Brevet FR2546498A1 — publié le 19841130

Pour lever ou tirer des charges il existe de nombreux moyens et notamment un dispositif bien connu, que l'on trouve sur les treuils, les crics en vérin et bien d'autres appareils à déplacement d'éléments par crémaillère poulie, tambour, chaîne etc'..., comprenant une roue à rochet qui est actionnée par un cliquet d'entraînement monté de manière articulée sur une manivelle pour assurer un mouvement rotatif continuO ASin de développer davantage de force, un levier de commande relativement long est utilisé.Dans ce cas, le mouvement rotatif de la roue à rochet est assuré par un cliquet d'entraînement e9 montage articulé sur le levier de commande alors qu'un second cliquet, statique celui-là, permet la retenue de la roue à rochet pour sa reprise alternative, en assurant ainsi l'entraînement d'un tambour ou d'une poulie, s'il s'agit d'un treuil, d'un engrenage coopérant avec une crémaillère dans le cas d'un cric, QU encore d'un pignon eut rainant une chaîne d'élévateur dans le cas d'un appareil pour lever ou déplacer une charge. L'action d'entraînement en charge de la roue à rochet pour l'opération de levage ne présente aucun inconvénient particulier et l'utilisation est faciles Par contre le retour en sens inverse et en charge présente e des difficultés susceptibles, à la suite d'une fausse manoeuvre d'engendrer un accident. Ces difficultés proviennent de l'utilisation d'un dispositif assez complexe agissant sur des ressorts qui inversent alternativement les cliquets pour laisser repartir en charge la roue à rochet ce qui nécessite des manoeuvres peu pratiques du levier de commande.Dans le cas d'une manivelle la roue à rochet, pour assurer le retour en charge, se trouve totalement libérée si bien que l'effort â fournir par l'utilisateur, pour la retenue de la charge, est aussi important que pour l'élévation car la charge se trouve sur la manivelle, comme sur le levier, mais sans limitation de course ce qui présente un risque certain d'accident car il est arrivé que la manivelle s'échappe de la main de l'utilisateur en provoquant alors la chute brutale de la charge et le choc de la manivelle sur la main de l'utilisateur. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients exposés ci-dessus, en supprimant les risques d'a.cidenti en apportant une grande facilité d'utilisation et une sécurité absolue lors du mouvement de retour en charge par la suppression de tout effet de la charge sur la manivelle ou le levier de commande avec en plus 1' adjonc- -tion d'un limiteur de couple à pression tarée lors de l'action de levage dynamique de la roue motrice à rochet et la réalisation) dans sa fonction de retenue de la charge, d'un freinage permanent9 progressif, sans effort et d'une grande douceurs Selon une forme d'exécution non limitative, le dispositif selon l'invention est contenu dans deux pièces en forme d'étriers et jouant le roule de chapes, l'une des chapes étant statique et comportant en montage oscillant un cliquet statique contraint par ressort et assurant la retenue de la roue motrice a rochet, alors que l'autre chape est mobile pour entralner en rotation la roue motrice à rochet et comprend un systdme de deux cliquets avec inverseur permettant de coopérer alternativement soit avec la roue motrice à rochet assurant le levage, soit avec une autre roue à rochet qui assure le retour en charge et le freinage permanent engendré par l'effet de la charge. Le dispositif selon l'invention se compose de deux disques statiques de forme déterminée, rendus solidaires en rotation d'un arbre qui traverse de part en part les deux chapes en assurant ainsi le montage articulé de la chape dynamique sur la chape statique, et sur lequel est monté en rotation libre le dispositif autoserreur. Cet arbre porte à une extrémité un pignon, un engrenage ou une poulie et il présente, à son autre extrémité, un filetage pour recevoir un ou deux écrous destinés à assurer, par un réglage déterminé, le