Brevet FR2121476A1 — publié le 19720825

L'invention concerne un appareil mobile très du plafond ou incorporé au plafond -'Uxl atelier, d'un laooratoire ou autre lieu de travail pour permettre de déplacer aisément des charges liées à cet appareil, cl dans des directions orthogonales ou des chemins obliques ou encore des entrains fractionnEs de directions orthogonales. Les dispositifs de manutention et de levage connus co:ortent habituellement des superstructures très lourdes telles que les portiques de ponts-roulants ou les systèmes a monorails La distance sous plafond nécessaire pour les poutres ou rails porteurs, et pour laisser passer les appareils de traction qui portent les crochets de levage est importante; il est donc impossible de faire de telles installations dans des locaux assez bas de plafond, surtout des locaux protégés biologiquement ou les locaux blancs. Les changements de direction dans les monorails nécessitent des aiguillages compliqués et onéreux. Enfin, ces dispositifs et appareils connus sont totalement inesthétiques et généralement très compliqués à installer, L'invention remédie à ces inconvénients et elle procure un appareil à très faible frottement de roulement, peu encoribrant en hauteur sous plafond et se prêtant bien à des installations tant industrielles que semi-industrielles. Un appareil entraîneur de charge par attraction magnétique cor.-.prend, selon l'invention, au moins une surfaceamagnéticîue s'étendant sur l'ensemble de la zone de manoeuvre, laquelle supporte un chariot mobile orthogonalement ou diagonalement par des moyens de traction situés au-dessus de cette surface et des billes espacées et retenues entre la surface et la semelle du chariot pour aire glisser celui-ci, tandis que sous la surface peut glisser également un porte-charge dont la semelle s'applique à celle-ci par l'intermédiaire de billes espacées et retenues entre la surface et la semelle du porte-charge, et que le chariot et le porte-charge ont des parties de semelle magnétisables qui sont couplées magnéti quellent à travers la surface par le générateur de flux inclus dans l'une des parties du système. Le chariot mobile peut comprendre le générateur de flux qu est muni d'une semelle à épanouissement polaire se dénlaç2nt sur une première surface métallique amagnétique, laquelle comporte des alvéoles à billes dirigés vers le haut, ladite surface étant dou blée par une seconde surface amagnétique ayant des alvéoles à billes espacés et dirigés vers le bas et un porte-charge jauni d'une armature magnétique plane pouvant s'appliquer contre ladite seconde surface à billes. Dans la disposition qui vient d'être mentionnée, on peut aussi munir la semelle du chariot mobile d'une couronne intermédiaire porteuse de billes lesquelles s'appliquent contre la face supérieure de la surface amagnétique qui est lisse. De même, on peut munir la semelle du porte-charge d'une couronne intermédiaire porteuse de billes qui s'appliquent contre la face inE Selon une forme de réalisation, l'une des surfaces à billes est formée d'éléments de surface constituant le fond de caissons ou coffrages, dont l'épaisseur s' incorpore entre les poutrelles de sustentation de l'installation. On peut, dans ce cas, prévoir dans ces caissons des entretoises conductrices de flux magnétique, de maniète à réduire l'entrefer entre le générateur de flux et le porteur de charge. Le générateur de flux peut être un électro-porteur de construction usuelle, ou bien un ense7able de circuits magnétiques avec des aimants permanents à grande force coercitive. Dans le cas de l'électro-porteur, des aimants additionnels peuvent être incorporés pour-éviter le décrocllement du porteur de charge quand le courant d'alimentation vient à manquer. On peut aussi, pour éviter le décrochement de la charge, munir la seconde surface de couloirs de retenue formant un quadrillage interro.nXlpu aux intersections des couloirs, tandis nue le porteur de charge peut s'appuyer par sa face inférieure sur les couloirs dans le cas de disparition ou d'insuffisance du flux magnétique porteur. D'autres particularités apparaitront dans la description qui suit, donnée à titre d'exemple non liraitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels La Figure 1 est une vue latérale schématique de l'invention, La Figure la est