Brevet FR2715150A1 — publié le 19950721

L'invention a pour objet un chariot élévateur. Elle concerne plus particulièrement un chariot élévateur du type comportant une partie entraînement et une partie charge qui peut être élevée avec guidage vertical sur la partie entraînement, dans lequel la partie charge présente une fourche de charge ou une paire de bras avec des bras à roue comportant des roues de charge montées sur des leviers pivotants, et une tringlerie de levage se déplaçant à l'intérieur des bras de la fourche ou des bras à roue, articulée sur les leviers pivotants et coopérant avec une butée sur la partie entraînement, et dans lequel la partie entraînement présente une roue d'entraînement dirigeable et freinable et une roue d'appui, un dispositif de levage étant placé entre la partie entraînement et la partie charge. Les chariots de manutention sont, pour des raisons de stabilité statique, fréquemment réalisés sous forme de véhicules à quatre roues. Un mécanisme de roulement de ce type a l'avantage d'une large base d'appui (quadrilatère de sustentation), mais est hyperstatique, ce qui peut conduire à des répartitions de charges inégales sur les roues et, ainsi, à des problèmes de traction, de freinage et de direction ainsi qu'à des déformations du cadre du véhicule, si le sol présente des irrégularités. Différentes possibilités ont été indiquées pour résoudre le problème présenté. Ainsi, par exemple, un essieu du véhicule peut être suspendu de manière oscillante. D'après le document DE-A-30 09 195, il est en outre connu de diviser transversalement un chouleur selon un plan passant à l'intérieur de la base des roues et de prévoir une articulation pendulaire entre les parties du véhicule. De plus, les quatre roues du véhicule peuvent être toutes munies de suspensions à ressorts. On connaît, d'après le document EP-A- 0 530 742, un chariot de manutention avec mécanisme de roulement à quatre roues, dans lequel les roues d'au moins un côté du véhicule sont reliées entre elles par des moyens procurant une répartition de la charge. On évite ainsi une indétermination statique et, simultanément, on obtient la même disposition favorable qu'avec un triangle de sustentation, en ce qui concerne la stabilité du chariot de manutention. Une indétermination statique est également évitée à l'aide d'éléments de couplage à torsion entre des parties du véhicule, comme cela est décrit dans le document DE-A- 38 08 007. Enfin, on connaît des mécanismes de roulement à cinq roues pour des chariots de manutention, dans lesquels la roue motrice dirigée et freinable est munie d'une suspension à ressorts, pour obtenir une pression presque constante sur cette roue motrice et ainsi une traction suffisante. Une autre solution consiste à suspendre avec des ressorts deux des quatre roues d'apppui. Les solutions mentionnées dans l'état de la technique ont un ou plusieurs des inconvénients indiqués ci-après. Elles exigent davantage de place, sont coûteuses techniquement et présentent un comportement au roulement défavorable du point de vue dynamique. En outre, il s'exerce sur la roue motrice une pression indépendante de la charge, ce qui est défavorable si le véhicule est chargé, car alors des forces plus grandes doivent pouvoir être transmises à la périphérie de la roue. Le problème qui est à la base de l'invention est de créer un chariot élévateur équipé d'un mécanisme de roulement à quatre roues de construction simple, peu encombrant, sans indétermination statique. L'invention part d'un chariot élévateur ou chouleur connu en soi, tel qu'il est connu par exemple d'après les documents DE-A- 38 08 007 ou DEA- 41 36 820. Le chariot élévateur est divisé en une partie entraînement et une partie charge qui est guidée verticalement sur la partie entraînement. La partie charge, comporte généralement une fourche de charge ou des bras à roue, et pour chaque bras de fourche ou bras à roue, une tringlerie reliée à un levier pivotant qui