tarage en charge de la roue motrice à rochet pour en limiter le couple d'entraînement.Dans ce nouveau dispositif d'entraînement avec retour en freinage, la roue motrice à rochet est montée en rotation totalement libre sur l'arbre et n'est utilisée que dans un seul sens de rotation qui est celui du levage de la charge0 L'élément qui assure l'effet d'autoserrage, objet de la présente invention, se compose d'un ou de deux disques en acier ou en une autre matière très dure, comprenant des fractions de rampe hélicoldale à course déterminée, en nombre variable suivant la nécessité du serrage. Les rampes hélicoïdales des deux disques sont positionnées face a' -face et sont isolées entre elles par des billes ou rouleaux logés dans une cage centrale.Les deux disques autoserreurs, qui coopèrent par friction avec la roue motric-e à rochet, viennent se monter entre les deux disques statiques et en rotation totalement libre sur l'arbre d'assemblage pour coopérer également par friction avec les deux disques statiques qui sont solidaires.en rotation de l'arbre. Les éléments de l'ensemble constitué par les disques statiques, la roue motrice à rochet et les disques autoserreurs sont bien entendu isolés entre eux par des disques en matériau antifriction qui permettent l'entraînement de l'arbre avec un serrage efficace de la roue motrice à rochet résultant du chevauchement des rampes hélicoïdales sous l'effet de la charge et lorsqu'on actionne le levier de commande pour assurer ltéldvation. Le disque autoserreur disposé du côté de la roue motrice à rochet comprend sur sa circonférence une seconde roue à rochet qui permet, sous l'action du second cliquet combiné avec le cliquet d'entraînement, le retour en charge par annulation relative et progressive de l'effet d'autoserrage. Pour cette annulation de l'effet d'autoserrage qui s'effectue en accompagnant la charge avec la rotation du pignon et de l'arbre en desserrage, il suffit d'animer sans effort le levier de commande en sens inverse au levage pour agir par le deuxième cliquet sur la deuxième roue à rochet ce qui a pour effet de provoquer le chevauchement proportionnel des rampes hélicoïdales en sens inverseaulevageetd'obtenir gt9i un effet de desserrage absolument progressif à la vitesse désirée et en toute sécurité grâce à l'effet constant d'autoserrage du dispositif dû à l'entraînement par la charge appliquée en couple sur le pignon ce qui engendre le chevauchement automatique des rampes hélicoïdales en opposition permanente à la descente et permet d'obtenir avec ce nouveau dispositif, et en action automatique, un desserrage du freinage en permanence à la limite de l'absolu pour aboutir au blocage automatique du dispositif et permettre ainsi les reprises par le levier pour assurer la descente ou retour en charge avec une sécurité infaillible et la suppression-de tout effort sur le levier. Selon une forme de réalisation non limitative, l'invention s'applique à un chariot transpalette se présentant sous la forme d'un chåssis coulissant en forme de U et constitué par deux longerons munis chacun à une extrémité d'une roue montée dans une chape oscillant dans un plan vertical et par une traverse télescopique qui assemble les deux longerons, deux autres roues pivotantes assurant la liberté directionnelle de l'appareil. Ces deux roues pivotantes sont montées sur des supports actionnés par vérin à crémmillère et qui se trouvent situés dans le prolongement arrière de chaque longeron. L'élévation du chassies par rapport au sol s'effectue selon un système connu de levier à barres d'assemblage.La caractéristique particulière de ce nouveau chariot transpalette à géométrie variable se situe au niveau de la conception et du fonctionnement des deux vérins supportant les roues pivotantes. Ces deux vérins sont équipés, pour assurer leur déplacement synchronisé en coulissement vertical, de deux crémaillères qui sont prévues pour coopérer avec deux engrenages fixés à chaque extrémité d'un arbre