une coupe d'une partie de la surface à billes La Figure lb est une variante de la figure 1 La Figure 2 est une vue latérale d'une forme de réalisation avec poutrelles de sustentation, La Figure 3 est une vue de dessous de la surface inférieure du dispositif de la figure 2, La Figure 4 est un schéma de traction de l'entraineur de la Figure 2, La Figure 5 est une vue schématique de variantes des supports de charges, La Figure 6 est une vue latérale de l'appareil de l'invention pour charges lourdes, La Figure 7 est une vue de dessous en plan de l'appareil selon la Figure 6, La Figure 8 est un schéma de trajets correspondant à l'appareil Figure 6, La Figure 9 est un schéma de traction de l'entratneur de la Figure 6. Selon la Figure 1, sont disposées dos à dos l'une au-dessus de l'autre, deux surfaces de roulement 1 et 2. Chacune de ces surfaces est composée d'une tôle amagnétique comprenant des billes de roulement 3, comme montré sur la figure la Ce dispositif est connu en soi dans des installations de manutention. Chaque bille est insérée dans un alvéole de manière à engager la bille sur une circonférence inférieure à son diamètre, tandis que de minuscules billes intermédiaires sont introduites entre la bille de roulement et la paroi sphérique de l'alvéole. Ces tôles à billes, pourvu qu'elles soient amagnétiques, par exemple en aciers spéciaux, constituent l'un des moyens de l'invention qui comprend également un générateur de flux se déplaçant sur la tôle supérieure, et un porteur de charge 5 attiré par le flux magnéti que à travers les tôles à billes. Le générateur de flux comprend des masses polaires 6, tandis que le flux 4 magnétique qui s'en échappe est fermé par la semelle magnétique 7 du porteur. Le gé nérateur de flux 4 porte des anneaux 8 servant à le tirer dans des directions variées au moyen de treuils fixes. Le porteur de charge est muni d'un crochet 9 pour attacher la charge, éventuellement par l'intermédiaire d'un palan, non représenté.Le générateur de flux est généralement un électro-porteur déjà existant dans la construction usuelle des appareils de levage. Toutefois, en raison du décrochement possible de la charge en cas de rupture de courant, des protections spéciales doivent intervenir. Dans le cas de petites installations avec des charges faibles, il est simple de remplacer 1' électro-porteur par un circuit magnétique à aimants permanents du type ferrite qui ont une grande force coercitive sous un petit volume. On peut aussi insérer dans le circuit magnétique d'un électro-porteur des aimants permanents qui oonservent une partie du flux quand le courant fait défaut. La disposition montrée Figure 1 ne convient que pour de faibles portées puisque la double surface de tôle n'a aucun support. Une simplification dans la construction peut intervenir selon la disposition de la Figure lb dans laquelle la surface de roulement 100 est alors une surface lisse tandis que l'on a ajouté sous les épanouissements polaires du générateur de flux une couronne intermédiaire de billes 60. Cette forme plus économique peut aussi bie s'appliquer aux exemples de réalisation donnés ci-après. I1 est prévu selon la Figure 2 une disposition comprenant des poutrelles longitudinales 10 qui doivent être de faible largeur d'aile pour ne pas augmenter beaucoup les entrefers. Dans ce cas, la surface supérieure est toujours une tôle plane s'étendant sur toute l'amplitude de manoeuvre, mais la surface inférieure est constituée de caissons à billes 11 qui sont installés entre les poutrelles parallèles. Comme montré Figure 3, ces caissons sont carrés et s'emboitent les uns à la suite des autres entre les poutrelles 10. Pour entratner le générateur de flux sur la surface 1 de la tôle supérieure, on peut disposer aux angles de la surface (voir Figure 4È des treuils 13a, 13b, 13c, 13d qui tirent chacun sur des cules 12 reliés aux anneaux 8 du qénérateur. Le mouvement combiné des treuils peut être obtenu par un automatisme, ne faisant pas partie de l'invention, et manoeuvré au moyen d'un manipulateur à quatre directions. Une installation légère telle que montrée par les Figures 2 et 3 peut convenir dans des magasins ou ateliers et donnent llesthéti- que agréable d'uc plafond uni et régulier. On peut utiliser l'ins tallation avec un porteur à crochet, mais on peut aussi