porte une roue de charge. La tringlerie 3 2715150 est reliée, à son autre extrémité, généralement par l'intermédiaire d'un levier de renvoi, à une butée située sur la partie entraînement. Une roue d'appui et une roue motrice sont disposées sur la partie entraînement. Un actionnement d'un vérin élévateur produit une élévation de la partie charge, les roues de charge guidant la partie charge à peu près parallèlement à la surface d'appui, par inclinaison du levier pivotant associé. Dans les véhicules de gerbage purvus de bras à roue, la tringlerie située au- dessous des bras à roues sert à produire ce qu'on appelle une élévation initiale. Le problème de l'invention est résolu en prévoyant que la roue d'appui ou la roue motrice est portée par un bras d'une bielle oscillante et que, sur l'autre bras de cette bielle, est disposée une butée, contre laquelle s'appuie une extrémité d'un levier de la tringlerie montée avec possibilité de tourner dans la partie charge. Dans le chariot élévateur conforme à l'invention, soit la roue d'appui, soit la roue motrice, est logée sur un bras d'une bielle oscillante. Sur l'autre bras de cette bielle oscillante, est disposée une butée contre laquelle s'appuie une extrémité d'un levier de renvoi de la tringlerie monté dans la partie charge avec possibilité de tourner. Selon une modalité de l'invention, le levier de renvoi peut porter un galet de roulement qui coopère avec une surface de butée prévue sur la bielle oscillante pour réduire le frottement et l'usure lors d'un pivotement du levier de renvoi. L'invention permet d'obtenir, pour des chariots élévateurs de cette nature, un mécanisme de roulement simple peu encombrant et peu coûteux, sans indétermination statique. Il ne se produit aucune déformation dans le chassis du véhicule et il existe de bons comportements en traction, direction et freinage. Comme il a été dit, la roue motrice peut également être montée sur une bielle oscillante. Cette forme d'exécution est un peu plus coûteuse, dans la mesure o la bielle oscillante est également soumise aux forces d'entraînement, de direction et de freinage et doit transmettre le mouvement de direction à l'ensemble d'entraînement qui se déplace spatialement. Cependant, on obtient ainsi l'avantage d'une sollicitation de la roue motrice dépendant de la charge avec des mécanismes de déplacement à quatre roues sans indétermination statique. En outre, la sollicitation de la roue motrice est indépendante de la position du centre de gravité de la charge dans la direction longitudinale de la fourche. L'invention est décrite plus en détail à l'aide de dessins. La Fig. 1 représente schématiquement une vue de dessus d'un chariot de manutention conforme à l'invention. La Fig. 2 montre une coupe selon la ligne 2-2 de la Fig. 1. La Fig. 3 est une vue semblable à celle de la Fig. 2, mais avec la fourche élevée. La Fig. 4 est une vue semblable à celle de la Fig. 3, mais pour un déplacement sur des inégalités du sol. La Fig. 5 est une vue simplifiée analogue à celle de la Fig. 1 avec indication de triangle de sustentation. La Fig. 6 est une vue semblable à celle de la Fig. 5 avec indication d'un triangle de sustentation pour un couplage à effectif entre roue motrice et roue de charge associée. Le chariot de manutention représenté sur les Fig. 1 et 2 comprend une partie entraînement 10 et une partie charge 12. La partie entraînement 10 possède une roue motrice 14, dirigeable et freinable, et une roue d'appui 16, qui sont disposées l'une auprès de l'autre. La partie charge 12 comprend des bras de fourche 18, 20, qui sont soutenus par des roues de charge 22, 24. Les roues de charge 22, 24 sont montées, avec possibilité de tourner sur des bras pivotants 26, 28, ceux-ci étant montés avec possibilité de pivotement en 30 dans les bras de fourche 18, 20. Entre les paliers 30 et les roues de charge 22, 24, sont articulées en 36 des jambes de force 32, 34, elles- mêmes articulées à leur autre extrémité à un