Équilibreurs de charge

Qu’est-ce qu’un équilibreur de charge ?

Un équilibreur de charge est un équipement qui joue un rôle majeur en termes d’équipement de poste de travail, particulièrement dans de nombreux domaines industriels. Cet appareil est aussi appelé compensateur de charge ou suspenseur de charge. Il permet de suspendre et compenser totalement le poids de votre charge ou de votre outil. Les modèles les plus courants sont mécaniques, suivent de loin les modèles pneumatiques, puis les modèles électriques. Les modèles électriques ressemblent à un petit palan électrique à câble équipé d’une variation de vitesse et d’une poignée de commande sensible au mouvement de la main. Les modèles pneumatiques ont aussi la même fonction qu’un palan électrique à câble, mais avec une chambre de pression permettant d’obtenir une réelle fonction d’équilibrage de la charge.

Où sont utilisés les équilibreurs de charge ?

Les équilibreurs de charges sont essentiellement utilisés sur les postes de travail dans les usines. Plus précisément, ils sont utilisés sur des postes de travail avec des opérations répétitives et utilisant des outils à main ou des outils de manutention plus ou moins lourds.

A quoi sert un équilibreur de charge ?

Un équilibreur de charge vous permet de ne plus avoir à supporter le poids de l’outil avec lequel vous travaillez ou la charge que vous manutentionnez. L’outil ou la charge est comme en apesanteur. Ce dispositif permet d’améliorer l’ergonomie du poste de travail. Il vous permet de travailler plus facilement et plus précisément. Par exemple dans le cas de soudage par points liée à la fabrication d’ensembles mécano-soudés, la tête de soudure avec les flexibles peut peser plusieurs dizaines de kilogrammes. Grâce à l’équilibreur de charge, la tête de soudure semble ne peser que quelques centaines de grammes. Elle est donc très facile à manipuler. Il en va de même pour de nombreux outils portatifs, comme des cloueuses pneumatiques, liée à la fabrication des palettes, des clés à chocs, des visseuses, etc.

Pourquoi utiliser un équilibreur de charge ?

Le gros avantage de cet outil est de vous permettre d’obtenir des gains de productivité tout en soulageant l’opérateur lors des tâches répétitives. Donc l’outil ou la charge deviennent très léger, ce qui permet à l’opérateur de travailler avec plus de précision et d’améliorer facilement sa qualité de travail, donc de diminuer les défauts de fabrication. De plus, avec un outil plus léger l’opérateur travaille plus vite. Le point le plus intéressant est que, puisque l’outil est devenu très léger grâce à l’équilibreur, même si l’opérateur exécute des gestes répétitifs, les parties du corps sollicitées (souvent bras et dos) subissent bien moins les contraintes liées aux efforts répétés. Ainsi en utilisant un équilibreur de charge sur son poste de travail, l’opérateur réduit considérablement l’apparition de troubles musculo-squelettiques. De plus, si l’outil ou la charge sont très lourds, sans équilibreur, l’opérateur peut parfois se faire coincer ou choquer une main par son outil ou blesser une autre partie de son corps. En réduisant le poids de l’outil, l’équilibreur supprime l’écrasement. L’équilibreur de charge réduit donc de façon importante les accidents sur les postes de travail. L’opérateur est en meilleure santé car le travail est moins dangereux et bien moins pénible. Ainsi, l’entreprise ne subit pas d’arrêt de travail de son opérateur. C’est un investissement gagnant-gagnant pour l’opérateur et l’entreprise.

Comment fonctionne un équilibreur de charge ?