télescopique, lequel est monté en rotation libre sur deux axes situés au centre des engrenages et traversant des trous prévus dans des pattes formant palier qui sont convenablement positionnées en bout de la traverse télescopique du châssis, Un pignon solidaire de l'arbre télescopique et une chaîne assurent l'entraînement en rotation de l'arbre télescopique à partir du pignon du dispositif d'entraîne- ment par autoserrage qui est actionné par le timon de traction du chariot transpalette. Pour bien faire comprendre le dispositif selon l'invention on en décrira ci-après9 à titre d'exemple sans caractère limitatif, une forme d'exécution préférée ainsi qu'une application particulière en référence au dessin schématique annexé dans lequel la figure 1 est une vue de profil d'un chariot transpalette à géomdtrie variable équipé du dispositif d'élévation selon l'invention la figure 2 est une vue en plan du chariot transpalette de la figure 19 montrant en trait pointillé une position écartée des longerons la figure 3 estf à plus grande échelle, une vue de profil en coupe partielle selon la ligne III-III de la figure 49 montrant plus particulièrement le dispositif d'élévation et de freinasse par autoserrage selon l'inven- tion s et la figure 4 est une vue en coupe prise selon la ligne IV-IV de la figure 3. Le chariot transpalette représenté aux figures 1 et 2 comprend un châssis extensible en forme de U constitué par deux longerons 1,18 comprenant chacun à une extrémité une roue 2,2' montée dans une chape 3,3' pouvant osciller dans un plan vertical. Une traverse télescopique 495, solidaire à ses extrémités des longerons 1,i0, assure l'essemblage d'écartement et de rétraction de ces deux longerons Deux roues pivotantes 6,6' sont montées sur des supports 7,7' qui sont solidaires de deux vérins verticaux 8,8' et qui sont situés, comme le montre la figure 2, dans le prolongement arrière des deux longerons 1,1i. L'élévation du ohâssis par rapport au sol, qui est montrée en pointillé à la figure 1, est assurée par deux crémaillères 9,9' qui équipent les vérins 8,8' et qui sont destinées, pour l'élévation du châssis, à coopérer avec deux engrenages 10,10 fixés, par soudure ou par tout autre moyen connu, à chaque extrémité d'un arbre télescopique transversal 11,12. L'arbre 11,12 est monté pour tourner, au moyen d'axes 13,13', dans des pattes 14,14' formant paliers positionnées à chaque extrémité de la traverse télescopique 4,5. Un timon 15, représenté à la figure 1, sert à tracter ou pousser le chariot transpaletteo L'extrémité inférieure en U du timon 159 formant une chape 16, sengage dans une chape 17 solidaire de l'élément 4 de traverse télescopique, comme représenté en particulier à la figure 4e Les ouvertures latérales 18 de la chape 16 et les ouvertures 19 de la chape 17 sont disposées en regard pour permettre le passage d'un arbre 20 permettant le montage oscillant du timon 150 . A une extrémité l'arbre 20 est solidaire d'un pignon 21 relié par une chaîne 22 à un pignon 23 solidaire de l'élément Il de l'arbre tournant. Sur l'arbre 20, entre les cotés parallèles de la chape 16, sont montés de façon à se faire face deux disques statiques 24,25 qui sont solidaires en rotation de l'arbre 20 par cla'retage. entre les disques statiques 24 et 25 sont disposés, en rotation libre sur l'arbre 20, une roue à rochet 26 isolée du disque 24 au moyen d'une rondelle 27 en matériau antifriction9 un disque autoserreur 28 présentant sur sa circonférence une seconde roue à rochet 29 et isolée de la roue à rochet 26 par une rondelle 30 en matériau antifriction, et un second disque autoserreur 31 isolé du disque statique 25 par une rondelle 32 en matériau antifriction. Il est précisé que le disque autoserreur 31 peut également etre monté rotativement solidaire du disque statique 25. Les disques autoserreurs 28 et 31 réalisés en acier présentent, sur leurs faces en regard, des fractions de rampe hélicoïdale, à course déterminée, respectivement 33 et 