Brevet FR2348147A1 — publié le 19771110

L'invention concerne un procédé et un appareil pour I'errploitation de 11 énergie potentielle accumulée lors du déchargement de marchandises, spécialement lorsqu'on décharge des marchandises au moyen d'appareils de levage électro-hydrauliques du type entraRné par un moteur à courant continu alimenté par un accumulateur électrique. Les appareils de levage électro-hydrauliques du type qui utilise un accumulateur comme source d'énergie sont fréquemment utilisés actuellement dans différents buts, notamment pour le chargement et le déchargement de marchandises et comme exemples de ces appareils, on peut mentionner les grues, les élévateurs à fourche, les arracheurs de palplanches, les treuils de plate-forme pour véhicules etc.. Aussi bien dans le levage que dans l'abaissement de marchandises, on consomme une quantité d'énergie relativement grande et la capacité de l'appareil de levage du type mentionné est limitée par la capacité de la batterie d'accumulateurs. Souvent, l'appareil de levage de ce type a qu'une capacité de quelques heures, après quoi il faut recharger la batterie d'accumulateurs.On åuge souvent nécessaire de prévoir plusieurs appareils de levage de manière à avoir toujours au moins un appareil de levage disponible pendant que l'on recharge les batteries d'accumulateurs des autres appa reis0 Dans certaines applications, par exemple dans les treuils de plate-forme de véhicules etc.., l'accumulateur peut être chargé continuellement par le moteur du véhicule, mais étant donné qu'il y a de grands inconvénients à laisser le moteur en marche pendant le chargement et le déchargement, spécialement à l'intérieur d'un bâtiment, il serait désirable de pouvoir utiliser l'appareil de levage sans inconvénients essentiels, sans laisser en marche le moteur du véhicule. toutefois, vu la grande consommation d'énergie de l'appareil de levage, on risque toujours, avec les appareils antérieurement connus, que l'accumulateur ne se décharge, pendant le chargement ou le déchargement de marchandises, au point qu'il devienne difficile ensuite de faire démarrer le moteur. Etant donné la faible capacité d'énergie, il n'est pas possible dans bien des cas, d'utiliser des appareils de levage électro-hydrauliques mais on utilise, à leur place, des appareils de levage entraînés par un moteur à combustion interne. A l'intrieur des bâtiments et dans les mines etc,.,, ces appareils entraSnés par moteur à combustion interne sont des sources évidentes de risques pour la santé et c'est pourquoi il est très désirable de les remplacer par des appareils à moteur électrique. Dans les appareils électro-hydrauliques antérieurement connus de ce genre, on assure l'abaissement en douceur des marchandises soit en étranglant l'écoulement de retour du liquide hydraulique, soit en freinant la descente au moyen du moteur électriqueO Dans le premier cas, on ne consomme généralement pas d'énergie électrique mais dans le deuxième cas, une quantité considérable d'énergie est gaspillée, L'invention vise à augmenter la capacité disponible de la batterie d'accumulateurs dans les appareils de levage électrohydrauliques en éliminant la consommation inutile d'énergie et en exploitant l'énergie potentielle accumulée dans les marchandises qu'il s'agit de décharger à un niveau plus bas, Selon l'invention, le déchargement des marchandises est réalisé par le fait que le poids des marchandises à abaisser agit sur la partie hydraulique de l'appareil de levage électro- hydraulique et que l'huile mise sous pression par les marchandises à décharger entraRne un moteur hydraulique qui entraRne à son tour une génératrice électrique reliée à l'accumulateur de l'appareil de levage et qui assure ainsi une recharge temporaire de l'accumulateur pendant l'opération de déchargement. En donnant au moteur hydraulique et à la génératrice des dimensions et une structure appropriées, il est possible, même à des hauteurs de déchargement assez réduites, de quelques mètres seulement, d'assurer une recharge non négligeable de l'ac cumulateur et même à des hauteurs de déchargement relativement réduites, il est apparu possible d'augmenter de 20P/o et même davantage la capacité disponible de la batterie d'accumulateurs. En prévoyant un régulateur de débit à compensation de pression avant le moteur hydraulique qui actionne la génératrice, il est possible de faire en sorte que la génératrice donne la meilleure puissance possible pour recharger l'accumulateur électrique. Dans le cas de grandes hauteurs de déchargement ou de charges très lourdes, le temps de déchargement par l'appareil de levage peut palastre excessif, mais en pareil cas, il est