Les équilibreurs de charge mécaniques

Suivant les modèles, tous les équilibreurs de charge sont équipés soit d’un crochet de suspension, soit d’un mousqueton et d’une câblette avec serre câble, soit de manilles. Les équilibreurs doivent absolument être suspendus sous une structure adéquate, qu’ils soient mécaniques (à ressort), pneumatiques ou électriques. Les équilibreurs de charge mécaniques, sont souvent équipés d’un tambour conique sur lequel est enroulé un câble. Une extrémité du câble est équipée d’un mousqueton ou un crochet permettant d’accrocher l’outil ou la charge et l’autre extrémité du câble est fixée au tambour. Le tambour est lié à une extrémité d’un ressort. L’autre extrémité du ressort est liée à un axe, au centre de l’équilibreur. Grâce à un blocage réalisé par un système de pince, le ressort ne peut pas faire tourner cet axe sur lui-même. Par contre cet axe peut tourner sur lui-même, seulement par si un opérateur déverrouille la pince et fait tourner l’axe avec un outil. Ainsi, en faisant tourner l’axe, il est possible de tendre plus ou moins fort le ressort, donc d’exercer une force de traction plus ou moins forte sur le tambour et donc sur le câble. Ainsi vous pouvez régler la force de traction sur le câble de l’équilibreur. Cet ensemble mécanique est logé dans une enveloppe métallique ou plastique. L’enveloppe de l’équilibreur est équipée d’un crochet de suspension ou d’un mousqueton, ou d’une manille permettant de suspendre l’équilibreur. Pour utiliser l’équilibreur, Il faut le suspendre avec son crochet ou son mousqueton à une structure suffisamment résistante. Puis vous accrochez au câble votre outil de travail ou une charge d’un poids sensiblement égal à la force de traction du ressort, en mettant votre outil juste sous l’équilibreur. Puis, vous laissez descendre lentement votre outil par son propre poids en l’accompagnant jusqu’à ce que votre outil s’arrête de descendre. Ainsi, vous mettez la charge ou votre outil en équilibre. Pour régler la hauteur de suspension de votre outil, il suffit de diminuer ou augmenter la tension du ressort. En exerçant une petite force sur votre outil, le câble va sortir ou rentrer plus ou moins dans l’équilibreur, ce qui permet de déplacer très facilement votre outil et cela sans effort.

Les équilibreurs de charge pneumatiques

Les équilibreurs de charge pneumatiques sont aussi équipés d’un tambour sur lequel est enroulé le câble de levage. L’extrémité du câble de levage est fixée au tambour. L’autre extrémité du câble sort à l’extérieur de l’équilibreur et est équipé d’un crochet. Ainsi suivant le sens de rotation du tambour, le câble s’enroule sur le tambour et si l’équilibreur est suspendu, le crochet monte. Si le tambour tourne dans l’autre sens, le câble se déroule et le crochet descend. Un gros écrou est intégré au centre du tambour. Cet écrou est lié mécaniquement au tambour. Le gros écrou est monté sur une grosse vis. La vis est fixe dans l’équilibreur. L’écrou peut donc tourner et se déplacer sur la vis. L’équilibreur est aussi équipé d’une chambre d’air tubulaire, un peu comme un gros tube, et d’un piston, ressemblant un peu à un vérin pneumatique. Lorsqu’on injecte de l’air comprimé dans la chambre d’air, le piston subit la pression et avance dans le tube. En avançant, le piston appui sur une butée à billes qui appui sur le tambour et son écrou. L’écrou se met à tourner sur sa vis et donc le tambour tourne par la même occasion autour de la vis. Ainsi, en injectant de l’air comprimé dans la chambre d’air de l’équilibreur, via le bouton montée de la boîte de commande, le crochet monte. Si l’on active le bouton descente de cette même boîte de commande, un clapet d’évacuation d’air s’ouvre et l’air comprimé situé dans la chambre d’air peut s’évacuer. En s’évacuant, la pression de l’air comprimé dans la chambre d’air devient nulle. Le poids du câble, du crochet et d’une éventuelle charge exerce une force de traction sur le câble. Ainsi le tambour se met à tourner en sens inverse, et le crochet commence à redescendre. Le tambour tourne sur la vis et grâce au pas de vis, le tambour recule, appui sur la butée à billes qui elle-même pousse le piston qui recule dans le tube. Si une charge ou un outil sont suspendus par exemple à 1m de hauteur et que l’on arrête de presser sur le bouton montée sans appuyer sur le bouton descente, l’air comprimé ne peut plus entrer ni sortir de la chambre d’air. Ainsi, le piston est fixe, donc le tambour est fixe, le câble est fixe et la charge est fixe. Il y a un équilibre entre le poids de la charge qui exerce une force sur le tambour et de l’autre coté, le piston qui subit la pression qui se trouve dans la chambre d’air. Aussi, sachant que l’air a la faculté d’être facilement compressible ou décompressible, cela permet d’avoir la fonction d’équilibrage sur une course d’environ 300mm. Si l’on appui sur la pièce, on tire sur le câble, donc le tambour se met doucement à tourner. En tournant, le tambour appui sur la butée à billes en faisant reculer légèrement le piston et comprime légèrement l’air dans la chambre d’air. Si on lève la pièce, il y a un peu moins de charge sous l’équilibreur. Donc le tambour se met doucement à tourner en sens inverse et le piston avance légèrement en décompriment légèrement l’air qui se trouve dans la chambre d’air. Si nous arrêtons d’agir sur la pièce, la pièce revient à sa position d’équilibre, avec un état d’équilibre entre la force de traction sur le câble exercée par le poids de la charge et la pression exercée par l’air comprimé sur le piston. Ainsi grâce à la compression et la décompression aisée de l’air dans la chambre d’air, nous pouvons agir manuellement et dans une certaine limite sur la montée, ou la descente de la pièce. La charge est comme sur coussin d’air. Cette souplesse est réellement appréciée pour des travaux de précision, comme pour ajuster une boîte de vitesses sur un arbre moteur de voiture. Pour de plus amples mouvements, il faut agir sur le bouton montée de la boîte de commande qui permet d’injecter de l’air comprimé dans la chambre d’air ou de vider une partie de l’air comprimé en agissant sur le bouton descente. En résumé, les équilibreurs de charge pneumatiques ont une double fonction, celle des palans et celle des l’équilibreurs mécaniques. Certains équilibreurs pneumatiques ont une amélioration de leurs fonctions. Un système électronique, capable de ressentir si l’on appui ou si l’on soulage la charge, permet de faire échapper de l’air ou d’injecter de l’air comprimé dans la chambre d’air. Ce système permet à l’opérateur d’agir directement sur la charge sans piloter l’équilibreur par la boîte de commande. Ce système améliore la productivité car il permet d’avoir une exécution de mouvement plus rapide et de moins solliciter les muscles de l’opérateur.

