Brevet FR2418950A1 — publié le 19790928

La présente invention concerne un dispositif automatique de conservation de l'assiette d'un outil de manutention - tel qu'un godet, une fourche palettiseuse, une flèchette de grue... - porté par un engin élévateur et de préférence par une pelleteuse-chargeuse. Certaines pelleteuses chargeuses connues comportent un bras monté pivotant directement sur le châssis du véhicule et supportant en bout un godet ou autre outil articulé. Le dispositif conservateur d'assiette est un parallélogramme déformable constitué par le bras, le châssis, le godet et un vérin de basculement articulé sur les deux derniers éléments. Pendant le relevage ou l'abaissement du godet, celui-ci reste parallèle au chassis si l'on considère les lignes reliant les axes d'articulation de l'un et de l'autre, relativement au bras et au vérin de basculement ; dès lors, le godet conserve son assiette initiale et il n'est nullement nécessaire pour cela d'allonger ou de raccourcir ce vérin qui se comporte finalement durant cette manoeuvre comme une barre rigide. La course du vérin de basculement correspond à l'angle de pivotement qui doit être communiqué audit godet pour déverser son contenu lorsqu'il se trouve en position haute. Mais, lorsque le bras pivote du haut vers le bas sous l'action du vérin dit de relevage et alors que le verni de basculement est allongé au maximum, l'angle de déversement du contenu du godet diminue. De plus, pour exécuter l'opération de "cavage" qui consiste à pénétrer dans le sol sous un angle d'incidence convenable pour creuser et ceci lorsque le godet se trouve en position basse, l'angle de pivotement obtenu en actionnant le vérin de basculement est insuffisant. Une pelleteuse-chargeuse plus perfectionnée a fait l'objet du brevet français 1.316.493 et a été conçue dans le but d'aplatir le plus possible la courbe de levage du godet pour la rapprocher de la verticale. Dans cette pelleteuse, le bras est relié au châssis du véhicule par deux bielles afin de constituer un quadrilatère déformable intermédiaire de liaison ; la bielle supérieure est longue tandis que la bielle inférieure est courte et la distance des axes d'articulation de ces bielles sur le br est plus courte que celle des axes d'articulation desdites bielles sur le châssis ; un vérin de relevage s'étendant en tra vers du quadrilatère déformable relie ce bras à ce châssis ; enfin un vérin de basculement prenant appui sur ledit bras intervient sur le godet qui est articulé en bout de ce dernier. Grâce à cette cinématique, le godet décrit effectivement une trajectoire de relevage aplatie. Si, au cours du relevage, le vérin de basculement n'est ni allongé, ni rétracté, le godet conserve, par rapport au bras, l'angle de présentation affiché en position basse, mais son angle d'assiette est égal à la somme de l'angle de présentation relative et de l'angle de débattement du bras, de sorte que l'assiette du godet par rapport à une référence fixe telle que le sol varie d'un niveau à l'autre. Dans ces conditions, l'assiette du godet ne peut etre maintenue identique à elle-même que si le conducteur de l'engin manoeuvre le distributeur du vérin de basculement pour effectuer des corrections tant que dure le relevage ou l'abaissement obtenu par ce conducteur en manoeuvrant simultanément le distributeur du vérin de relevage. La présente invention a pour but d'obtenir une correction automatique de l'assiette du godet lorsque celui-ci décrit la trajectoire de relevage aplatie précitée. Ainsi, tout en conservant les avantages de la pelleteuse-chargeuse faisant l'objet du brevet français 1.316.493, l'invention permet de simplifier la manoeuvre de l'engin puisque le conducteur n'a plus à commander concamitamment les vérins de relevage et de basculement en surveillant la charge ff subsidiairement, la sécurité des opérations est absolue, étant donné que les fausses manoeuvres et leurs conséquences dangereuses ne sont plus à craindre. Conformément à l'invention, un vérin doseur est interposé entre deux quelconques des éléments constituant le quadrilatère déformable et les chambres de ce vérin doseur sont, dans la position neutre du distributeur de fluide montées en nir- cuit fermé avec les chambres conjuguées du vérin de basculement. La position des points d'attache du vérin doseur relativement aux axes d'articulation des éléments du quadrilatère déformable et le dimensionnement