Brevet FR2521968A1 — publié le 19830826

La présente invention concerne un appareil à actionnement fluidique pour la manutention de charges, appa- reil qui est capable de porter et d'équilibrer automatique- ment des charges de poids variable. Des treuils à actionnement fluidique, comportant, pour faire varier la pression, diverses commandes manuelles manipulées par un opérateur, sont d Ificrits dans un certain nombre de brevets appartenant à la Demanderesse, parmi les- quels on peut citer les brevets US-A-3 260 508, UJS-A-3 325 148, US-A-3 384 350 et US-A-3 428 298 Les commandes de ces treuils augmentent ou diminuent la pression de fluide ache- miné vers les treuils pour soulever ou abaisser les charges. Certaines des commandes peuvent aussi réguler la pression des treuils pour équilibrer une charge particulière Cepen- dant, les pressions ne peuvent être réglées que pour un seul ou pour un petit nombre de charges d'un poids prédéter- miné et elles ne peuvent fonctionner avec des charges d'un autre poids que si les opérateurs effectuent des ajuste- ments spéciaux à l'aide de régulateurs L'appareil de ma- nutention des charges selon la présente invention permet aux treuils à actionnement fluidique d'équilibrer des charges de poids variable,se situant dans une large gamme de valeurs, -sans nécessiter qu'un opérateur effectue un ajustement quelconque. L'appareil à actionnement fluidique pour la manu- tention de charges comprend un treuil à actionnement fluidi- que, un régulateur commandé par un fluide pilote qui ali- mente le treuil en fluide et un régulateur de fluide pilote sensible à la charge, pour commander, en réponse au poids de la charge portée et manipulée, l'acheminement du fluide pilote au régulateur commandé par ce fluide pilote Le treuil à actionnement fluidique peut comprendre une enveloppe for- mant une c hambre de pression le long d'un piston mobile dans cette enveloppe Un tambour, sur lequel un câble est enroulé, est supporté par un mécanisme classique de trans- formation de mouvements rectilignes/circulaires, voisin du piston Lorsque le piston se déplace en un trajet rectili- gne dans l'enveloppe, le tambour tourne pour lever ou abais- ser un élément flexible allongé ou câble ainsi porté, afin de lever ou d'abaisser une charge Cependant, on peut utiliser d'autres treuils à actionnement fluidique, comme ceux cormpor- tant un cylindre dans lequel se déplace un piston et d'o sort vers l'extérieur un élément allongé ou tige de piston. Le régulateur commandé par le fluide pilote, com- mande la pression de fluide alimentant la chambre du treuil, cette pression étant elle-même commandée par la pression du fluide pilote alimentant le régulateur La pression du fluide pilote est commandée par un régulateur de fluide pilote sensible au poids de la charge Le régulateur de fluide pi- lote est porté par un organe de transport de charge, relié à l'élément allongé du treuil et aussi à la charge L'organe de transport de charge comprend deux éléments qui se dépla- cent pour se rapprocher et s'éloigner l'un de l'autre selon le poids de la charge, le régulateur de fluide pilote étant porté par l'un des éléments et pouvant venir au contact de l'autre pour faire varier la pression du fluide pilote selon le poids porté et manutentionné par l'appareil Le treuil à actionnement fluidique équilibre ainsi automati- quement la charge particulière manutentionnée alors sans nécessiter aucun ajustement de la part d'un opérateur. L'appareil à actionnement flỉdique pour la manu- tention de charges comporte aussi, de préférence, un frein à actionnement fluidique qui empêche une élévation ou un abaissement de l'élément allongé reliant la charge au treuil lorsque la charge n'est pas manipulée par l'opérateur et lorsqu'une charge différente doit être manutentionnée par l'appareil L'opérateur commande manuellement ce frein ainsi qu'une valve de distributeur servant à relier le régu- lateur de fluide pilote au régulateur commandé par le fluide pilote. L'invention vise donc à proposer un appareil perfectionné à actionnement fluidique pour la manutention de charges: appareil destiné à équilibrer automatiquement des charges de poids variable; appareil destiné à la manutention de charges de poids variable et comportant un frein à commande manuelle et à actionnement fluidique; et appareil comportant un régulateur de fluide pilote, sensible à la charge et qui fait varier la pres- sion du fluide pilote selon le poids de la charge portée par l'appareil. De nombreux autres buts et avantages