage précis. En même temps, l'opération de décharge du condensateur de retard d'actionnement C2 est interrompue par l'ouverture du contact dl. 2 de façon à faire démarrer le temps de retard d'actionnement pour le relais d'étage de temporisation d3 et à enclencher ledit relais d3 au bout du temps de retard par l'intermédiaire du commutateur à seuil composé du thyristor Thl et de la diode Zener Z2 et du côté travail de l'inverseur d2.3, ce qui provoque la fermeture du contact de travail d3. 1 et du contact d'étage de temporisation d3.2.
Le contact de travail d3.1 courtcircuite le contact ouvert dl. l de façon à permettre à nouveau la levée à grande vitesse, le contact d'étage de temporisation d3.2 met la résistance R3 montée en série avec le condensateur de temporisation du décollage C3 en parallèle avec le relais de charge limite d2 de telle façon que le décollage de celui-ci est retardé lors de l'ouverture de l'interrupteur de charge limite S2.
Il est avantageux de choisir le retard d'actionnement du relais d'étage de temporisation d3 de telle façon
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que pendant ce temps la charge accrochée est soulevée du sol de sorte qu'en cas de surcharge l'interrupteur de charge limite S2 s'ouvre, le relais de charge limite d2 décolle sans retard, le contacteur de levage précis est coupé par l'ouverture du contact de travail dal et l'ouverture du contact de travail d2. 2 empêche le redémarrage du mécanisme de levage principal. Du fait de la faible vitesse de levage et des faibles forces d'inertie de masse dynamiques, le mouvement de levage s'arrête immédiatement, ce qui permet d'empêcher avec certitude une surcharge.
Si l'interrupteur de charge limite S2 ne s'ouvre pas pendant le temps de retard d'actionnement du relais d'étage de temporisation d3, la charge soulevée est inférieure à la charge limite admise de telle façon que la grande vitesse de levage peut être libérée à nouveau pour la montée et la descente. Les pointes de charges dynamiques qui se produisent alors au-dessus de la valeur limite de l'interrupteur de charge limite S2 ne provoquent pas l'arrêt des mouvements de levage du fait de la temporisation du décollage du relais de charge limite d2.
La temporisation du décollage entraînée par la résistance R3 et le condensateur de temporisation du décollage C3 doit donc être adaptée à la durée maximale de dépassement rencon- trée en service à charge nominale. En cas de surcharge provoquée par l'accrochage de la charge déjà soulevée, le mécanisme de levage est déconnecté au bout de ce temps de retard. Si le relais de charge limite d2 décolle à la suite d'une surcharge, le condensateur de retard d'actionnement décharge C2 est/-par l'intermédiaire du côté repos de l'inver- seur d2.3 associé et le relais d'étage de temporisation d3 est coupé par l'intermédiaire de l'ouverture du côté travail.
Si, à la suite d'une décharge consécutive, par exemple par la libération de la charge accrochée ou par l'évanouissement de pointes de charges dynamiques inadmissibles, l'interrup- teur de charge limite S2 se referme et le relais de charge limite d2 redémarre, l'inverseur d2.3 enclenche à nouveau le retard d'actionnement par le relais d'étage de temporisation d3, ce qui a pour effet que la charge ne peut être soulevée qu'à petite vitesse jusqu'à ce que ce temps soit écoulé.
Cela entraîne obligatoirement une réduction des variations
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de charge en cas d'efforts dynamiques inadmissibles et un redémarrage en douceur du mécanisme de levage après une surcharge.
Le montage représenté peut également être mis en oeuvre pour des dispositifs de levage à une seule vitesse de levage. A cet effet, les bornes d'entrées Al et A2 restent inoccupées. Le contact du capteur pour le point de charge
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limite est relié aux bornes d'entrée -3 et A4. La-Voie d'intensité pour le contacteur de levage passe par les bornes de sortie Bl et B2. Les bornes de sortie B3 et B4 restent libres. Du fait de la connexion ouverte Ad-A2 le contact dl. 1 reste toujours ouvert. Le contacteur de levage principal est commandé par les contacts de travail d2.2 et d3.1. Compte tenu de la position de travail de l'inverseur d2.3, le temps de retard de l'actionnement du relais d'étage de temporisation d3 se termine par la connexion de l'alimentation en courant et il agit comme temporisation de démarrage pour le mouvement de levage.
Ensuite, le contact de travail d3. 1 se ferme et libère le mouvement de levage de sorte que l'opérateur peut soulever une charge. Le contact d'étage de temporisation d3.2 est fermé en même temps, ce qui rend efficace la temporisation du décollage du relais de charge limite d2 de telle façon que les pointes de charges dynamiques intervenant lors du fonctionnement à la charge nominale avec une seule vitesse de levage n'entraînent pas la coupure du contacteur de levage par l'intermédiaire du contact de travail d2.2. Après l'apparition d'une surcharge qui conduit au dépassement de la durée de dépassement maximale admissible, le relais de charge limite d2 décolle et arrête le mouvement de levage par l'intermédiaire de louverture du contact de travail d2.2.
L'inverseur d2. 3 passe dans la position de repos et déconnecte de ce fait le relais d'étage de temporisation d3 ; le condensateur de retard d'actionnement C2 est déchargé. Dès que le mécanisme de levage est déchargé de sorte que l'interrupteur de charge limite S2 se referme, le relais de charge limite d2 peut démarrer et le contact de travail d2.2 se ferme. En même temps, le retard de démarrage du relais d'étage de temporisation d3 est déclenché par l'intermédiaire
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de l'inverseur d2. 3. L'opération de levage reste bloquée CD par l'intermédiaire du contact de travail ouvert d3. 1 jusqu'à ce que ce temps soit écoulé et que le contact de travail d3.1 se ferme.
Le retard de redémarrage après la suppression de la surcharge ainsi réalisée empêche le redémarrage du mouvement de levage par une décharge temporaire du mécanisme de levage à la suite des variations de charge ainsi que le levage par paliers d'une surcharge en cas d'importantes variations de charge simultanées.
Un avantage particulier du système de couplage selon l'invention réside dans sa structure simple et dans son faible encombrement qui permet son montage dans des armoires de commande de contacteurs existantes. Contrairement aux montages connus jusqu'ici, ce système de couplage permet de commander, sans modification, des mécanismes de levage avec une vitesse de levage aussi bien qu'avec deux vitesses. Les contacts de commande supplémentaires, par exemple des contacteurs pour la montée ou pour la descente, qui sont autrement nécessaires en plus des contacts de valeurs limites, sont également supprimés.