de ce vérin doseur par rapport à celui du vérin de basculement sont choisis de telle fa çon que, lors du relevage du bras, le transfert de fluide hydraulique d'une chambre du vérin doseur vers la chambre conjuguée du vérin de basculement est égal, en volume, pour chaque déplacement élémentaire du godet, au transfert de fluide hydraulique de l'autre chambre de ce vérin de basculement vers l'autre chambre de ce vérin doseur et que le déplacement résultant du piston dudit vérin de basculement est sensiblement égal à ce qui est nécessaire pour faire pivoter le godet par rapport au bras de l'angle qui convient afin de conserver à ce godet son assiette par rapport au sol. Divers autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, sur le dessin annexé Sur ce dessin - la Fig. 1 est une élévation montrant le dispositif conforme à l'invention, - la Fig. 2 est une vue analogue à la Fig. 1, illustrant, à plus petite échelle et de façon synoptique, le fonc tionnement de ce dispositif, - la Fig. 3 est un schéma hydraulique du dispositif. 1 désigne le châssis d'un véhicule, tel qu'un chargeur de palettes, monté sur train de roues dont les roues antérieures 2 seulement sont représentées. Le disposit-if comporte un bras-élévateur 3 dont l'extrémité postérieure est reliée au châssis par une bielle supérieure 4 et une bielle inférieure 5, de façon à constituer une quadrilatère déformable qui, en se repliant, provoque l'abaissement de l'extrémité antérieure du bras et, en se déployant, le relevage de cette extrémité, la trajectoire suivie étant très aplatie dans un cas comme dans l'autre. A cet effet, la bielle supérieure 4 est plus longue que la bielle inférieure 5 et la distance des axes 6, 7 d'articulation de ces bielles sur le châssis l est elle-même plus grande que la distance des axes 8, 9 d'articulation desdites bielles sur le bras 3.En outre, un vérin de relevage 10 s'étend en travers du quadrilatère déformable et est incliné en montant de l'avant vers l'arrière : ses éléments coulissants sont articulés sur le châssis 1 autour d'un axe ll et sur le bras 3 autour d'un axe 12. L'outil de manutention est constitué, dans l'exemple représenté, par une fourche porte-palette 13. La partie montante 14 de la fourche est susceptible de stembolter automatiquement, jusqutà en devenir solidaire, sur un support basculant 15. Ce support est monté pivotant'autour d'un axe 16 équipant l'extrémité antérieure du bras 3 et relié, par un levier de transmission 17, à un palonnier de commande 18 en étant articulé autour d'axes 19, 20. Le palonnier 18 est lui-même monté pivotant, dans sa partie médiane, relativement au bras 3 autour d'un axe 21. L'autre extrémité du palonnier coopère avec un vérin de basculement 22 porté par le bras et dont les éléments coulissants qui le constituent sont articulés respectivement sur ledit bras autour d'un axe 23 et sur l'extrémité précitée du palonnier autour d'un axe 24. Le dispositif comporte enfin un vérin doseur 25 interposé entre deux quelconques des éléments constitutifs du quatrilatère déformable 1,3, 4 et 5. Dans l'exemple représenté, le vérin doseur 25 prend appui sur le châssis 1 et son mouvement sur la bielle 5 ; il est articulé sur ces éléments autour d'axes 26, 27. Comme le montre clairement le schéma hydraulique de la Fig. 3, le piston 28 du vérin de basculement 22 sépare dans le cylindre 29 de ce vérin, une chambre 22s de petite section, d'une chambre 22 S de grande section. D'une manière analogue, le piston 30 du vérin doseur 25 sépare dans le cylindre 31 de ce vérin, une chambre 25 s de petite section, d'une chambre 25 S de grande section. I1 est essentiel de remarquer que les chambres de petite section 22 s et 25 s sont branchées en série par l'intermédiaire d'une conduite 32 et, de même, que les chambres de grande section 22 S et 25 S sont branchées en série par l'intermédiaire d'une conduite 33. - Par ailleurs, les conduites 32 et 33 sont reliées par des canalisations 34 et 35 aux tubulures de distribution 36 et 37 d'un distributeur 38 de commande du basculement de l'outil, ce distributeur présentant également une tubulure d'admission 39 branchée sur le circuit haute pression 40 de la pompe et une tubulure de refoulement 41 branchée sur le circuit de retour 42 vers la bache à fluide hydraulique 43. Le conducteur de l'engin, en agissant sur le levier 44, manoeuvre le tiroir du distributeur pour sélectionner l'une des trois