34, qui sont au nombre de quatre dans l'exemple d'exécution représenté mais dont le nombre doit être choisi suivant la nécessité du serrage. Les fractions de rampe hélicoïdale 33 et 34 sont orientées en sens opposés, sont positionnées face à face et sont isolées entre elles par des billes 35 logées dans une cage centrale 36. L'extrémité de arbre 20 opposée au pignon 21 présente un filetage 37 pour recevoir deux écrous 38,39 dont le serrage déterminé assure, comme on le verra plus loin, le tarage en charge de la roue à rochet motrice 26 pour en limiter le coups d'entraînement. Sur la chape fixe 17, voir la figure 3, est disposé en montage oscillant sous l'action d'un ressort 40 un cliquet statique 41 servant à la retenue de la roue à rochet motrice 26. Sur un arbre 42, parallèle à l'arbre 20 et traversant la chape mobile 16, est monté solidaire un cliquet double 43 destiné à coopérer sélectivement, lors de l'actionnement du timon 15, soit avec la roue à rochet 26 pour entraîne celle-ci en rotation dans la direction de la flèche À des figures 1 et 3s soit avec la roue à rochet 29 pour l'entraîner dans la direction de la flèche B des figures 1 et 3. Au cliquet double 43 est associé un système inverseur comprenant une pièce d'appui 44 à profil en V, solidaire d'une eSsrémité de l'arbre 42, avec laquelle coopère un téton 45 contraint par un ressort 46 pour coulisser dans une partie creuse 47 d'une manette d'inversion 48 montée pour pouvoir pivoter à la basé du timon 15. On comprend, en regardant la figure 3, que lorsque la manette d'inversion est dans sa position de repos représentée en trait plein, le téton 45 engage la partie centrale de la pièce d'appui 44 et le cliquet double 43 est en position dégagée, ne coopérant avec aucune des deux roues à rochet 26 et 29 ce qui libère le timon de toute action sur le dispositif.Si la manette 48 est basculée dans sa position de droite, représentée en trait pointillé en 48', en regardant la figure 3, la pièce d'appui 44 pivote alors dans le sens anti-horaire sous l'action du téton 45 et l'élément 49 du cliquet double 43 vient engager la denture de la roue à rochet 26. Inversement, lorsque la manette 48 eat manoeuvrée en sens opposé jusqu'à sa position 43", elle entraîne un pivotement de la pièce 44 qui amène llextrémité-50 du cliquet double 43 en engagement avec la denture de la roue à rochet 29. On expliquera maintenant le fonctionnement du dispositif d'élévation. Pour assurer l'élévation de la charge, l'utilisateur dispose la manette 48 dans la position 43' de la figure 3, de façon que l'élément 49 du cliquet double 43 engage la denture de la roue à rochet 26, puis il actionne le timon 15 ce qui a pour effet d'entraîner en rotation la roue à rochet 26 dans le sens de la flèche A. Cette rotation de la. roue à rochet 26 provoque une rotation du disque autoserreur 28 par rapport à l'autre disque autoserreur 31 et donc un chevauchement des rampes hélicoïdales 33934 de ces disques qui, par l'expansion due aux billes 359 assure le serrage de l'ensemble contre les disques statiques 24,25 solidaires en rotation de l'arbre 20.A ce moment, l'entraînement de la roue à rochet 26 dans le sens de la flèche A assure donc la rotation de l'arbre 20 contre l'action de la charge et le levage de cette charge par l'intermédiaire du pignon 21, de la chaîne 22, de l'arbre 11,12 et des vérins 8. Comme explique plus haut 9 le serrage des écrous 38 et 39 sur l'arbre 20 est réglé de façon à limiter le couple d'entraînement de la roue à rochet 26 et si, en fin de course des rampes hélicoïdales, ce couple dépasse une valeur déterminée c' est-à-dire si la résistance à la rotation de 1' arbre -0 sous 12 action de la charge dépasse une certaine valeur, la roue à rochet 26 actionnée par le timon 15 tourne alors librement sur 1' arbre 20 sans entraîner celui-ci. Pour commander la descente en charge, l'utilisateur inverse la manette 48 en la faisant passer dans la position 48" de la figure 3, l'élément 50 du cliquet