Brevet FR2563820A1 — publié le 19851108

La présente invention se rapporte à un procédé de manutention d'objets cylindriques, tels que des rouleaux de papier, à l'aide d'un dispositif de chargement fonction- nant par dépression et se fixant à la surface cylindrique des rouleaux. Les procédés connus de manutention de rouleaux de papier sont basés sur la manipulation des rouleaux en position verticale, avec des chariots pour rouleaux ou par d'autres moyens de manutention verticale, comportant le levage des rouleaux par des moyens de levage à câble de divers types et le levage des rouleaux de structure spé- ciale à l'aide d'un dispositif de chargement à dépression qui saisit le rouleau par son extrémité, ou bien en posi- tion couchée, avec des courroies de levage, des chariots pour rouleaux, des dispositifs de levage à emboîtement ou à bande. Un dispositif de chargement à dépression suivant l'art antérieur est décrit dans le brevet US N 3 982 782, dans lequel les rouleaux sont manipulés au moyen d'un dis- positif de chargement à dépression fixé sur leur côté, et montés sur un chariot. Le dispositif manipule les rouleaux principalement en position verticale. La procédure de manu- tention utilisée avec ce dispositif connu est semblable dans son principe aux autres méthodes connues de manutention par chariot. L'inconvénient de ce dispositif est qu'il per- met seulement de manipuler un ou deux rouleaux à la fois. Un inconvénient commun à tous les procédés connus de manutention de rouleaux réside en ce que tous les procé- dés existantsconviennent seulement pour l'exécution d'une partie, ou de certaines parties des différentes opérations de manutention de rouleaux qu'on rencontre le long d'une chaîne de transport, et la liaison des différentes opéra- tions de manutention et de transport les unes aux autres s'effectue toujours par manipulation des rouleaux, d'une façon ou d'une autre, un rouleau à la fois. Cet inconvénient fondamental a pour conséquence que les points de manuten- tion et de stockage des rouleaux le long d'une chalne de transport deviennent des points d'étranglement dans la chaîne de transport, qui nécessitent beaucoup de travail, de nombreux types d'appareils et beaucoup d'interventions humaines. La manutention des rouleaux effectuée uniquement à la main ou à l'aide de machines mécaniques commandées à la main, par exemple des chariots à papier, qu'on rencon- tre dans les procédés suivant l'art antérieur, entraîne une manutention ralentie et un risque de détérioration des rouleaux, du fait des facteurs humains. Un autre inconvé- - nient réside en ce que la sécurité du personnel est médio- cre lorsqu'il travaille au milieu de machines en mouvement rapide dans l'environnement, ce qui est particulièrement le cas dans des ports. Encore un autre inconvénient des procédés sui- vant l'art antérieur est que les rouleaux de papier sont le plus souvent stockés verticalement, de sorte que les rouleaux constituent des tours d'une hauteur atteignant 5 m et davantage. Il y a un risque important de basculement de ces tours et cela contribue au risque de détérioration des rouleaux et nuit à la sécurité du travail. La présente invention évite les inconvénients ci-dessus et elle a pour objet un procédé nouveau de manu- tention de rouleaux en position couchée qui-convient à l'u- tilisation, sans modification de principe, dans toutes les opérations de manutention de marchandises d'une chaîne de transport, à partir de l'usine et jusqu'au point de desti- nation. L'invention peut également être appliquée séparé- ment, par exemple seulement à certains points de manuten- tion des marchandises dans une chaîne de transport. Le pro- cédé suivant l'invention est caractérisé en ce que les rou- leaux sont stockés en position couchée, en piles, un dispo- sitif de chargement fonctionnant par dépression étant fixé aux rouleaux supérieurs de sorte qu'on peut soulever un ou plusieurs rouleaux à la fois vers un autre endroit et les y déposer, également en position couchée. Ce procédé présen- te notamment l'avantage d'un rythme de travail régulier, tout en procurant une capacité élevée de manutention de rou- leaux. Un autre avantage est que le risque de détérioration des rouleaux est faible, comparativement aux procédés sui- vant l'art antérieur, la sécurité du travail est améliorée et il est possible d'automatiser l'ensemble du processus de manutention. Dans un mode préféré de mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, celui-ci est caractérisé en ce que le dispositif de chargement à dépression est fixé à la surface supérieure des rouleaux en position couchée, ce qui a pour avantage une grande facilité et une vitesse élevée des opé- rations de chargement et de déchargement. Dans un autre mode avantageux de mise en oeuvre de l'invention, le procédé est caractérisé en ce que le nom- bre de rouleaux qui sont levés en même temps