Brevet FR2427278A1 — publié le 19791228

La présente invention concerne un dispositif pour la manutention de matériaux, notamment pour la mise en tas et la reprise de matériaux en vrac. On connaît déjà un dispositif du genre comprenant un châssis mobile supportant un chevalet monté pivotant autour d'un axe vertical dudit châssis, une flèche inclinable dans un plan vertical, ladite flèche étant articulée autour d'un axe horizontal du chevalet, un appareil de manutention porté par l'extrémité libre de la flèche, et un balancier d'équilibrage de la flèche disposé dans le même plan vertical que celle-ci et articule autour d'un axe horizontal du chevalet qui est parallèle au précédent axe horizontal et qui est décalé par rapport à ce dernier du côté opposé à l'appareil de manutention, ledit balancier comportant deux bras dont l'un est muni d'un contrepoids et dont l'autre est relié à la flèche par son extrémité libre au moyen d'un tirant. En général, le tirant forme un côté d'un parallélogramme articulé dont le côté opposé est défini par les traces sur le plan vertical commun de la flèche et du balancier, des axes géométriques d'articulation de ladite flèche et dudit balancier. Une telle structure a parallélogramme articulé qui assure théoriquement un équilibrage parfait n'est pas exempte d'inconvénients. Pour un dimensionnement raisonnable du balancier, on est conduit à fixer le point d'attache du tirant sur la flèche en une position qui ne correspond pas à la position optimale pour le dimensionnement de la flèche On pourrait éviter cet inconvénient en adoptant un balancier de grandes dimensions, ce qui constituerait un autre inconvénient. L'invention a pour but d'éviter les inconvénients précités. Elle consiste à realiser une disposition suivant laquelle le tirant forme avec la droite reliant les traces susmentionnées un quadrilatère articulé, déterminé de telle sorte que l'équilibrage soit assuré d'une façon satisfaisante. Il devient alors possible, avec une flèche de dimensions données, de fixer le point d'attache du tirant sur ladite flèche dans sa position optimale et de faire appel à un balancier à bras courts. L'invention a pour objet un dispositif du genre précité, caractérisé en ce que les positions de l'axe d'articulation du balancier et du point d'attache du tirant sur ledit balancier sont déterminées de telle sorte que le prolongement de l'axe géométrique du tirant rencontre sensiblement au même point la droite reliant les traces sur le plan vertical contenant le balancier et la fle- che, des axes géométriques d'articulation dudit balancier et de ladite flèche, quelle que soit l'inclinaison de cette dernière, le rapport des distances respectives du point de rencontre aux dites traces étant compris entre 0,40 et 0,95. L'appareil de manutention porté par I'extrémité libre-de la flèche peut être une roue-pelle dont les godets sont aménagés pour déverser les matériaux, au cours d'une opération de reprise, sur une bande transporteuse montée sur la flèche, ladite bande tournant en sens inverseZpour assurer une opération de mise en tas. L'invention sera mieux comprise gn se référant à la description qui suit, faite en regard des dessins annexés, concernant une forme particulière de réalisation donnée à titre d'exemple non limitatif. La figure i représente un dispositif de mise en tas et de reprise de matériaux en vrac, selon l'invention La figure 2- est une représentation de ce dispositif, sous forme de diagramme géométrique. Sur la figure l, on voit le châssis i du dispositif réalisé sous la forme d'un portique déplaçable le long d'une banquette T aménagée entre deux tas repérés T1 et T2. Le châssis 1 comporte un axe vertical 2 autour duquel est monté pivotant un chevalet 3 dont la section affecte la forme d'un C. A la partie inférieure du chevalet 3 est fixé un axe horizontal 4 autour duquel est articulée une flèche 5 inclinable dans un plan vertical; ltextrémité libre de la flèche 5 porte un appareil de manutention, en l'occurence une roue-pelle 6 fiée sur un côté de la flèche 5. Les godets de la roue-pelle 6 sont aménagés pour