Les équilibreurs de charge électriques

Les équilibreurs de charge électriques sont semblables à un palan à câble, sauf qu’ils ont une poignée de commande, sensible à l’action de la main grâce à des capteurs électroniques implantés dans la poignée de commande. L’équilibreur de charge électrique est équipé d’une carte électronique. En fonction des informations provenant de la poignée, cette carte permet d’alimenter le moteur en gérant la vitesse et le sens de rotation du moteur. Cette poignée est généralement implantée entre l’extrémité du câble, et le crochet. Parfois, le crochet est remplacé par un outil de préhension spécifique. Sans action sur la poignée, la charge est stationnaire. Si l’opérateur lève légèrement la poignée, la charge monte, s’il abaisse doucement la poignée, la charge descend. Certains de ces équilibreurs sont équipés d’une sélection vitesse lente ou rapide. Ce qui permet de faciliter les opérations de positionnement de la charge et de pouvoir déplacer la charge rapidement dès que nécessaire. En réalité, la charge n’est jamais en suspension. La charge est seulement suspendue sous le câble jamais en état d’équilibre. Ce produit est en réalité un palan à câble très évolué.

Autres spécificités de certains équilibreurs de charge

Certains équilibreurs de charge peuvent fonctionner en zone à risque d’explosion (ATEX).
L’équilibreur de charge mécanique ATEX a les mêmes fonctions qu’un équilibreur de charge mécanique non ATEX, sauf qu’il est homologué pour être utilisé en ambiance à risque d’explosion. Généralement, le niveau de protection ATEX pour ces équilibreurs est pour une zone gaz : II 2G c T6 et pour une zone poussière : II 2D c T 85°C (donc zone 1). A ce jour, nous n’avons pas connaissance de l’existence d’équilibreurs pneumatiques ou électriques ATEX.
Autre spécificité, il existe aussi des suspenseurs. Ce sont des appareils qui ressemblent à des enrouleurs automatiques de câble électrique à rappel par ressort, mais le câble électrique est remplacé par un câble métallique. Leur avantage est d’avoir une course d’environ 4m avec une sur-longueur de câble de 3m. L’inconvénient est de ne pas avoir de réglage de la tension du ressort, donc il est impossible de régler la hauteur du point d’équilibre de l’outil, sauf à surcharger le poids de l’outil afin de le faire descendre plus bas, ou si possible d’alléger un peu l’outil ou la charge afin de le faire remonter.

Avantages et inconvénients des équilibreurs de charge

Equilibreurs de charge mécaniques

Le gros avantage des équilibreurs de charge mécaniques est son prix relativement faible. Autre avantage, ce produit n’a pas besoin d’être alimenté en électricité ou en air comprimé. Il est simple à mettre en place et à utiliser. Il est résistant et très fiable. De plus, ce matériel est relativement compact, donc une hauteur perdue réduite. De nombreuses options existent sur ces produits, comme un blocage de la charge, une protection caoutchouc et bien d’autres accessoires. Le principal inconvénient est que la plage de réglage du poids est relativement faible, soit environ quelques kilos voir quelques centaines de grammes pour les petits modèles. Autres inconvénients, il faut toujours rentrer totalement le câble dans l’équilibreur avant de décrocher la charge. Si vous décrochez la charge avec une longueur de câble conséquente sortie de l’équilibreur, le câble tiré par le ressort va rentrer à très grande vitesse dans l’équilibreur et le détruira. De même, il ne faut jamais tirer sur le câble et lâcher ce câble, même pour voir si l’équilibreur fonctionne. Il faut toujours faire entrer le câble assez lentement dans l’équilibreur en accompagnant le câble. De plus, la course du câble est relativement faible, de 1,6m à 3m suivant les modèles et la charge maximum est limitée à 180kg pour le plus gros modèle. Nous devons apporter une certaine nuance à ces inconvénients car dans la majorité des cas, ces contraintes ne sont pas de réels problèmes.