possible de faire en sorte que le liquide hydraulique mis sous pression charge un accumulateur de pression qui peut ensuite entraîner le moteur hydraulique et la génératrice de manière à assurer la recharge de l'accumulateur. D'autres caractéristiques de l'invention apparaitront ci-après dans la description qui se réfère aux dessins annexés. Toutefois, il est entendu que la description montre seulement des exemples de l'invention et que l'on peut prévoir toutes sortes de modifications. Sur les dessins t - la figure 1 montre schematiquement nn mode d'exécution simple d'un appareil selon l'invention servant à exploiter l'énergie potentielle accumulée lors du déchargement de marchandises au moyen d'ua appareil de levage électro-hydraulique - la figure 2 montre un mode d'exécution modifié d'un appareil du genre représenté par la figure 1, en position pour le levage de marchandises ; et - la figure 3 montre l'appareil selon la figure 2 dans le cas du déchargement de marchandises. L'appareil de la figure 1 comprend un cylindre hydraulique 1 muni d'un piston 2 qui supporte une charge 3. Le cylindre hydraulique 1 est actionné parune pompe hydraulique 4 actionnée elle-même par un moteur électrique à courant continu 5 qui reçoit son énergie d'une batterie d'accumulateurs 6. Le branchement et le débranchement du moteur 5 sont assurés de façon classique par un interrupteur 7. La pompe hydraulique 4 est reliée à un réservoir à huile 8 et à l'aspiration d'huile de la pompe est monté, de façon classique, un clapet de pied à crpéine 9. Entre la pompe hydraulique 4 et le cylindre 1 est monté un clapet anti-retour 10 qui empoche l'huile de refluer du cylindre hydraulique 1 à la-pompe 4. quand l'interrupteur 7 est fermé, le moteur électrique 5 fait tourner la pompe 4 de manière à refouler de l'huile sous pression par le clapet anti-retour 10 dans le cylindre hydrauli que 1, ce qui fait que le piston 2 et la charge 3 sont levés. Afin d'exploiter l'énergie potentielle accumulée, lorsqu'on fait descendre le piston 2 à l'occasion d'un décharge ment de marchandises, l'appareil selon la figure I présente un moyen de recharge temporaire de la batterie d'accumulateurs 6 et ce moyen est formé d'un moteur hydraulique Il entraxnant une génératrice électrique 12 qui, par l'intermédiaire d'un relais de charge 13 ou organe Similaire, est reliée à la batterie d'accumulateurs 6.Afin de régler l'afflux de liquide hydraulique du cylindre 1 au moteur hydraulique 11, un régulateur de débit à compensation de pression 14 est monté entre le cylindre 1 et le moteur hydraulique Il et fait en sorte que le débit de liquide hydraulique passant par le moteur hydraulique Il soit constant et donc, que la génératrice hydraulique 12 tourne à une vitesse pratiquement constante. Entre le régulateur de débit 14 et le cylindre Il est de préférence monté un clapet anti-retour 15 qui empêche un reflux d'huile au cylindre. Pour faire passer l'appareil de la position de levage à la position de déchargement, un distributeur à tiroir 16 est monté entre le conduit de levage 17 et le conduit de déchargement 18.Ce distributeur peut Entre sollicité par ressort, de façon que l'abaissemant du piston 2 et de la charge 3 puisse seulement s'effec- tuer quand on pousse le tiroir dans le distributeur 16 tandis qutil retourne automatiquement à la position de levage aussit8t que l'on cesse de le pousser. En donnant des dimensions appropriées au régulateur de débit 14 au moteur hydraulique Il et au générateur 12, on peut obtenir un courant optimal de recharge lorsqu'on abaisse la charge, 3. Toutefois, à une grande hauteur de déchargement ou dans le cas de charges très lourdes, il peut arriver que la descente prenne un temps excessif, mais en pareil cas, on peut monter entre le distributeur à tiroir 16 et le régulateur de débit 14 un accumulateur de pression qui permet d'abaisser la charge relativement vite, après quoi l'accumulateur transmet la pression accumulée au moteur hydraulique par l'intermédiaire du régulateur de débit 14. L'appareil des figures 2 et 3 correspond généralement à celui de la figure 1 et il comprend un cylindre 1 muni d'un piston 2 qui porte une charge 3. L'énergie nécessaire provient d'un accumulateur électrique 6 et un régulateur de débit 14 commande la pression et le débit de liquide hydraulique lors de la descente de la charge 3. Alors que l'appareil de la figure 1 comporte des moyens de levage et des moyens de recharge séparés, ces moyens sont combinés et à double effet dans l'appareil des figures 2 et 3. Ainsi, le moteur électrique à courant continu 19 est con çu pour jouer le rôle de génératrice lors de l'abaissement de la charge 3 et de même, la pompe 