er,?loyer des corbeilles ou bennes amovibles telles vue 14, 15 de la iigure 5. Une benne 14 est suspendue par des haubans 16 c: une semelle magnétique 7, de telle sorte qu'une pluralité de ces bennes peut être déposée ou reprise en des points différents.De meme des casiers de service sur pied 15 peuvent être munis d'une armature 7. Ils sont soulevés par l'attraction magnétique et peuvent être aabandonnés en un poin quelconque du champ de mLanutentlor si on coupe Le courant de l'é-ectro-porteur, en les laissant reposer au sol sur leurs roulettes 17. La Figure O représente une Installation pour charges lourdes avec des couloirs parachu'es évitant le danger du décrochement de la charge D'une manière analogue à la disposition de la Figure 2 il est prévu des caissons 11 placés entre les lignes de poutrelles. tains dans ce cas, les poutrelles sont des fers en "I" 18 calibrés pour des charges importantes. En raison de la largeur de l'amie de ces fers la profondeur des caissons d produirait un entrefer trop grand du circuit magnétique. On y rémédie par des pièces d'entre fe cn métal magnétisable 19 calculées pour conduire convenable ment le flux. Ces pièces se comportent comme les colonnes d'un transformateur et permettent la fermeture du flux par la semelle du porteur comme représenté en traits interrompus 20 de la Figure 6. Pour éviter les accidents en cas d'affaiblissement du flux magnétique ou d'une charge dépassant la force portante du générateur, il est prévu des couloirs de retenue. Sous les fers 1 sont montées des colonnes 22 de place en place, de manière à soutenir en porte-à-faux de fortes tôles 21 s'avançant sous la face inférieure du porteur 5, et de part et d'autre de son crochet. Des renforts 23 entre les bases des colonnes et les bords de têtue 21 améliorent la rigidité. La Figure 7 montre la disposition orthogonale de l'installation de la Figure 6. A un intervalle d'un caisson sur deux d'une rangée se trouve un axe de circulation transversale 24 dans lequel il ne se trouve pas de colonne 22 qui empêcherait cette circulation. Les tôles 21 sont coupées pour dégager un passage transversal 25 pour le crochet et la charge susperdue. Tel que représenté Figu- re 7, le porteur placé à l'intersection de sa rangée avec le passa24 peut donc passer dans quatre directions orthogonales. La Figure 8 montre les trajets ainsi réalisable. La surface de manoeuvre comprend cinq rangées longitudinales a, d, c, d, e, et, à une case sur deux, trois passages transversaux 24, 25, 26. Une charge prise en x sur la première case de la rangée a va parcourir la rangée entière et emprunter le dernier passage transversal 26 pour arriver en Y, à la dernière case de la rangée e. Une charge prise en V, à la première case de la seconde rangée b, va progresser d'une case en longueur pour atteindre la transversale 24, puis franchir transversalement deux aspes pour se trouver dans la rangée d et de là reprendre un mouvement longitudinal jusqu'à w, à la quatrième case de la rangée d. Ces mouvements sont réalisables mécaniquement par divers moyens d'entraînement du générateur de flux, tandis qu'un contrôle de position du générateur case par case peut être réalisé par des commutateurs d'approche. La Figure 9 montre schématiquement un dispositif de manoeuvre permettant les mouvements orthogonaux. Sur les côtés de la surface de manoeuvre des treuils mobiles 27a, 27b opposés l'un à l'autre et 28a, 28b opposés l'un à l'autre sont respectivement reliés au générateur de flux par des câbles fixés à ses anneaux. Quand un treuil enroule un câble, le treuil opposé déroule le sien. Chaque groupe de treuil se déplace en synchronisme sur des chemins 29, 30 par un procédé connu de 1'Homme de 1'Art et qu'il n'est pas utile de décrire. Une commande automatique analogue à celle des ponts-roulants usuels peut être appliquée aux treuils. L'invention n'est aucunement limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés et se prête à de nombreuses formes d'application restant dans le même esprit. EVENDICAT IONS I - Appareil entratneur de charge par l'action magnétique d'un générateur de flux, caractérisé en ce que au moins une surface amagnétique s'étendant sur l'ensemble de la zone de manoeuvre suppor te un chariot, mobile orthogonalement ou diagonalement par des moyens de traction situés