double 43 venant alors engager la denture de la roue à rochet 29, orientée en sens inverse de celle de la roue à rochet 26, et l'actionnement du timon 15 commandant alors la rotation de cette roue à rochet 29 dans la direction de la flèche 3o Cette rotation de la roue à rochet 29 et du disque 28 qui lui est solidaire entraîne un chevauchement des rampes hélicoïdales 33,34 dans le sens opposé au serrage permettant la rotation de l'arbre 20 dans le sens du retour jusqu a ce que la position d'autoserrage entre les disques 28 et 31 soit à nouveau atteinte, ce qui permet ainsi un freinage automatique, très progressif et sans effort On comprendra que la description cidessus n'a été donnée qu'à simple titre d'exemple sans caractère limita tiSS et que des adjonctions ou des modifications cons truc- tives pourraient y eAtre apportées sans sortir du cadre de l'invention définie par les revendications qui suivent.En particulier, les éléments d'entraînement et freinage du dispositif selon l'invention décrits sous la forme de roues à rochet, pourraient hêtre remplacés par des disques ou tambours lisses qui se trouveraient dans ce cas entraînés ou arrêtés par des dispositifs autoserreurs connus dont l'action peut Astre circonférentielle ou latérale0 Il est également prvu que le disque autoserreur peut être constitue par le seul disque 28 à rampes hélicoïdales qui se trouve dans ce cas en contact direct avec le disque statique 25 mais bien entendu isolé par les billes pour son déplacement rotatif qui assure l'action d'autoserrage en coopération fonctionnelle directe avec le disque statique 25. Afin de libérer le dispositif autoserreur de toute contrainte d'entraînement et d'arrêt pour assurer sa rotation totalement libre dans les deux chapes 16 et 17, il est prévu un système de dégagement du cliquet statique 41 qui annule la permanence de son action sur la roue à rochet motrice 26. il est évident que le dispositif autoserreur contenu dans la chape 16 peut parfaitement être adapté directement sur l'arbre coulissant 11s12 en vue de faciliter certaines formes de réalisation ne nécessitant pas d'organe démultiplicateur de force tels que les pignons 21,23 et la chaîne 22. R E V E N D I C A T I O N. le Dispositif d'élévation de charge à reto-ur en charge colltrôlé9 caractérisé en ce qu'il comprend un arbre tournant (20) relié à la charge, deux disques statiques (24,25) montés sur l'arbre (20) et solidaires en rotation de celui-ci et montés en rotation libre sur l'arbre (20) entre les deux disques statiques (24,25) un premier élément d'entraînement à rotation dans un seul sens (26) destiné à commander la rotation de l'arbre (20) pour l'élévation de la charge, un second élément d1entraînement (29) à rotation dans un seul sens, opposé au premier élément d'entraînement (26) et destiné à commander la rotation de l'arbre (23) dans le sens du retour en charge, et au moins un disque autoserreur (28) solidaire du second élément d'entrainement (29) et présentant sur sa face en regard de l'un (25) des disques statiques des éléments de rampe hélicoïdale (33) de course déterminée destinés à accueillir des éléments d'écartement (35) à section trans- versas circulaire logés dans une cage (36)g de sorte que l'actionnement en rotation du premier élément d'entraîne- ment (26), assurant un déplacement dans le même sens du disque autoserreur (28), provoque le serrage de l'ensemble sur les disques statiques (24925) et l'entraînement de l'arbre (20) pour le levage de la charge, alors que l'actionnement de l'autre élément d'entraînement (29) dans le sens inverse au levage9 par déplacement dans le même sens du disque autoser:reu:r (28) pour supprimer relativement l'effort d'autoserrage qui assure le retour en charge avec un freinage progressif et sans effort. 2. Dispositif d'élévation de charge selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments (26,29) d'entrat- nement en rotation de l'arbre (20) sont constitués par des roues à rochet. 