déverser, au cours d'une opération de reprise, les matériaux en vrac sur une bande transporteuse 7 montée sur la flèche 5 qui déverse les dits matériaux dans une goulotte 8 d'où ils sont dé- chargés sur un transporteur 9 qui est aménagé le long de la banquette T. Dans le cas d'une opération de mise en tas, les matériaux en vrac sont déversés sur la bande 7 tournant en sens inverse. par l'intermédiaire d'une goulotte 10. A la partie supérieure du chavalet 3 est fixé un ax horizontal 11, parallèle à l'axe 4, autour duquel est articule Inl balancier d'équilibrage 12 de la flèche 5, inclinable, comme ladite flèche, dans un même plan vertical. L'axe 11 est décale par rapport à l'axe 4, du côté opposé à I'extremité de la flèche 5 portant la roue-pelle 6. Le balancier repéré 12 dans son ensemble, comporte deux bras respectivement 13 et 14 réunis par un tirant 15. Le bras 13 est muni à son extrémité d'un contrepoids 16, tandis que l'extre- mité libre du bras 14 est reliée à la flèche 5 par un tirant 17. Le basculement de la flèche 5 est commandé par un treuil 20, solidaire du contrepoids 16 du balancier 12, actionnant un câble 19 accroché en 18 au chevalet 3. Le basculement du balancier 12 provoque celui de la flèche 5 par l'intermédiaire du tirant 17. Sur la figure1 on a représenté la flèche 5 en position horizontale. Cette position est une position intermédiaire entre la position basse et la position haute pour lesquelles la flèche et le balancier ont été tracés en traits fins ainsi que le tirant qui les accouple. On désignera par le repère 17' l'axe géométrique du tirant 17 en position basse, et par le repère 17" l'axe géométrique du tirant 17 en position haute. On voit que les droites 17' et 17" se coupent au point P qui est situé sur la ligne 21 reliant les traces sur le plan vertical contenant la flèche 5 et le balancier 12, des axes géométriques des articulations 4 et 11. Pour toute position intermédiaire de la flèche 5, et notamment pour celle représentée sur la figure, l'axe géométrique du tirant 17 coupe la ligne définie ci-dessus en un point-qui ne s'écarte pas sensiblement du point P. Sur la figure 2, les points et 02 sont les points représentatifs des traces correspondant respectivement aux axes 4 et 11. Le tirant 17 est représenté en position basse par la droite A' B', les points A' et B' désignant respectivement les positions des -points d'attache A et B dudit tirant sur la flèche 5 et sur le bras 14 du balancier 12. Le tirant 17 est représenté en position haute par la droite A" B", les points A" et B" désignant respectivement les positions des points d'attache A et B dudit tirant sur la flèche 5 et sur le bras 14 du balancier 12. Les points h' 1 et h" désignent respectivement les pieds des perpendiculaires abaissées de O, sur les droites A' B' et A" B". Les points h'2 et h"2 désignent respectivement les pieds des perpendiculaires abaissées de 2 sur les droites A' B' et A" B". Les masses de la flèche 5,de la roue 6 et de la matière transportée par la bande 7 provoquent par rapport au point 0i 1 des moments M'1 et M''1 suivant que la flèche est en position basse ou haute. Ces moments engendrent dans le tirant en position A' B' ou A" B" des efforts respectivement désignés par F' et F".A ces efforts correspondent des moments, respectivement M'2 et M"2, par rapport au point 02 Les deux triangles rectangles Ph'1 1 et Ph'202 sont sem blables et par conséquent : quent De même, les deux triangles rectangles Ph"1O1 et Ph"202 sont semblables et par conséquent : quent Le calcul des différents moments donné M'1 = F' x O1h'1 M'2 = F' x O2h'2 M"1 = F" x Olh"l M"2 = F" x 2h"2 On en déduit que Compte tenu des relations (1) et (2) qui précèdent Le rapport des moments des masses relevables avant, calculé respectivement par rapport aux points O2 et O1 est égal au-rapport d'homothétie des triangles, c'est-à-dire au rapport des longueurs P02 et PO1. On obtient donc un équilibrage identique en position haute et en position basse. Dans la pratique, la longueur de la flèche 5 et la position du point O1 sont imposées par les données du problème