au-dessus de la surface, que des-billes sont es pacées et retenues entre la surface et la semelle du charit pour faire glisser celui-ci, tandis que sous la surface peut glisser éga lement un porte-charge dont la semelle s'applique à celle-ci par 11 intermédiaire de billes espacées et retenues entre la surface et la semelle porte-charge, et que le chariot et le porte-charge ont des parties de semelle magnétisables qui sont couplées magnétiquement à travers la surface par le générateur de flux inclus dans au soins l'une des parties du ~stème, 2. - Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que le générateur de flux est incorporé dans le chariot. 3, - Appareil selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la semelle du générateur est munie d'épanouissements polai res se déplaçant sur une première surface métallique Qnagné.ique, laquelle comporte des alvéoles à billes dirigés vers le haut, la dite surface étant doublée par une seconde surfaceamagnétique ayant des alvéoles à billes espacés et dirigés vers le bas et qu'un porte charge muni d'une armature magnétique plane peut s'appliquer contre ladite seconde surface à billes. 4. - Appareil selon les revendications I et 2 caractérisé en ce que le générateur est muni d'une semelle à épanoussements po- laires à laquelle s'adjoint une couronne intermédiaire et amagné- tique à billes prisonnières lui permettant de glisser sur une pre misère surface amagnétique lisse et que cette dernière est assemblée par une seconde surface ayant des alvéoles à billes espacés et dirigés vers le bas tandis qu'un porte-charge muni d'une arma ture magnétisable peut s'appliquer sur cette-seconde suface. 5, - Appareil selon la revendication 1, 2 et 3 ou 4, carac térisé en ce que l'une des surfaces à billes est formée d'éléments de surface constituant le fond de caissons ou boîtiers analogues dont l'épaisseur s'incorpore entre les poutrelles de sustentatior de l'installation. 6. - Appareil selon la revendication 3 caractérisé en ce que sont prévues des entretoises conductrices de flux magnétique de manière à réduire l'entrefer entre le générateur de flux et le porteur de charge. 7. - Appareil selon la revendication 1 et la revendication 2 et 3 ou 4 caractérisé en ce que le générateur est un électroporteur. 8. - Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que le générateur est composé d'aimants permanents à grande force coercitive. 9. - Appareil selon les revendications 1 et 7, caractérisé en ce que des aimants permanents sont insérés dans le circuit magnétique pour éviter le décrochement de la charge en cas d'affaiblissement du champ dû à l'électro-aimant. 10. - Appareil selon la revendication 1 et l'une des revendications 2 à 9 caractérisé en ce que au-dessous du porteur de charge est suspendu à la seconde surface un ensemble de couloirs de retenue formant un quadrillage laissant passer dans des intervalles le crochet avec la suspension de la charge, mais retenant le porteur s'il vient à décrocher par disparition ou insuffisance du flux magnétique, 11. - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le chariot est actionné par des câbles reliés à quatre treuils fixés aux angles de la surface de manutention. 12. - Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que le chariot est actionné par des cibles orthogonaux liés respectivement à deux groupes de treuils opposés qui sont mobiles en translation sur les côtés de la surface de manutention. 13. - Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'est prévue une pluralité de porteurs de charges amovibles constituée d'une benne ou similaire présentant à un sommet une plaque d'armature magnétique. 14. - Appareil selon la revendication 13 caractérisé en ce que les bennes sont montées sur des pieds à roulettes leur permettant de se poser sur le -sol quand le courant de l'électro-porteur est interrompu. 15. - ppareil selon les revendications i et 2 caractérisé en ce est uni d'une semelle à épanouissements polaires à laquelle s'adjoint une couronne intermédiaire et amagné- tique à billes prisonnières lui permettant de glisser sur l'une des faces de la surface magnétique, et en ce que le porte-charge est également muni d'une couronne intermédiaire porteuse de billes prisonnières lui permettant de glisser sur la face opposée à ladite surface.