Brevet FR2261967A1 — publié le 19750919

b) La présente invention concerne les appareils de levage et de manutention dits portiques ou chariots cavaliers, sé déplaçant sur le sol sans l'intermédiaire de rails. c) les appareils connus de ce genre sont de deux types principaux : - t - des appareils de petits ou moyenstonnages reposant sur quatre roues montées sur des chapes pivotantes déportées. Leur déplacement s'obtient par poussée manuelle directe ; les roues s > o- rientent automatiquement, en raison de leur déport, dans la direction imprimée à l'engins - 2 - des appareils de fort tonnage, importants et complexes. Leur déplacement est bien entendu motorisé et leur guidage est obtenu par un asservissement hydraulique spécial de l'orientation des roues0 les appareils du premier genre sont peu onéreux mais d'un emploi malaisé notamment lorsqu'ils doivent se déplacer avec leur charge. Ils nécéssitent l'emploi de plusieurs hommes pour les pouls ser et leur guidage est incertain. Pour ces raisons, on ne peut pas envisager leur usage dès que les manutentions à réaliser sont plus qu'occasionnelles les appareils du deuxième genre sont parfaits mais coûteux ; trop cofteus pour beaucoup d'applications pratiques. Si les appareils du premier genre n'ont pas été jusqu'alors mécanisés dans leur déplacement, c'est qu'il ne suffit pas de motoriser une roue de chaque palée, il faut également assurer l'orientation des autres roues pour guider la trajectoire. Or, la solution usuelle consistant à coordonner les roues directrices par une barre d'accouplement asservie à un volant ne stapplique pas car, le sens de déplacement normal dun portique étant celui qui lui permet d'enjamber, la dite barre viendrait en travers du passage utile. Pour cette raison on peut imaginer de coordonner les roues directrices par un système de leviers de renvoi établis sur la charpente, mais outre les complications de réalisation, ce système ne permet pas un rayon de braquage très réduit (rapport voie/ empattement trop élevé) et ne dispense pas pour autant de faire l'entrainement des roues motrices par un moyen différentiel0 in pratique, on ne rencontre donc que la solution hydraulique qui n'est bien adaptée qu'à des appareils importants et comple xesO d) L t invention que nous allons décrire permet de réaliser d'une façon plus simple et plus économique que celles que nous venons de voir, la propulsion et le servo-guidage d'un portique de manutention se déplaçant sur le sol sans l'intermédiaire de rails. D'autre part, comme nous allons l'exposer en finale, cette invention permet au portique qui en est équipé de se déplacer sans risque sur un sol imparfaitement dressé. e) Un portique réalisé selon l'invention comprend nécessaire- ment aux 4 angles de l'appareil - 2 roues motrices en regard, une sur chaque palée ; mdes indépendamment l'une de l'autre par des moteurs à vitesse constante ou régulée, et dont l'une au moins sera munie d'un moyen de faire varier sa vitesse soit par le moteur soit par la transmission. - 2 trains de roulement polydirectionnels montés en regard, un sur chaque palée, et qui peuvent être constitués comme suit : (figure 1), - 2 roues indépendantes repO 1 montées sur un axe solidaire d'une chape pivotante à billes rep. 2, dont le centre de rotation sera déporté par rapport à l'axe des roues d'une valeur au moins égale à 50 fio de la distance "e" séparant les dites roues. Cette distance "e" sera choisie suffisamment grande par rapport à la largeur du bandage (au moins égale à 2,5 fois "1"). Si les deux roues motrices tournent à la mtme vitesse, le portique se déplacera en ligne droite. Si l'on ralentit ou si l'on accélère l'une des roues motrices le portique décrira (voir figure 3) un cercle de centre O situé sur l'axe MM1 des roues motrices, à une distance OM telle que OM ~Y CMI V1 Les roues folles s'orienteront d'elles-memes jusqu'à ce que leur axe passe par le centre de rotation O ; il n'y aura donc aucune friction de la roue sur le sol même en virage serré. En cas de renversement du sens de marche, les chapes pivotantes déportées se retourneront sans entratner d'efforts anormaux et donc sans pertuber la trajectoire du portique. En effet, meme lorsque les roues se trouvent perpendiculaires à la direction de 11 effort, la résistance au mouvement est théoriquement la même qu'en marche normale car, sous réserve que "e" soit suffisamment grand par rapport à la largeur du bandage "l", on peut écrire : (fig.2) F x d = e i f d'ou F = f i e = 2 f a Nous allons décrire ci-après deux réalisations non limitatives