positions que celui-ci est susceptible d'occuper - dans la position active 38.1, le tiroir relie la tubulure d'admission 39 à la tubulure 37 et la tubulure 36 à la tubulure de refoulement 41, de sorte que la chambre 22 S du vérin de basculement est branchée sur le circuit haute pression 40 et la chambre 22 s sur le circuit de retour 42 ; dès lors, la pompe provoque le pivotement "nez en l'air" de la fourche 13, c'est-à-dire dans le sens de la flèche F, - dans la position active 38.2, le tiroir relie la tubulure d'admission 39 à la tubulure 36 et la tubulure 37 à la tubulure de refoulement 41, de sorte que la chambre 22 s du vérin de basculement est branchée sur le circuit haute pression 40 et la chambre 22 S sur le circuit de retour 42 , dès lors, la pompe provoque le pivotement "nez en bas" de la fourche 13, c'est-à-dire dans le sens opposé à celui de la flèche F, - dans la position neutre 38.3, le tiroir ferme toutes les tubulures et isole par conséquent des circuits haute et basse pression, les chambres 22 s et 22 S du vérin de basculement. Si l'on fait abstraction du vérin doseur 25, on retrouve la structure de la pelleteuse-chargeuse faisant l'objet du brevet français 1.316.493 ; on on constate alors que, dans la position neutre 38.3 du tiroir du distributeur, le vérin 22 ne pouvant ni s'allonger, ni se rétracter, se comporte comme une barre rigide , la position angulaire de la fourche 13 par rapport au bras est figée et au cours du relevage ou de l'abaissement de ce bras, l'assiette de ladite fourche par rapport au sol varie en relation avec la modification de l'inclinaison dudit bras ; pour conserver cette assiette, le conducteur de la pelleteusechargeuse précitée devait donc manoeuvrer le distributeur du vérin de basculement, en même temps que le distributeur du vérin de relevage. En réalité, ie dispositif de l'invention comporte le vérin doseur 25 dont les chambres sont, dans la position neutre 38.3 du distributeur 38, montées en circuit fermé avec celles du vérin de basculement 22. Or, le choix des éléments 1,3, 4 et 5 du quadrilatère déformable reliés par le vérin doseur 25, la posi tion des points d'attache 26, 27 de ce vérin relativement à celle des axes d'articulation 6 à 9 de tous les éléments dudit vérin doseur par rapport à celui du vérin de basculement 22 sont choisis de telle -açon que, lors du relevage du bras - le transfert de fluide hydraulique de la chambre 25 s du vérin doseur 25 vers la chambre conjuguée 22 s du vérin de basculement 22 est égal en volume, pour chaque déplacement élémentaire de la fourche 13, autransfert de fluide hydraulique de l'autre chambre 22 S de ce vérin de basculement vers l'autre chambre 25 S de ce vérin doseur, - et le déplacement résultant du piston 28 dudit vérin de basculement est sensiblement égal à ce qui est nécessaire pour faire pivoter la fourche 13 autour de l'axe 16 du bras, de l'angle qui justement convient afin de conserver à cette fourche son assiette par rapport au sol. Ce résultat est illustré par l'épure de la Fig. 2 qui montre que - la fourche est horizontale en position haute et en position basse, le bras étant respectivement montant et descendant, - la fourche est légèrement inclinée vers le bas et vers l'arrière lorsqu'elle se trouve en position intermédiaire, ce qui est favorable à la stabilité de la palette chargée en mouvement. Bien entendu, ledit résultat s'obtient très facilement, par approximations successives, en faisant varier les paramètres précités et en procèdant à chaque fois à des calculs permettant de vérifier qu'en tout point de la trajectoire aplatie suivie par la fourche, d'une part, les deux vérins 22 et 25 fonctionnent bien en circuit fermé en ce sens que le transfert de fluide hydraulique de l'un vers l'autre dû au pivotement du bras s'ef- fectue bien à volume constant et d'autre part, l'angle des dents de la fourche par rapport à l'horizontale est nul ou très faible et descendant vers l'arrière. L'épure de la Fig. 2 reproduite avec exactitude à échelle réduite montre que le résultat en question est parfaitement réalisable sur la base des moyens préconisés suivant l'invention. Le dispositif décrit dans ce qui précède fonctionne quelle que soit l'assiette de l'outil de manutention affichée initialement. La course du piston 28 du vérin de basculement 22 est donc relativement grande et le vérin de dosage 25 peut alors intervenir efficacement quelle que soit la