à résoudre. La position du point d'attache A du tirant 17 sur la flèche 5 est alors déterminée par le calcul de telle sorte que cette position corresponde à la position théoriquement optimale. La position du centre de~gravité G du contrepoids 16 étant également déterminée par des conditions de dimensionnement de l'ensemble du dispositif, la masse du contrepoids 16 est déterminée par une condition d'équilibrage des éiéments tournants autour de l'axe géométrique y-y représentatif de l'axe 2. La position du point 2 est déterminée par une condition d'équilibrage des éléments releva bles.A une valeur donnée du rapport PO2/ PO1, il est associé une valeur x, représentative du décalage horizontal entre les points O2 et O1, telle que l'ensemble soit en équilibre avec l'état de sollicitation admis dans le système de relevage 19-20. Le point O2 étant ainsi déterminé, la valeur du rapport PO2/PO1 fixe immédia- tement la position du point P. Les relations trigonométriques dans un triangle quelconque permettent alors de déterminer facilement les positions des points B' et B". Afin de bénéficier au mieux des avantages de la disposition décrite, le rapport PO /PO sera com 2 1 pris entre 0,40 et 0,95. Le dispositif que lton vient de décrire présente, sur le dispositif à parallélogramme articulé classique, l'avantage de conduire à un décalage plus important de l'axe d'articulation du balancier par rapport à l'axe d'articulation de la flèche. I1 en résulte que la masse du balancier participe plus efficacement à l'é- quilibrage de l'ensemble des masses situées en avant, ce qui est favorable au point de vue de la masse du contrepoids. Bien que l'invention ait été décrite en référence à une forme particulière de réalisation, il va de soi qu'elle n'y est en rien limitée et que des modifications peuvent lui être apportées sans sortir de son domaine. On pourra notamment remplacer l'un quelconque des moyens décrits par un moyen techniquement équivalent. L'invention décrite sous la forme d'un dispositif de mise en tas et de reprise de matériaux en vrac pourra également être appliquée à une grue ou à un dispositif de chargement ou de déchargement de navires. Dans ce dernier cas, la roue-pelle serait éventuellement remplacée par un élévateur à godets. R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif pour la manutention de matériaux, notamment pour la mise en tas et la reprise de matériaux en vrac, comprenant un châssis mobile supportant un chevalet monté pivotant autour d'un axe vertical dudit châssis, une flèche inclinable dans un plan vertical, ladite flèche étant articulée autour d'un axe horizontal du chevalet, un appareil de manutention porté par l'extrémité libre de la flèche, et un balancier d'équilibrage de la flèche disposé dans le même plan vertical que celle-ci et articulé autour d'un axe horizontal du chevalet qui est paral lèle au précédent axe horizontal et qui est décalé par rapport à ce dernier du côté opposé à l'appareil de manutention, ledit balancier comportant deux bras dont l'un est muni d'un contre poids et dont l'autre est relié à la flèche par son extrémité libre au moyen d'un tirant, caracterisé en ce que les-positions de l'axe d'articulation du balancier et dru point d'attache du tirant sur ledit balancier sont déterminées de telle sorte que le prolongement de l'axe géométrique du tirant rencontre sensi blement au même point la droite reliant les traces sur le plan vertical contenant le balancier et la flèche, des axes géomé triques d'articulation dudit balancier et de ladite flèche, quelle que soit l'inclinaison de cette dernière, le rapport des distances respectives du point de rencontre aux dites traces étant compris entre 0,40 et 0,95. 2. Dispositif de manutention suivant la revendication 1, caracté risé en ce que l'appareil de manutention porté par I'extrémité libre de la flèche est une roue-pelle dont les godets sont amé nagés pour déverser les matériaux, au cours d'une opération de reprise1 sur une bande transporteuse montée sur la flèche, la dite bande tournant en sens inverse pour assurer une opération de mise en tas.