de roues motrices et de servo-guidage qui ont fait l'objet d'essais de fonctionnement et qui ont donné toute satisfaction. Version manuelle : (fige 4) Les roues motrices sont munies dtune roue à rochet rep. lo L'axe de la roue est agencée pour recevoir un levier amovible rep. 2, muni d'un cliquet réversible rep. 3. L'application d'un effort f au sommet du levier permet d'exercer un effort moteur F = f xl + r. Avec un levier de 1 m. et une roue de 400 mm de 0, l'amplifisation réalisée est donc de 6. Ce dispositif permet à duex hommes de déplacer aisément sur sol bétonné plan un portique chargé de plusieurs tonnes. Le (servo) guidage s'opère par l'action, simultanée ou au contraire sélective, des deux préposés à la manoeuvre. La sécurité de manoeuvre peut entre accrue en installant un freinage de la roue, à portée de main du préposé. Par rapport aux moyens d'entraînement classiques constitués d'une réduction à pignons mAe par volant ou manivelle, cette réalisation offre plusieurs avantages - économie et faible encombrement. - commodité de manoeuvre puisque l'effort s'applique à la hauteur normale de la main d'un homme debout (lm20 env.) et que le déplacement provoqué se fait dans le sens de l'effort. - éventuellement possibilité de pivoter la roue de 900 sans gêne pour ltentratnement. Version électrique Dans cette réalisation, les roues motrices sont entratnées par deux groupes motoréducteurs frein identiques, compacts et monoblocs. Les-moteurs sont du type asynchrone triphasé à cage ordinaire et sont bobinés pour avoir (selon branchement) deux vitesses de marche : 2800 ou 1400 t/mn, Ils sont munis d'un frein à disque fonctionnant à manque de courant chargés d'immobiliser le portique à llarr8t, d'autre part, ils sont montés avec un ventilateur lourd jouant le rôle de volant d'inertie et ayant tendance à uniformiser leur démarrage, Le conducteur est en station debout sur une petite plateforme porté par l'appareil.Il contrôle le servo-guidage de son portique d'une seule main en agissant sur un micromanipulateur (fig.5) le quel provoque par l'intermédiaire de contacteurs la mise en route, l'inversion de marche ou le changement de vitesse des moteurs. Cette disposition permet au conducteur de conserver facilement son équilibre en station debout, de loin la plus pratique pour la manoeuvre de ce genre d'engin. Pour éviter les à coups imputables au freinage hypersynobrone que pourrait provoquer la commutation brutale de vitesse, il est in- tercalé dans le circuit électrique une temporisation réglable pendant laquelle le moteur cesse d'être alimenté le temps de ralentir de lui-même à son nouveau régime Le rayon des virages obtenus est invariable et égal, sur la roue intérieure motrice, à la largeur du portique. Cette réalisation très simple permet néanmoins en procédant par impulsions de durée variable, une très grande souplesse de manoeuvre. Il est no notamment possible par décomposition en manoeuvre AV et AR de prendre un virage d'un rayon plus court que celui qui vient d'être défini. Deux variantes à ce matériel ont été expérimentées 1 - Les roues motrices peuvent être constituées elles aussi de deux roues indépendantes montées sur le même axe avec un écart "ew du même ordre que-pour les roues folles. Leur commande étant assuré chacune par un bloc motoréduc teur frein séparé présentant une réversibilité suffisante (réducteur à engrenage), il suffit de provoquer électri quement le déblocage des freins pour pouvoir faire pivo ter le portique autour d'une roue sans causer de friction anormale. (Les deux roues tournant en sens inverse l'une par rapport à l'autre). Dans ce cas les circuits électriques sont agencés pour permettre la mise en marche isolèment des moteurs d'une seule palée. 2 - Les roues motrices peuvent être constituées de la même façon qu'en 1, mais de plus, montées sur une chape pivo tante (non déportée) munie d'un verrou à déblocage élec trique l'immobilisant selon les deux axes principaux du portique. Les circuits électriques étant agencés pour permettre le déblocage des verrous et la ratation en sens inverse de chaaue roue, il devient possible de télécommander quasi instantanément depuis le poste de conduite le changement d'orientation des chapes motrices. Ce système permet donc, combiné avec les dispositions qui précédent, de réaliser de façon simple un portique automo teur se déplaçant au choix de ltopérateur selon deux direc tions perpendiculaires. Il permet notamment de solutionner de façon élégante le cas fréquent où un portique doit des servir plusieurs allées