de l'in- vention ressortiront de la description détaillée suivante d'une forme préférée de réalisation, présentée à titre illustratif et nullement limitatif en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique, en perspecti- ve, de l'appareil à actionnement fluidique pour la manuten- tion de charges, selon l'invention; la figure 2 est un schéma synoptique montrant les composants présentés sur la figure 1; la figure 3 est une coupe verticale, à plus gran- de échelle, un peu schématique, d'un organe de transport de charges et d'un régulateur de fluide pilote de l'appareil des figures 1 et 2 la figure 4 est une coupe transversale le long de la ligne 4-4 de la figure 3; et la figure 5 est une élévation latérale schémati- que, montrant certaines pièces en coupe, d'une partie d'un treuil et d'un frein représentés sur les figures 1 et-2. Sur la figure 1, un appareil de manutention de charge, selon l'invention, est indiqué en 10 et il comporte fondamentalement un treuil 12 à actionnement fluidique, d'o part vers le bas un élément allongé 14 de liaison avec un organe 16 de transport de charge, un régulateur 18 commandé par du fluide pilote, et un régulateur 20 de fluide pilote, sensible à la charge et répondant à la va- leur de celle-ci (figures 2 et 3) Le régulateur 18, comman- dé par le fluide pilote ou de base, alimente en flu ide le treuil, et le régulateur 20 de fluide pilote, sensible à la charge, est porté par l'organe 16 'et alimente en fluide pilote le régulateur commandé, par ce fluide pilote La pres- sion du fluide pilote varie selon le poids d'une charge 22, cette pression augmentant si la charge est plus lourde et diminuant si la charge est plus légère Le régulateur 18 fait donc varier la pression du fluide alimentant le treuil. Le treuil 12 comprend une enveloppe 24 suspendue par un chariot 26 à un rail aérien 28 L'enveloppe 24 forme une chambre 30 dont une extrémité est obturée par un piston 32 Un tambour 34, sur lequel un câble s'enroule, est situé près du piston 32 et est supporté à rotation sur un mécanis- me (non représenté) classique de transformation de mouve- ments rectilignes/circulaires Ce support provoque la rota- tion du tambour 34 lorsque le piston 32 effectue un dépla- cement longitudinal dans l'enveloppe 24 Lorsque le piston se déplace vers l'extrémité du treuil opposée à la chambre, le tambour 34 tourne de façon à lever l'élément allongé 14, l'organe 16 et la charge 22 Cela se produit lorsque la pression régnant dans la chambre 30 est supérieure à une valeur particulière A l'inverse, lorsque la pression régnant dans la chambre 30 est inférieure à une valeur particulière, le poids de la charge 22 agissant sur l'élément allongé 14 provoque la rotation du tambour 34 de façon à abaisser l'élément 14 et à déplacer le piston 32 vers l'extrémité du treuil correspondant à la chambre, ce qui diminue le volume de cette chambre. Lorsque la pression régnant dans la chambre 30 est ajustée à une valeur particulière afin d'équilibrer le poids de la charge 22, un opérateur peut manipuler la charge pour la faire monter et descendre comme si cette charge n'avait pratiquement pas de poids, le mouvement de la charge dépendant également du frottement des composants du treuil. Si l'on préfère le type spécifique de treuil indiqué en 12, il est possible également d'utiliser un engin de levage du type à vérin comprenant un cylindre alimenté en un fluide, un piston auquel est fixé un élément allongé ou tige qui s'étend vers le bas,à l'extérieur du cylindre et est destiné à être re- lié à une charge Le déplacement du piston peut être comman- dé par voie hydraulique ou pneumatique mais il sera spécifi- quement décrit ci-après dans le cas de l'utilisation de l'air comme fluide de commande. Le régulateur 18 commandé par du fluide pilote ou de base et désigné ciaprès comme étant un régulateur commandé par de l'air pilote, commande la pression du flui- de, dans ce cas, de l'air, alimentant la chambre 30 du treuil Le régulateur 18 peut être du type représenté dans le brevet US-A-3 457 837 Plus particulièrement, le régula- teur 18 correspond au régulateur 74 du brevet cité, bien qu'on puisse utiliser d'autres types de r Un 1 ileeuîrs (me soupape pneumatique 36 de non-retour correspond à la sou- pape pneumatique 76 de non-retour du brevet cité, la sou- pape de non-retour 36 se fermantautomatiquement cin cas de défaillance de l'alimentation en air, pour empêcher l'air de sortir de la chambre 30, car cela provoquerait alors la chute soudaine de la charge 22 Le