peut être modi- fié à volonté, par non activation d'une partie des organes de préhension du dispositif de chargement et/ou par trans- lation correspondante du point de levage du dispositif de chargement, de façon à maintenir l'équilibre. Ce procédé a pour avantage qu'il devient possible de manipuler des rouleaux dans des conditions très différentes, de sorte que la manutention peut être plus souple. L'invention a également pour objet un dispositif de chargement pour la mise en- oeuvre du procédé conforme à l'invention. Le dispositif de chargement comprend un châs- sis et des organes de préhension attachés à celui-ci par des éléments de suspension. Le dispositif de chargement sui- vant l'invention est caractérisé en ce que les éléments de suspension sont prévus de manière à être mobiles par rap- port au châssis et dans une position telle que, lorsqu'on abaisse un organe de préhension,attaché à un élément de sus- pension,sur la surface cylindrique d'un objet cylindrique, par exemple un rouleau de papier, cet organe de préhension prend une position en contact intime avec la surface supé- rieure du rouleau. Cela est avantageux en ce qu'aucun tra- vail auxiliaire n'est nécessaire près des rouleaux pour fi- xer les rouleaux au dispositif de chargement, de sorte que la sécurité du travail est améliorée. Un autre avantage réside en ce qu'on peut lever des rouleaux de papier de dia- mètres différents, avec un seul et même dispositif de char- gement. Le dispositif de chargement suivant un mode pré- féré de réalisation de l'invention est caractérisé en ce que les éléments de suspension sont prévus de manière à se déplacer le long de surfaces de guidage prévues sur le châs- sis, par exemple des surfaces de coulissement, à l'aide de mécanismes de déplacement, par exemple des vérins. Le dispositif de chargement suivant un autre mode avantageux de réalisation de l'invention est caractérisé en ce que les éléments de suspension situés le plus à l'exté- rieur sont fixés au chassis du dispositif de chargement par l'intermédiaire de poutres qui peuvent être rentrées dans le chassis et sorties de celui-ci à l'aide de vérins. Le dispositif de chargement suivant un troisième mode de réalisation de l'invention est caractérisé en ce que les vérins sont des vérins hydrauliques à double effet dont les cylindres sont montés sur le chassis du dispositif de chargement et les pistons sont reliés aux chariots mobi- les des éléments de suspension, et en ce que le fonctionne- ment des vérins est commandé de sorte que les éléments de suspension peuvent être déplacés tous en même temps ou cha- que élément séparément. Le dispositif de chargement suivant encore un au- tre mode de réalisation est caractérisé en ce qu'un chariot de déplacement du point de levage est prévu de façon mobile dans le chassis, ce chariot constituant en même temps le chariot d'équilibrage du centre de gravité à l'aide duquel l'ensemble du dispositif de chargement peut être suspendu à un appareil de levage, par exemple une grue. Le dispositif de chargement suivant encore un au- tre mode de réalisation de l'invention est caractérisé en ce que le chariot d'équilibrage du centre de gravité est prévu de manière à se déplacer sur des surfaces de guidage présentées de façon fixe par le châssis, dans la direction longitudinale de ce dernier, et en ce qu'un vérin, par exem- ple un vérin hydraulique à double effet, est disposé entre le chariot d'équilibrage du centre de gravité et le châssis, ce vérin permettant d'exécuter le mouvement d'équilibrage. Le dispositif de chargement suivant encore un au- tre mode de réalisation de l'invention est caractérisé en ce que l'élément de suspension comprend un chariot mobile comportant à sa partie inférieure une poutrelle support dis- posée dans la direction longitudinale des rouleaux de papier et aux deux extrémités de laquelle est attachée au moins une chaÂne de levage, et en ce que les extrémités inférieu- res des chalnes sont attachées de façon semblable à des tiges de jonction auxquelles sont reliés de façon pivotante, par leurs faces arrière, des organes de préhension fonc- tionnant par dépression et dont les surfaces de préhension par dépression sont tournées sensiblement vers le bas. L'avantage du dispositif de chargement suivant les modes de réalisation indiqués ci-dessus réside dans son aptitude à manipuler des rouleaux de diamètres différents, dans des conditions différentes de manutention. Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions qui ressortiront de la description qui va suivre. L'invention sera mieux comprise à l'aide du com- plément de description ci-après qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 illustre l'opération de levage de rou- leaux de papier avec un dispositif de chargement conforme à l'invention, dans le cas o les rouleaux ont un diamètre assez petit pour que le dispositif de chargement soit dans sa position intérieure, la figure 2 illustre également une opération de levage mais dans le cas de gros rouleaux, le dispositif de chargement étant dans sa position d'extension complète, la figure 3 illustre l'opération de levage à par- tir de la cale d'un bateau, située sous le pont, la figure 4 représente l'opération de fixation d'un organe de préhension, dans ses différentes phases, lorsque la prise est excentrée, la figure 5 représente en élévation un dispositif de chargement conforme à l'invention, la figure 6 est une vue de côté du même dispositif de chargement, et la figure 7 est une coupe du dispositif de charge- ment, suivant la ligne VII-VII de la figure 5. Il doit être bien entendu, toutefois, que ces des- sins et les parties descriptives correspondantes sont don- nés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'inven- tion, dont ils ne constituent en aucune manière une limita- tion. Les rouleaux de papier sont stockés, pendant tou- te la durée de la manutention, en position couchée et en piles.-A chaque point de manutention, il est prévu un dis- positif de chargement conforme à l'invention, au moyen du- quel les rouleaux sont déposés en piles et au moyen des- quels les rouleaux sont également enlevés des piles et transportés à un nouvel endroit. La manutention des rouleaux s'effectue le plus souvent par groupes de rouleaux, conte- nant 1 à 6 rouleaux à la fois. Une telle opération de trans- port est par exemple le levage de rouleaux à partir d'un quai et leur mise en place dans la cale d'un navire. On considère que les rouleaux sont amenés sur une remorque à côté du navire et en attente de chargement. On abaisse alors le dispositif de chargement, par exemple au moyen de la grue de bord, sur la pile de rouleaux de papier de sorte que les organes de préhension 7 descendent sur les surfa- ces supérieures des rouleaux. Si le diamètre des rouleaux n'est pas compatible avec la distance entre les éléments de suspension 19, on modifie la distance entre ces derniers par déplacement des chariots 3 et 4 à l'aide de vérins 10, 12 et 13. Chaque chariot est mobile séparément, ou bien le dé- placement peut être effectué de sorte que tous les chariots se déplacent en même temps, et dans ce cas le mouvement est relatif de sorte que les chariots situés le plus à l'exté- rieur ont le mouvement le plus rapide et ceux qui sont si- tués le plus à l'intérieur ont le mouvement le plus lent. Ce mouvement relatif est rendu possible par un distributeur de commande de type connu, qui n'est pas décrit plus préci- sément dans la présente invention. Lorsque la distance en- tre les élémentsde suspension 19 est devenue compatible avec le diamètre des rouleaux, on peut abaisser les organes de préhension 7 en contact avec la surface supérieure des rouleaux et on applique le vide, de sorte que les surfaces de préhension par dépression exercent une prise solide sur la surface supérieure des rouleaux. L'organe de préhension 7 est attaché aux chariots mobiles 3 et 4 par une pièce de fixation permettant un mouvement dans toutes les directions. On peut donc traiter la situation de prise illustrée sur la figure 4, dans laquelle le centre du rouleau et le centre du point de suspension ne sont pas concentriques. Dans la phase A, les organes de préhension rencontrent la surface du rouleau, de sorte que l'élément de suspension permet aux organes de préhension de prendre une position sur les rou- leaux telle que la préhension par dépression devient pos- sible. Cela est représenté par la phase B. Dans la phase C de levage initial, l'organe de préhension fait tourner le rouleau de papier de sorte que le centre du point de levage et le centre du rouleau coincident. Le dispositif de charge- ment est toujours utilisé pour transporter le plus grand nombre possible de rouleaux à la fois. Si, à la fin d'une opération de manutention, il reste moins de six rouleaux, chaque organe de préhension ne peut pas porter un rouleau, dans la dernière étape de levage. Il est alors nécessaire de modifier la position du point de levage 21, afin que le dispositif de chargement conserve son équilibre. Ce dépla- cement est effectué au moyen du chariot 1 d'équilibrage du centre de gravité. On rencontre une situation asymétrique semblable lorsqu'on doit lever plusieurs rouleaux à partir d'un endroit non directement accessible, par exemple sous un pont de bateau, comme dans le cas représenté sur la fi- gure 3. Dans ce cas également, il faut déplacer le point de levage pour maintenir l'équilibre. Dans le cas de la figure 3, on peut utiliser d'autres moyens pour obtenir l'équili- bre, à c6té ou en plus du déplacement du point de levage. On peut facilement équilibrer le dispositif de chargement par reprise, provisoirement, de deux rouleaux sur l'extré- mité du dispositif de chargement qui est vide. En outre, on peut régler l'équilibre à un certain