position intermédiaire de ce piston 28 lorsque le relevage ou l'abaissez ment du bras 3 commence. Cependant, il se peut que le piston 28 du vérin de basculement 22 vienne buter, lors du relevage ou de l'abaissement du bras, contre le fond du cylindre le plus proche. Il se peut aussi qu'il soit déjà en butée, au début de la manoeuvre, contre le fond de cylindre se trouvant sur le chemin de la translation correctrice. Le conducteur de l'engin doit s'apercevoir de cette situation, avant de commander la manoeuvre de relevage ou d'abaissement, en regardant la position de outil relativement au bras et s'il la constate, il doit commencer par modifier l'assiette de cet outil en commandant le distributeur 38. Mais, une fausse manoeuvre est toujours possible ; le circuit hydraulique doit alors possèder des moyens de sécurité permettant d'éliminer tout risque de détérioration. A cet effet, un premier clapet de-sécurité 44 est branché sur une dérivation 45 reliant la canalisation 34 des vérins au circuit de retour 42 ; le clapet de sécurité 44 est shunté par deux clapets anti-retour 46, 47 dont un coopère avec un étranglement 48. D'une manière analogue, un deuxième clapet de sécurité 49 est branché sur une dérivation 50 reliant l'autre canalisation 35 des vérins au circuit de retour 42 , le clapet de sécurité 49 est shunté par deux clapets anti-retour 51, 52 dont un coopère avec un étranglement 53. Les clapets de sécurité 44 et 49 sont montés pour s'ouvrir vers la bâche, tandis que les clapets antiretour 46, 47, 51 et 52 sont montés pour s'ouvrir vers les vérins. Si une surpression apparait dans la canalisation 34 (ou 35) en raison de l'arrêt du piston 28 par butée contre un fond de cylindre, le clapet de sécurité 44 (ou 49) s'ouvre dès que la surpression équilibre le tarage de son ressort et le fluide hydraulique refoulé de la chambre 24 s (ou 24 S) du vérin doseur 25 par le piston 30, s'échappe à travers la canalisation 34 (ou 35), la dérivation 45 (ou 50) et le cricuit de retour 42 jusqu'à la bâche 43 ; concomitamment, le piston 30 du vérin doseur 25 aspire dans la chambre 25 S (ou 25 s) du fluide hydraulique qui lui parvient de la bâche 43 à travers le circuit de retour 42, la dérivation 50 (ou 45), les clapets anti-retour 51, 52 (ou 46, 47) et la canalisation 35 (ou 34). Le dispositif, objet de l'invention, est applicable à la conservation de l'assiette d'un outil de manutentation quelconque - tel qu'un godet, une fourche palettiseuse, une flèchette de grue... porté par un engin élévateur et, plus spécialement, par le bras de la pelleteuse-chargeuse décrite dans le brevet français 1.316.493. REVENDICATIONS 1. - Dispositif automatique de conservation de l'assiette d'un outil de manutention - tel qu'un godet, une fourche palettiseuse, une flèchette de grue... monté pivotant en bout d'un bras porteur et élévateur relié au châssis d'un véhicule par un mécanisme en forme de quadrilatère déformable comprenant ce bras et ce châssis ainsi qu'une bielle supérieure longue et une bielle inférieure courte articulées sur ledit bras autour d'axes dont la distance est plus courte que celle des axes autour desquels les dites bielles sont articulées sur ledit châssis, un vérin de relevage manoeuvrant le bras relativement au châssis et un vérin de basculement l'outil relativement à ce bras, ce dispositif étant caractérisé :: - en ce qu'un vérin doseur est interposé entre deux quelconques des éléments constituant le quadrilatère déformable, - et en ce que les chambres du vérin doseur sont, dans la position neutre du distributeur de fluide, montées en circuit fermé avec les chambres conjuguées du vérin de basculement. 2. - Dispositif selon la revendication 1; caractérisé en ce que les éléments coulissant su vérin doseur sont articulés sur le châssis et la bielle inférieure courte. 3. - Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé - en ce que le circuit commun aux chambres de petite section du vérin de basculement et du vérin doseur est relié au circuit de retour par l'intermédiaire d'un clapet de sécurité s'ouvrant vers la bâche et shunté par au moins un clapet anti-retour s'ouvrant vers les vérins, - et en ce que, de - même , le circuit commun aux chambres de grande section desdits vérins est relié au circuit de retour par l'intermédiaire d'un autre clapet de sécurité s'ouvrant vers la bâche et shunté par au moins un clapet anti-retour s'ouvrant vers ces vérins.