Equilibreurs de charge pneumatiques

Le gros avantage des équilibreurs de charge pneumatiques est qu’ils ont la fonction d’équilibreur associée à la fonction de levage pneumatique. D’autres avantages sont liés à ce produit. Il utilise de l’air comprimé dans une chambre d’air. L’air étant compressible, la charge suspendue est un peu sur coussin d’air, ce qui apporte de la souplesse dans l’équilibre de la charge, un peu comme l’équilibreur mécanique. Le crochet de levage peut être remplacé par un outil spécifique. Le produit est équipé d’une limitation de charge naturelle qui est liée à la pression d’air comprimé qui est elle même limitée par le régulateur de pression monté en amont, avec un maximum à 6,9 bars. Un frein permet de réduire la vitesse de remonté du crochet lorsque l’on décroche la charge. De plus, la vitesse de levage est variable et réglable de 0 à 1,5m/s, donc très rapide. Autre avantage, si l’option commande sensitive est achetée, l’opérateur a encore moins d’effort à produire et la commande de levage n’a plus besoin d’être activée. Les capteurs et l’électronique gèrent le levage à la moindre sollicitation de l’opérateur. Le principal inconvénient est son prix élevé. Autres inconvénients, il faut lui apporter de l’air comprimé pour pouvoir le faire fonctionner. Il faut donc posséder un compresseur et subir les coûts de maintenance et de contrôle du compresseur, du sécheur d’air et du circuit d’air comprimé. L’air comprimé qui sort de la chambre d’air est bruyant, dans la proportion de la pression. Plus la pression est élevée, plus l’équilibreur sera bruyant, malgré le réducteur de bruit. La course du câble est relativement faible, de 1m à 3m suivant les modèles et la charge maximum est limitée à 450kg pour le plus gros modèle. Autres inconvénients, si la charge est dangereuse, l’opérateur ne peut s’éloigner de la charge, contrairement à un palan piloté avec une radiocommande. Ce type d’équilibreur n’est pas pratique à utiliser avec un chariot à déplacement électrique, donc cet appareil est à proscrire en cas de déplacement sur des distances importantes. Seul un chariot à pousser est compatible avec ces produits. Il faudra donc privilégier un déplacement sur de courtes distances. De plus, ces produits ne peuvent pas fonctionner en zone à risque d’explosion (ATEX).

Equilibreurs de charge électriques

Le gros avantage des équilibreurs de charge électriques est d’avoir une poignée de commande sensitive et intuitive, associée à de la variation de vitesse électronique. Une sélection de la vitesse (rapide ou lente) est implantée sur la poignée. La vitesse de levage peut est élevée, de 0 à 35m/mn. Le crochet de préhension de la charge peut être remplacé par un outil spécifique. Les inconvénients sont les suivants : Il n’y a pas réellement de fonction d’équilibrage de la charge. C’est purement et simplement du levage, certes très assisté grâce à sa poignée sophistiquée, à l’électronique embarquée dans le palan et à la variation de vitesse. La force de levage est limitée à 160kg pour le plus gros modèle et la course du crochet est limitée à 2,2m, ce qui impose une fixation relativement basse de l’équilibreur. Ces produits ne peuvent pas fonctionner en zone à risque d’explosion (ATEX). Le niveau sonore maximum est d’environ 78,9dB à 1m. Comme l’équilibreur pneumatique, ce produit n’est pas pratique à utiliser avec un chariot électrique. Donc cet appareil est à proscrire en cas de déplacement sur des distances assez importantes. De plus le coût de ce produit est très élevé.

Pour votre sécurité, comment respecter les consignes de sécurité en utilisant un équilibreur de charge pneumatique ou électrique ?