point par déplace- ment des éléments de suspension qui sont momentanément li- bres. Après chargement complet du navire, celui-ci trans- porte les rouleaux de papier au port de destination, o les rouleaux sont déchargés du navire, au moyen d'un dispositif de chargement analogue, sur le quai ou dans un véhicule en attente pour les conduire à destination. Lorsqu'il y a un dispositif de chargement conforme à l'invention à chaque point de manutention, les rouleaux peuvent rester en posi- tion couchée pendant toute la manutention et ils peuvent ê- tre stockés en piles. La construction du dispositif de chargement est illustrée par les figures 5 à 7. Le dispositif comprend un chassis 18 qui est une poutre du type à caisson.A l'in- térieur du châssis, des surfaces de coulissement 16 sont prévues dans sa direction longitudinale. Les chariots téles- copiques 3 des éléments de suspension 19 situés le plus à l'extérieur se déplacent sur les surfaces de coulissement supérieures et les chariots 4 des autres éléments de sus- pension se déplacent le long des surfaces de coulissement inférieures. Les chariots sont mis en mouvement par des vérins hydrauliques à double effet 10, 12 et 13 dont les cylindres sont fixes sur le châssis et dont les pistons sont reliés aux chariots. Le fonctionnement des vérins est commandé par des distributeurs qui agissent de sorte que les vérins situés le plus à l'extérieur se déplacent le plus vite et les vérins situés le plus à l'intérieur se dé- placent le plus lentement. Les chariots télescopiques 3 sont, dans leur position la plus intérieure, presque complè- tement à l'intérieur du châssis, de sorte que l'accès à des zones en retrait est facilité. Les éléments de suspension 19 proprement dits sont attachés aux chariots 3 et 4. Immé- diatement au-dessous du chariot, une poutrelle support 5 est fixée au chariot et orientée perpendiculairement à la direction de déplacement des chariots, c'est-à-dire paral- lèlement à l'axe longitudinal des rouleaux de papier. La poutrelle support comporte à chaque extrémité deux points de fixation pour des chaînes de levage 8, qui sont au nombre de quatre dans l'élément de suspension de l'exemple illustré. Les chaînes de levage supportent un organe de pré- hension 7, constitué de deux surfaces de préhension par dépression, placées côte-à-côte et ressemblant à des cou- pelles d'aspiration, et de tiges de jonction 6 reliant ces surfaces, chaque organe de préhension comportant deux de ces tiges placées de sorte que leur espacement est légèrement supérieur à la longueur de la poutrelle support 5 située au-dessus. Les organes de préhension 7 sont reliés de façon pivotante aux tiges de jonction 6, de sorte qu'ils peuvent se conformer et venir en contact intime avec les surfaces cylindriques de rouleaux de différents diamètres. Les ex- trémités inférieures des chaines de levage 8 sont fixées aux tiges de jonction 6, à chaque extrémité, de sorte que la distance entre les points de fixation est plus grande à l'extrémité inférieure qu'au point équivalent à l'extré- mité supérieure, c'est-à-dire sur la poutrelle support. Les surfaces de préhension des organes de préhension 7 sont divisées longitudinalement en deux parties de dimension différente,de sorte qu'on peut également manipuler en sé- curité des rouleaux courts. La conception des organes de préhension proprement dits est de technologie bien connue et elle n'est donc pas décrite plus précisément ici. Le chassis 18 comporte sur son bord supérieur un ensemble de rails de guidage pour le chariot 1 d'équilibrage du centre de gravité qui se déplace le long de surfaces de coulissement 20 dans la direction longitudinale du châssis et qui est actionné par un vérin hydraulique 11 à double effet. Le vérin hydraulique 11 est fixé au châssis de sor- te que le chariot d'équilibrage du centre de gravité peut être déplacé au moyen de ce vérin d'un côté ou de l'autre de l'axe du dispositif de chargement. Le chariot 1 d'équi- librage du centre de gravité maintient l'ensemble du dis- positif de chargement vers le haut par son ensemble de rails de guidage et il comporte dans sa partie supérieure un point de suspension à un appareil de levage, par exem- ple une grue. La machinerie nécessaire est placée à l'inté- rieur du chariot 1 d'équilibrage du centre de gravité et les canalisations hydrauliques et les conduits de vide 15 sont raccordés à leurs appareils. La machinerie peut égale- ment être placée à l'extérieur du dispositif de chargement lui-même et dans ce cas les canalisations et conduits né- cessaires doivent être amenés à leurs appareils d'utilisa- tion d'une autre façon, qui n'est pas décrite plus précisé- ment ici. La source d'énergie peut être de l'électricité amenée de l'extérieur, ou bien le dispositif de chargement peut contenir lui-même un générateur entrainé par moteur à combustion interne. La commodité de fonctionnement du dis- positif de chargement est augmentée par la possibilité de le faire pivoter au moyen d'une machine. Comme mécanisme de pivotement, on peut utiliser une machinerie connue qui peut être placée dans la partie supérieure du dispositif de char- gement. Comme le mécanisme de pivotement n'a pas de lien effectif avec la présente invention,il n'est pas décrit plus précisément ici. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'inven- tion ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisa- tion et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière sans s'écarter du cadre ni de la portée de la pré- sente invention. Revendications 1. Procédé de manutention d'objets cylindriques, par exemple des rouleaux de papier, à l'aide d'un dispositif de chargement fonctionnant par dépression et fixé à la sur- face cylindrique des rouleaux, caractérisé en ce que les rouleaux sont stockés en position couchée et en piles,le dispositif de chargement à dépression étant fixé aux rou- leaux supérieurs des piles de sorte qu'un ou plusieurs rouleaux à la fois sont enlevés vers un nouvel endroit et déposés à cet endroit également en position couchée. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de chargement à dépression est fixé à la surface supérieure des rouleaux en position couchée. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractéri- sé en ce que le nombre de rouleaux soulevés en même temps peut être modifié à volonté, par non activation d'une par- tie des organes de préhension du dispositif de chargement et/ou par déplacement correspondant du point de levage du dispositif de chargement de façon à maintenir l'équilibre. 4. Dispositif de chargement pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, ce dispositif compre- nant un châssis (18) et des organes de préhension (7) atta- chés au chassis par des éléments de suspension (19), ca- ractérisé en ce que les éléments de suspension peuvent être déplacés par rapport au chassis dans une position telle que lorsqu'on abaisse l'organe de préhension attaché à l'élément de suspension,sur la surface cylindrique d'un objet cylindri- que (14), par exemple un rouleau de papier, l'organe de pré- hension prend une position dans laquelle il est en contact intime avec la surface supérieure du rouleau. 5. Dispositif de chargement suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les éléments de suspension sont prévus pour se déplacer le long de surfaces de guidage, par exemple des surfaces de coulissement (16), dans le châssis, à l'aide d'un mécanisme de déplacement, par exemple des vérins (10,12, 13). 6. Dispositif de chargement suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les éléments de suspension situés le plus à l'extérieur sont attachés au châssis (18) du dispositif de chargement par l'intermédiaire de poutres (3) qui sont mobiles de manière à rentrer dans le châssis et à en sortir, au moyen de vérins (12). 7. Dispositif de chargement suivant l'une des reven- dications 4 à 6, caractérisé en ce que les vérins (10,12, 13) sont des vérins hydrauliques à double effet dont les cylindres sont montés sur le châssis et dont les pistons sont reliés aux chariots (3,4) des éléments de suspension (19), et en ce que le fonctionnement des vérins est comman- dé de sorte que les éléments de suspension sont mobiles tous ensemble ou individuellement. 8. Dispositif de chargement suivant l'une des revendi- cations 4 à 7, caractérisé en ce que le chassis porte de fa- con mobile un chariot (1) de déplacement du point de levage, qui constitue en même temps un chariot d'équilibrage du centre de gravité, au moyen duquel l'ensemble du dispositif de chargement est suspendu à un appareil de levage, par exemple une grue. 9. Dispositif de chargement suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le chariot (1) d'équilibrage du centre de gravité peut se déplacer sur des surfaces de gui- dage (20) prévues de façon fixe sur le chassis, longitudina- lement à celui-ci, et en ce qu'un vérin (11) est disposé en- tre le chariot d'équilibrage du centre de gravité et le chassis, ce vérin étant par exemple un vérin hydraulique à double effet, au moyen duquel le mouvement d'équilibrage est effectué. 10. Dispositif de chargement suivant l'une des reven- dications 4 à 9, caractérisé en ce que l'élément de sus- pension (19) comprend un chariot mobile (3,4) portant à sa partie inférieure une poutre support (5) dans la direction longitudinale du rouleau de papier,au moins une chalne de levage étant attachée à chaque extrémité de la poutre (5), et en ce que les extrémités inférieures des chaines sont attachées de façon semblable à des tiges de jonction (6) auxquelles sont fixés de façon pivotante, par leurs faces arrière, des organes de préhension (7) qui fonctionnent par dépression et dont les surfaces de préhension par dépres- sion sont tournées sensiblement vers le bas.