régulateur 20 d'air pilote remplace le régulateur 78 d'air pilote du brevet précité. Le régulateur 20 alimente en air pilote, par les conduits 38 et 40, le régulateur 18 commandé par cet air pilote Les régulateurs 18 et 20 reçoivent à leur tour du fluide, ou de l'air, par un conduit 42 en provenance d'une source 44 Le régulateur 20 comporte un plongeur 46 (figure 3) chargé par un ressort Ce plongeur fait saillie du régulateur et commande la pression à la sortie de ce régulateur Lorsque le plongeur 46 pénètre davantage dans le régulateur, la pression à la sortie du régulateur augmente dans le conduit 38, et inversement De même, lorsque le ré- gulateur 18 reçoit une plus forte pression d'air pilote, ce régulateur alimente la chambre 30 du treuil en de l'air à plus forte pression, et inversement Le régulateur 20 d'air pilote est disponible dans le commerce et il peut être obtenu, par exemple, à titre de modèle 70 BR à la Divi- sion des Produits Industriels de Fairchild, Winston-Salem, Caroline du nord (Etats-Unis d'Amérique). Un distributeur à actionnement fluidique, à deux positions, est interposé entre les conduits 30 et 40 Lors- que le distributeur est dans la position représentée de fermeture ou de non-actionnement, le régulateur 20 d'air pilote est coupé du régulateur 1 B commandé par l'air pilote et l'air pilote est alors emprisonné dans le régulateur 18. 252 1 96 Lorsque le diatributeur 48 se trouve dans son autre position', le régulateur 20 communique avec le régulateur 18, qui peut l'alimenter en air pilote plus fortement comprimé ou qui peut en extraire de l'air pilote. En se référant plus particulièrement à la figure , on voit qu'un frein 50, à actionnement fluidique, peut servir b empêcher le tambour 34 de tourner afin de maintenir en une position fixe l'élément allongé 14 Le frein 50 comporte un cylindre 52 dans lequel peut se déplacer un piston 54 prolongé d'une tige 56 qui fait saillie à l'exté- rieur du cylindre La tige 56 se termine par une semelle 58 de frein sur'laquelle est fixé un sabot 60 Celui-ci pré- sente une face incurvée qui, à travers une ouverture 62 de l'enveloppe 24, vient au contact de la périphérie du tambour 34 Le sabot 60 peut aussi venir au contact de la face extérieure extrême de l'élément allongé 14, en fonction de la mesure dans laquelle l'élément 14 est enfoncé dans une gorge hélicoïdale du tambour 34 Le frein 50 est fixé à l'enveloppe 12 par des supports appropriés indiqués en 64. Du fluide, et en particulier de l'air, est envoyé par un conduit 66 à l'extrémité du frein 50 correspondant à la tige et par un conduit 68 à l'extrémité borgne du cylindre 52 L'air fourni par le conduit 66 provient d,'un distributeur à quatre voies, d'un conduit 72 et de la source 44 d'air. Cette alimentation en air est réalisée lorsque le distribu- teur 70 se trouve en une position à droite lorsqu'un bouton 74 à manoeuvre manuelle est pressé Lorsque, comme représenté sur la figure 2, le distributeur 70 n'est pas actionné, de l'air alimente l'extrémité borgne du cylindre en emprun- tant un conduit 76, une valve 78 de commande de débit et le conduit 68 Le piston 54 est alors allongé, ce qui provo- que la venue du sabot 60 de frein au contact du tambour 34 du treuil Lorsque l'air est acheminé par le conduit 76, il traverse, sans rencontrer d'étranglementt un clapet 80 de non-retour de la valve 78 avec de l'air provenant de l'extrémité du cylindre, correspondant à la tige et emprun- tant le conduit 66, vers un orifice de-sortie du distribu- teur 70 Lorsque de l'air est acheminé par le conduit 66 252196 o vers l'extrémité du cylindre correspondant à la tige, de l'air sort de l'extrémité borgne en empruntant un étrangle- ment réglable 82 de commande de débit de la valve 78, de sorte que l'air est extrait plus lentement Cela empêche une libération prématurée du frein pour garantir que le distribu- teur 48 va bien fonctionner avant la libération du tambour 34. Lorsque le bouton 74 du distributeur 70 n'est pas poussé, de l'air est acheminé par un conduit 84 au distri- buteur 48 à actionnement pneumatique pour déplacer ce distri- buteur vers la position d'actionnement et relier le régula- teur 20 au régulateur 18 Le régulateur 18 alimente alors la chambre 30 en de l'air dont la pression est déterminée par la pression de l'air pilote Le tambour 34 provoque donc le levage de l'élément allongé 14 et de la charge 22 ou leur permet de se déplacer vers le bas selon cette pression de l'air, lorsque le frein est relâché Quand le bouton 74 est pressé, de l'air