3. Dispositif d'élévation selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que aes rondelles (27,30) en matériau antifriction sont disposées entre l'un (24) des disques statiques et le premier élément d'entraîne- ment (26), et entre le premier (26) et second (29) éléments d'entraînement. 4. Dispositif d'élévation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, du côté opposé à la cage (36) par rapport au disque autoserreur (28),est disposé également en rotation libre sur l'arbre (20) un second disque autoserreur (31) présentant des éléments de rampe hélicoïdale (34) disposés en regard et en sens inverse des éléments de rampe hélicoïdale (33) du premier disque autoserreur (28), une rondelle (32) en matériau antifriction étant disposée entre ledit second disque autoserreur (31) et le disque statique (25). 5. Dispositif d'élévation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les disques statiques sont montés coulissants sur l'arbre (20), alors que cet arbre présente à une extrémité un filetage (37) pour recevoir des écrous (38,39) qui permettent de régler le serrage des disques statiques (24,25) en permettant de limiter le couple d'entraînement lors du levage. 6. Dispositif d'élévation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les élements d'écartement (35) sont constitués par des billes ou des rouleaux. 7. Dispositif d'élévation selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que la commande d'élévation et de retour en charge est constituée par un timon (15) à mouvement oscillant, ledit timon (15) étant équipé d'un cliquet double (43) avec dispositif inverseur permettant d'entraîner sélectivement soit la première roue à rochet (26) pour le levage de la charge, soit la seconde roue à rochet (29) pour le retour en charge. 8. Dispositif d'élévation selon la revendication 7, caractérisé en ce que le cliquet double (43) est articulé sur un axe (42) et est relié rigidement à une pièce d'appui en V (44) coopérant avec un téton (45) contraint par un ressort (46) pour coulisser dans une partie de guidage (47) d'une manette d'inversion articulée (48), la disposition de ladite manette dans une position extrême (48') entraînant le pivotement dans un sens de la pièce d'appui (44) pour provoquer l'engagement d'un élément (49) du cliquet double (43) dans la denture de la première roue à rochet (26, alors que la disposition de cette manette (48) dans son autre position extrême (48") entrain le pivotement en sens opposé de la pièce d'appui (44) et l'engagement de l'autre élément (50) du cliquet double (43) dans la denture de l'autre roue à rochet (29). 9. Chariot transpalette équipé du dispositif d'élévation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend un châssis constitué par dés longerons (1,1') terminés à une extrémité par une roue (2,2') montée dans une chape (3,3') pouvant osciller verticalement et par une traverse (4,5) reliant lesdits longerons (1,1'), et des roues pivotantes (6,6') montées sur des supports (7,7') disposes dans le prolongement des longerons (1,1') et solidaires de vérins verticaux (8,8') comprenant chacun une crémaillère (9,9') à coulissement vertical qui coopère avec un engrenage (10y10') lié audit châssis et entraîné en rotation à partir de l'arbre (20) du dispositif d'élévation. 10. Chariot transpalette selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits engrenages (1,1O') coopérant avec les crémaillères (9,9') sont portés par un arbre (11,12) tournant dans des paliers (14,14') solidaires du châssis et portant un pignon (23) entraîné en rotation, par l'intermédiaire d'une chaîne (22), à partir d'un pignon (21) porté par l'arbre (20) du dispositif d'élévation. 11. Chariot transpalette selon l'une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que la traverse (4,5) du châssis est réalisée en deux éléments télescopiques pour permettre l'extension latérale du chariot, 1' arbre tournant (11,12) étant alors également réalisé en deux éléments télescopiques.