parallèles communiquant par une voie transversale de largeur aussi réduite que possible0 Nous alons maintenant décrire le second perfectionnement majeur apporté par l'invention. Considérons un portique à structure conventionnelle composé de deux palées à base d'élèments tubulaires encastrées sur une traverse en poutrelle, et muni des organes de roulements dont nous venons de parler mais que nous aurons modifié légèrement en adjoignant une articulation transversale à l'aie porte roue des chapes folles (fig.7). Il s'ensuivra : 1 - que les roues folles pourront s'adapter à la pente transversale locale du terrain (fig.7) 2 - supposons que l'une des roues du portique vienne à gravir une dénivellation locale : (fig.8), le sommet de la palée correspondante subit de ce fait un dépla cement qui peut s'écrire LX = g x h E Ce déplacement provoque une flexion de la traverse su périeure dans un plan horizontal. Cette flexion aurait tendance dans le cas de figure considéré, à faire tour- ner la base des palées dans le sens des aiguilles d'une montre, Si ces palées sont munies de roues ordinaires, la base des palées ne pourra pas tourner et il se produira ef fectivement une flexion horizontale de la traverse ac compagnée de torsion des palées. Avec notre système, au contraire, en raison du déport des roues folles, chaque palée tournera automatique ment autour des axes OX et Oxl provoquant la relaxa tion des fleiions précédentes, et les seules conséquen ces seront : 1 - une dérive passagère dans la direction générale du por tique, qui peut s'exprimer par tg &alpha; = ss = # x h E 2 - une torsion de la traverse autour de son axe longitudi nal - torsion qui n'entraîne aucune contrainte importan te étant donné le très faible moment d'inertie de tor sion d'une poutrelle. Et même si cette contrainte (nt) n1 était pas négligeable, il convient de remarquer qu' elle ne s'additionnerait pas aux contraintes de flexion (nf), mais donnerait lieu au calcul d'une contrainte de comparaison dont la valeur est tOUJOurS inférieure à la somme arith métique des contraintes. f - Le dispositif objet de l'invention peut être appliqué dans tous les cas ou l'on veut assurer aux moindres frais la réalisation de portiques de manutention ou chariots vavaliers circulant directement sur le sol, et donc, apte à desservir des surfaces de forme quel conque. De plus, il pourra être utilisé même sur un sol non revêtu et donc inégal, sans nécessiter pour autant des structures de charpente spéciales. - REVENDICATIONS 1- Dispositif permettant d'assurer la propulsion et le servo-ui- dage d'un portique de manutention se déplaçant sans l'intermédiaire de rails sur un sol neume inégal ; caractérisé par le fait qu'il comporte aux 4 angles de ltengin - 2 roues motrices se faisant face, une sur chaque jambage de portique, animes indépendamment, par des moyens mo teurs de vitesse constante ou régulée, et dotées au moins lune, d'un moyen de faire varier cette vitesse. - 2 trains de roulement polydirectionnels se faisant face, un sur chaque jambage du portique. 2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les trains de roulement polydirectionnels sont constitués chacun par 2 roues indépendantes écartées d'environ 3 fois la largeur de leur bande de roulement et tournant sur un axe horizontal porté par une cha pe pivotante dont llaue de rotation vertical passe a une distance de l'axe des roues environ égale à 0,5 fois leur écartement. 3- Dispositif selon la revendication 2 caractérisés par le fLit que les moyens moteurs sont constitués par 2 leviers amovibles, à cli quet réversible, dont la régularité et la vitesse de manoeuvre sont a' l'initiative des préposés. 4- Dispositif selon la revendication 3 complété par la présence d'un frein sous la main de chaque prépose. 5- Dispositif selon la revendication 2 caractérisé par le fait que les moyens moteurs sont constitués de moteurs freins asynchrone à double polarité ét à démarrage régularisé par volant inertie. 6- Dispositif selon la revendication 5 caractérisé par le fait que la commande de translation avant/arriére et la coude de virage à droite ou à gauche) sont groupées sur un m8me levier manipulateur. 7- Dispositif selon la revendication 5 caractdrisé par le fait que les roues et moyens moteurs sont d doublés sur un meme axe. 8- Dispositif selon 12 revendication 7 caractérisés par le fait sue les roues et moyens mateurs dédoublés sont montés sur une cape pivotante non déportée munie d'un verrou dlimmobilisation dans 2 direc tions perpendiculaires, éventuellement à déblocage télécommance.