Ces produits sont soumis aux mêmes exigences que les palans électriques. Il est indispensable de lire la notice de l’appareil avant la première utilisation et de bien comprendre son fonctionnement ainsi que les recommandations d’utilisation. Respecter les consignes de maintenance préventive en assurant régulièrement le changement des pièces d’usure et effectuer régulièrement les contrôles et les réglages préconisés. N’oubliez pas de noter toutes les opérations de maintenance dans le carnet de maintenance qui est obligatoire et que RM2M peut vous fournir. N’oublier pas de faire réaliser la visite de contrôle annuel de votre équilibreur pneumatique ou électrique par un organisme de contrôle agréé. Pour assurer votre sécurité et celle de vos collaborateurs, il est impératif de respecter les consignes de sécurité. RM2M peut vous fournir des plaques signalétiques adhésives ou sur support rigide rappelant ces consignes qui doivent être affichées obligatoirement près de vos appareils.

Quelles autres obligations sont liées aux équilibreurs de charge pneumatiques ou électriques ?

Avant mise en service, un contrôle de bon fonctionnement et d’adéquation avec l’environnement de travail doit être effectué par un organisme agréé. Puis une fois par an, l’état et le bon fonctionnement de l’équilibreur doit être contrôlé par un organisme agréé. Tout au long de sa vie, l’équilibreur de charge pneumatique ou électrique doit être parfaitement entretenu.

Quels critères prendre en compte et comment choisir son équilibreur de charge ?

Comme vous devez sûrement le constater, il y a de nombreux modèles d’équilibreurs sur le marché avec de nombreuses options. De ce fait, il est très difficile de faire le bon choix. Avant d’acheter un équilibreur de charge, il faut prendre en compte de nombreux éléments.
Si vous souhaitez faire uniquement de l’équilibrage d’outil, comme une clouteuse, une torche de soudure, un outil électroportatif, etc, un équilibreur de charge mécanique sera suffisant. Avant toute commande de ce type de produit, il faudra peser votre outil pour en connaitre le poids exact. Par exemple, si votre outil pèse 12kg, il faudra prendre un équilibreur avec une plage de charge qui pourrait supporter un poids de 10 à 15kg. Ensuite il faudra définir la course d’utilisation que vous souhaitez. En général, les courses standard commencent à 1,6m pour les petits modèles et vont jusqu’à 3m pour les plus gros. Donc il vous faudra mesurer à quelle hauteur vous allez fixer l’équilibreur par rapport au point le plus bas d’utilisation de votre outil. Si vous fixez l’équilibreur à 3m du sol et le point d’utilisation le plus bas de votre outil est à 1m du sol, globalement vous aurez besoin d’une course de 2m. Cette cote sera à affiner avec la dimension de hauteur perdue de l’équilibreur de charge mécanique et la dimension de votre outil ou plus précisément le point d’utilisation de votre outil.

Si vous souhaitez prendre une charge, la déplacer, la poser et la décrocher, il vous faudra un équilibreur de charge pneumatique ou électrique, voir un palan. Dans ce cas, il vous faudra connaitre le poids de la charge la plus lourde et de l’éventuel outil de préhension. La somme des 2 poids vous permettra de définir la charge maximale utile de l’équilibreur ou du palan. De la même façon que pour l’équilibreur de charge mécanique, il faut définir la course nécessaire de votre équilibreur. Validez ces 2 informations avec les produits existants sur le marché. Ne préconiser ces produits que si la charge est assez proche de l’opérateur, sinon privilégiez un palan. Ensuite regardez si sur le poste de travail où sera implanté l’équilibreur, vous disposez d’air comprimé ou d’électricité. Choisissez le produit en rapport avec l’énergie disponible.
Il faut aussi se pencher sur l’équipement du poste de travail avec peut être un monorail, une poutre roulante, ou une potence. Compte tenu des nombreuses possibilités, RM2M peut vous conseiller gratuitement sur la solution la plus adaptée à votre projet.

Dans tous les cas, RM2M est spécialisé dans tous ces produits et propose un large choix d’équilibreurs et de palans électriques. RM2M a en stock en permanence plus de 50 équilibreurs de charge mécaniques et 20 à 30 palans électriques de 125kg à 2000kg, ce qui permet de livrer rapidement les clients. Contactez-nous pour découvrir nos offres et demander un devis gratuit. De plus, RM2M n’est pas mono-marque, et grâce à sa longue expérience, RM2M pourra vous conseiller le produit le plus approprié pour votre projet. Que vous soyez utilisateurs ou intégrateurs, nous avons ce qu’il vous faut en matière d’appareils de levage et d’équilibrage de charge. Il en est de même pour tout ce qui concerne les matériels associés aux équilibreurs et aux palans, comme les radiocommandes industrielles, les potences, les portiques, les aimants de levage, les pinces de manutention et biens d’autres accessoires de levage.

Pour toute question complémentaire, RM2M reste à votre disposition contact@rm2m.fr ou par téléphone au 04,78,34,18,80 depuis la France et au 33 4,78,34,18,80 depuis l’étranger.