20 entraSnée par le moteur 19 est conçue pour jouer le rôle de moteur hydraulique tournant en sens inverse lors de la descente de la charge 3. Pour empêcher un reflux de liquide hydraulique lors du levage de la charge 3, entre la pompe-moteur 20 et le régulateur de débit 14 est prévu un clapet anti-retour 21 qui peut être actionné manuellezent ou électriquement de manière à s'ouvrir contre l'action du liquide hydraulique venant du cylindre 1 lors de ltabaissement de la charge 3. Cela est indiqué schématiquement par la flèche 20 de la figure 3. Entre le clapet anti-retour 21 et la pompe-moteur hydraulique 20 est montée une valve de trop-plein 23, qui en cas de surpression du liquide hydraulique, renvoie une partie de celui-ci au réservoir à huile 80 Quand on lève une charge comme l'indique la figure 2, l'interrupteur 7 est fermé et le moteur 19 fait tourner la pompe hydraulique 20 qui, par l'intermédiaire du clapet antiretour 21, engendre une pression de levage dans le cylindre hydraulique 1.Le régulateur de débit 14, qui est du genre qui assure la commande du débit hydraulique uniquement dans le sens de la flèche 24, 'empêche pas cet écoulement de liquide lors du levage. Lors de l'abaissement de la charge 3, ou ouvre le clapet anti-retour 21 manuellement ou électriquement comme le montre la flèche 22, ce qui fait qu'un écoulement de liquide hydraulique à pression compensée passe par le régulateur de débit 14 et arrive à la pompe 20 qui joute dans ce cas le r81e d'un moteur hydraulique entratnant la machine électrique qui joute alors le rôle de génératrice électrique 19, ce qui assure une recharge temporaire de l'accumulateur 6. En tirant parti comme indiqué plus haut de énergie potentielle accumulée d'une charge que l'on descend, on peut utiliser une quantité notable d'énergie électrique qui sert à recharger l'accumulateur. Même Si l'on exploite une quantité relativement faible d'énergie de descente, cela peut avoir une importance pratique et économique. EEVENDICA2IONS 1) Procédé d'exploitation de l'énergie potentielle -accumulée lors de l'abaissement de marchandises au moyen d'un appareil de levage électro-hydraulique du type alimenté par un accumulateur électrique, procédé caractérisé par le fait que le poids des marchandises à abaisser agit sur la partie hydraulique de l'appareil de levage électro-hydraulique et que 1'qui le mise sous pression par les marchandises à décharger entrain un moteur hydraulique qui entraîne à son tour une génératrice électrique reliée à l'accumulateur de l'appareil de levage et qui assure ainsi une recharge temporaire de l'accumulateur pendant l'opération de déchargement. 2)Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'énergie électrique de recharge est fournie par le renversement des parties électrique et hydraulique de l'appareil de levage lors de l'abaissement de marchandises, de sorte que la partie hydraulique Joue le rtle de moteur hydraulique et que la partie électrique Joue le rale de génératrice et recharge temporairement l'accumulateur. 3) Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il comprend uh appareil de levage classique électro-hydraulique du type alimenté par un accumulateur hydraulique et qutil comporte des moyens permettant de fournir de l'énergie électrique lors de l'abaissement d'une charge et ainsi, de recharger temporai rement 1 accumulateur. 4) appareil selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les moyens servant à fournir l'énergie électrique de recharge sont constitués par un moteur hydraulique rotatif qui entraîne une génératrice électrique. 5) Appareil selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le moteur hydraulique est inclus dans la partie hydraulique de l'appareil de levage électro-hydraulique et que la génératrice électrique est incluse dans la partie électrique de l'appareil de levage électro-hydraulique. 6) Appareil selon l'une dés revendications 3 à 5, caractérisé par le fait qu'un régulateur de débit à compensation de pression est monté entre le groupe de levage de l'appareil de levage et le moteur hydraulique rotatif. 7) Appareil selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le régulateur de débit à compensation de pression est du type unidirectionnel qui restreint seulement la pression et le débit dans le sens partant du groupe de levage0 8) Appareil selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé par le fait qu'au moins un clapet anti-retour est relié au groupe de levage et empêche un écoulement non désiré de liquide hydraulique partant du groupe de levage et permet de façon automatique, manuelle ou électrique, un écoulement voulu de liquide partant du groupe de levage.