sort du distributeur 48, emprunte l'orifice de sortie du distributeur 70 et le conduit 84, et le distri- buteur 48 revient à sa position de non actionnement à gauche. L'organe 16 comprend fondamentalement (figures 3 et 4) un premier élément 86 de liaison avec la charge et un second élément 88 de liaison avec le câble L'élément 86 comporte un organe convenable 90 de liaison fixé à une partie inférieure d'une enveloppe tubulaire 92 et destiné à recevoir un crochet de support et de soulèvement de charge L'envelop- pe comporte également à son extrémité inférieure une ouverture 94 d'accès et à son extrémité supérieure une ouverture 96 destinée à recevoir le câble ainsi que les conduits 38 et 42. Une cloison 98 de séparation est fixée en travers d'une partie intermédiaire de l'enveloppe 92 et comporte une ouver- ture centrale 100 pour loger le corps du régulateur 20 d'air pilote et deux manchons 102 diamétralement opposés Le ré- gulateur 20 est retenu au sein de l'ouverture 100 de la cloi- son 98 de séparation par une plaque supérieure 104 de montage fixée par des éléments de fixation 106 convenables au sommet de la cloison 98. L'élément 88 de liaison avec le câble comporte des tiges 108 qui coulissent dans les manchons 102 et sont reliées 252196 o à des plaques supérieure 110 et inférieure 112 Pour la clarté de l'illustration, on montre deux des tiges 108 et des manchons 102, mais l'on préfère, pour obtenir une plus grande stabilité, que l'organe 16 comporte trois tiges et trois manchons La plaque supérieure 110 présente un organe 114 de liaison convenable reçu dans une boucle de l'extrémi Lé inférieure du câble 14 La plaque inférieure 112 comporte, fixé de manière appropriée en son centre, un bloc de montage 116 dans lé taraudage duquel est vissée une vis 118 de ré- glage qui traverse ce bloc 116 La vis 118 présente une extrémité inférieure 120 fendue, permettant de faire tourner la vis 118 dans le bloc à l'aide d'un outil inséré par l'ou- verture 94 d'accès Une vis transversale d'arrêt 122 vient au contact de la partie latérale de la vis 118 et peut être 1 desserrée pour permettre d'ajuster la vis 118, puis serrée pour maintenir en position cette vis 118 La vis 122 est accessible par une encoche (non représentée) de la paroi latérale de l'enveloppe 92 L'extrémité supérieure de la vis 118 de réglage vient au contact du plongeur 46 du régulateur 20 et ajuste le débit de sortie du régulateur, lorsqu'on fait tourner la vis Quand la vis est ajustée de façon appro-i priée pour une installation particulière, il est rarement nécessaire d'effectuer un ajustement supplémentaire. Un grand ressort 124 de compression s'appuie sur la face inférieure de la cloison 98 autour du régulateur et aussi sur la surface supérieure de la plaque inférieure 112 autour du bloc taraudé 116 de montage Ce ressort 124 tend à écarter les éléments 86 et 88 l'un de l'autre alors que la charge 22 reliée à l'organe 90 de liaison tend à rap- procher les éléments 86 et 88 l'un de l'autre, de sorte que la vis 118 de réglage enfonce plus complètement le plongeur 46 du régulateur et augmente ainsi la pression de l'air pilote sortant du régulateur. Lorsque l'appareil 10 fonctionne, que la charge 22 est reliée à l'élément 86 et que le distributeur 70 à quatre voies se trouve dans la position de non -actionne nient représentée sur la figure 2, le frein 50 est serré et le -distributeur 48 est actionné vers la position de droite pour 252196 b faire communiquer les régulateurs 18 et 20 La charge 22 étant suspendue, la pression de l'air pilote provenant du régula- teur 20 est transmise par le régulateur 18 à une valeur telle que la pression provenant du régulateur 18 pour alimenter la chambre 30 suffise à équilibrer automatiquement la charge 22 suspendue Lorsque l'opérateur presse le bouton 74, le distributeur 70 se déplace vers sa position de droite, ce qui provoque l'acheminement de l'air vers l'extrémité du cylindre 52 du frein correspondant à la tige de piston et la sortie de cet air de l'extrémité borgne, par l'étrangle- ment 82 de commande de débit, vers l'orifice de sortie du distributeur 70 Au moment du desserrage du frein, le distri- buteur 48 est revenu à sa position de gauche, représentée sur la figure 2 et l'air extrait emprunte le conduit 84 pour parvenir à l'orifice de sortie du distributeur 70 Le dis- tributeur 48, qui est maintenant fermé, emprisonne donc l'air pilote dans le régulateur 18 L'opérateur peut alors déplacer facilement la charge 22 dans son état équilibré. Le distributeur 70 peut comporter un cran d'encliquetage ou un type de levier tel que le distributeur reste dans sa position à droite, telle que déterminée par le fait que le bouton 74 a été poussé, jusqu'à libération manuelle du distributeur Ainsi, l'opérateur n'est pas obligé de mainte- nir le bouton 74 enfoncé pendant qu'il manipule la charge 22. Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'inven- tion, de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil de manutention de charges, décrit et représenté. 252196 k REVENDICATIONS 1 Appareil de manutention de charges, cet appareil ( 10) étant caractérisé en ce qu'il comprend un treuil ( 12) à actionnement fluidique, comportant une chambre ( 30) et un piston ( 32), un élément allongé ( 14) déplacé par le piston ( 32), qui fait saillie vers le bas du treuil ( 12) pour déplacer une charge ( 22) dans un sens quand la pression de fluide appliquée à la chambre ( 30) excède une valeur particulière et pour déplacer la charge ( 22) dans un autre sens lorsque la pression appliquée à la chambre ( 30) est inférieure à une valeur particulière; un régula- teur ( 18), commandé par du fluide pilote et destiné à appli- quer une pression de fluide à la chambre ( 30) en réponse à la pression du fluide pilote appliquée à ce régulateur ( 18), et un régulateur ( 20) sensible à la charge, destiné à alimenter en fluide pilote le régulateur ( 18) pour acrroître la pression du fluide pilote acheminé vers le régulateur ( 18) lorsque la charge est plus lourde et pour diminuer la pression du fluide pilote acheminé vers le régulateur ( 18) lorsque la charge est plus légère. 2 Appareil de manutention de charge selon la revendication 1, caractérisé en ce que le régulateur ( 20) de fluide pilote est porté par un organe ( 16), porté par l'élément allongé ( 14) et destiné à transporter une charge ( 22). 3 Appareil de manutention de charge selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe ( 16) com- prend un élément ( 88) relié à l'élément allongé ( 14), un élément ( 86) destiné à porter la charge et un dispositif interposable entre les éléments ( 88) et ( 86) pour pousser l'élément ( 86) vers-le haut, le régulateur ( 20) sensible à la charge étant porté par l'un de ces éléments ( 88, 86) et pouvant venir au contact de l'autre de ces éléments ( 86, 88). 4 Appareil de manutention de charge selon la revendication 3, caractérisé en ce que le régulateur ( 20) augmente la pression du fluide pilote acheminé vers le régu- lateur ( 18) lorsque les éléments ( 86, 88) se déplacent 252 196 ô il pour se rapprocher l'un de l'autre, et en ce que le régula-' teur ( 20) diminue la pression du fluide pilote alimentant le régulateur ( 18) lorsque les éléments ( 86, 88) s'éloignent l'un de l'autre. 5 Appareil de manutention de charge selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, interposé entre les régulateurs ( 18) et ( 20), un distributeur ( 48) à deux positions et qui, dans une première position, met en communication les régulateurs ( 18, 20) et, dans une seconde position, emprisonne le fluide pilote dans le régula- teur ( 18). 6 Appareil de manutention de charge selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un frein ( 50) à actionnement fluidique, qui, dans une position, empêche le mouvement de l'élément allongé ( 14) et, dans une autre position, autorise le mouvement de cet élément allongé ( 14). 7 Appareil de manutention de charge selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un distri- buteur ( 70) à commande manuelle ( 74) pour faire fonctionner le frein ( 50). 8 Appareil de manutention de charge selon la revendication 7, caractérisé en ce que, entre les régula- teurs ( 18) et ( 20) est interposé un distributeur ( 48) qui, dans une première position, permet la communication entre les régulateurs ( 18, 20) et, dans une seconde position, emprisonne du fluide pilote dans le régulateur ( 18), ce distributeur ( 48) étant manoeuvré par le distributeur ( 10) à commande manuelle ( 74) et ce distributeur ( 48) étant dans sa première position lorsque le frein ( 50) empêche le mouve- ment de l'élément al-longé ( 14). 9 Appareil de manutention de charge selon la revendication 1, caractérisé en ce que le treuil ( 12) com- porte une enveloppe ( 24) délimitant avec le piston ( 32) la chambre ( 30) et logeant un tambour ( 34), qui porte l'élé- ment allongé ( 14) et peut être mis en rotation par le pis- ton ( 32) lorsque celui-ci se déplace dans l'enveloppe ( 24) sous l'effet de la pression du fluide se trouvant dans la chambre ( 30).