levier de renvoi 38 ou 40. La Fig. 2 montre que le levier de renvoi est articulé en 42 à la partie charge 12. Il présente sur son autre bras un galet de roulement 44. La roue d'appui 16 est portée par une bielle oscillante 46, montée elle- même avec possibilité de pivotement autour d'un axe horizontal en 48 de la partie entraînement 10. L'autre bras de la bielle 46 présente une plaque de butée 50, contre laquelle vient s'appuyer le galet de roulement 44. Des butées 52, 54 portées par la partie entraînement 10 limitent le pivotement de la bielle 46 dans les deux sens de rotation. Une butée 56 qui limite le pivotement du galet de charge 24 dans la direction du bras de fourche 20, est également associée au levier pivotant 28. Sur la partie entraînement 10, sont disposés sur des supports 58, 60 pour des galets de guidage qui sont guidés dans des glissières 65, 66 du dos de la fourche 68. Une première console 70 est reliée au dos de la fourche 68 et une seconde console 72 est reliée à la partie entraînement , un vérin hydraulique 74 étant disposé entre ces consoles. Par actionnement du vérin hydraulique, on obtient une élévation de la partie charge 12, comme cela est représenté sur les Fig. 3 et 4. Les leviers pivotants 26, 28 pivotent vers le bas, les roues de charge 22, 24 élevant les bras de fourche parallèlement au plan d'appui. C'est également le cas lorsque la charge est inégale, comme le montre la Fig. 4. La roue d'appui 16 s'est abaissée de la quantité xl, ce qui a produit un pivotement correspondant de la bielle oscillante dans le sens opposé au mouvement des aiguilles d'une montre, et la roue de charge 24 s'est élevée de la quantité x2. On voit donc que, grâce à la structure décrite, on obtient une répartition de charge presque uniforme entre la roue de charge 24 et la roue d'appui 16. Ce résultat dépend des rapports de bras de levier choisis et de la position des différents bras de levier. Le type décrit de réalisation du mécanisme de roulement procure au véhicule, conformément à la Fig. 5, un triangle de sustentation formé par la ligne qui relie la roue motrice 14 et la roue de charge 22 ainsi que par les lignes qui relient la roue motrice 14 et la roue de charge 22 à un point imaginaire B situé sur la ligne qui va du point d'appui 80 de la roue 16 à la roue de charge 24. La position du point B sur cette ligne, et la position de cette ligne elle-même, est déterminée par la direction de déplacement (la roue d'appui 16 pivote vers l'avant et vers l'arrière), par les rapports des bras de levier choisis, ainsi que par de la hauteur d'élévation h (Fig. 3). Dans la forme de réalisation selon la Fig. 6, dans laquelle les parties identiques aux parties de la forme de réalisation selon les Fig. 1 à 5 portent les mêmes références auxquelles a été ajouté un indice a, ce n'est pas la roue d'appui 16a, mais la roue motrice 14a qui est mise en liaison avec la roue de charge 22a associée, et cela de la même manière que le montrent les Fig. 1 à 4. Comme cela a déjà été dit, une disposition de ce type conduit à une construction assez coûteuse, car la bielle (non représentée sur la Fig. 6), dans laquelle est logé maintenant l'entraînement avec possibilité de rotation, est également soumise aux forces d'entraînement, de direction et de freinage, et les mouvements de direction doivent être transmis à l'ensemble d'entraînement qui se déplace spatialement. Cependant, elle a l'avantage que la sollicitation de la roue motrice 14a dépend de la charge dans un mécanisme de roulement à quatre roues sans indétermination statique. Une particularité de cette disposition est le fait que la sollicitation de la roue motrice 14a est indépendante de la position du centre de gravité de la charge dans la direction longitudinale de la fourche. En supposant que le centre de gravité de la charge Q.g se trouve sur la ligne médiane du véhicule, la charge se répartit par moitiés sur les deux côtés du véhicule. On a: F24a + F16a = F14a + F22a = 1/2.Q.g o F24a = Charge supplémentaire sur la roue de charge 24a résultant de la charge Q F16a = Charge supplémentaire sur la roue d'appui 16a résultant de la charge Q F14a = Charge suplémentaire sur la roue d'appui 14a résultant de la charge Q F22a = Charge supplémentaire sur la roue de charge 22a résultant de la charge Q Q = Charge en kg g = Accélération de la pesanteur en m/s2. La répartition de la charge 1/2.Q.g entre la roue d'appui 16a et la roue de charge 24a dépend, du côté de la roue d'appui, de la position du centre de gravité de la charge dans le sens longitudinal de la fourche. On a: F24a.a = F16a.b o a = Distance du centre de gravité de la charge à l'axe de charge (plan vertical des axes des roues de charge) b = Distance du centre de gravité de la charge au point de contact de la roue d'appui 16a. Si le centre de gravité de la charge est situé sur l'axe de charge, c'est-à-dire si a = 0, la sollicitation de la roue d'appui ne varie pas et la partie de charge 1/2. Q.g est supportée par la roue de charge 24a. En revanche, du côté entraînement, la répartition de la partie de charge 1/2. Q.g ne dépend que de la géométrie choisie et qui s'établit des bras de levier (inégalités du sol, également mouvement d'élévation), et de la liaison effective entre roue motrice et roue de charge. Celle- ci s'exprime sous la forme du triangle de sustentation et donc dans le rapport des distances c et d. On a: F14a.d = F22a.c o c = Distance du point d'appui imaginaire B à la roue de charge 22a d = Distance du point d'appui imaginaire B à la roue d'entraînement 14a. De même, dans le cas o le centre de gravité est situé sur l'axe de charge, la roue motrice 14a prend en charge une partie définie. On a: F14a + F22a = 1/2. Q.g, et F22a = F14a.d/c, et donc F14a.(1+d/c) = 1/2.Q.g. Les rapports des bras de levier doivent donc être choisis de manière telle que la charge sur la roue d'entraînement soit aussi grande que possible dans le cadre des limites admissibles, mais que le centre de gravité global du véhicule mges.g, dont la portion est la résultante de celles du centre de gravité du véhicule mfzg.g et du centre de gravité de la charge Q.g, soit toujours situé à l'intérieur du triangle de sustentation. Il peut, suivant la charge, se déplacer sur la distance e à l'intérieur du triangle de sustentation et coincide, pour un véhicule vide, avec le point mfzg.g. Si, pour des sollicitations dynamiques (accélérations, ralentissements, déplacement en courbe) le couple de stabilité sur chaque ligne de basculement, par exemple Mstand = mges.g.f, est inférieur au couple résultant de la force d'inertie horizontale et de la hauteur du centre de gravité, cela conduit à une élévation de la roue d'appui 16a ou de la roue de charge 24a, et la roue motrice 14a et la roue de charge 22a possèdent toujours une charge sur la roue suffisante pour maîtriser le véhicule. f est ici la distance orthogonale du centre de gravité de l'ensemble à la ligne de basculement correspondante. REVENDICATIONS 1. Chariot élévateur comportant une partie entraînement (10) et une partie charge (12) qui peut être élevée avec guidage vertical sur la partie entraînement, dans lequel la partie charge présente une fourche de charge ou une paire de bras avec des bras à roue comportant des roues de charge (22, 24) montées sur des leviers pivotants (28), et une tringlerie de levage se déplaçant à l'intérieur des bras de la fourche ou des bras à roue, articulée sur les leviers pivotants et coopérant avec une butée sur la partie entraînement, et dans lequel la partie entraînement présente une roue d'entraînement (14, 14a) dirigeable et freinable et une roue d'appui (16,16a), un dispositif de levage étant placé entre la partie entraînement et la partie charge, caractérisé en ce que la roue d'appui (16, 16a) ou la roue motrice (14, 14a) est portée par un bras d'une bielle oscillante (46) et en ce que, sur l'autre bras de cette bielle (46), est disposée une butée (50), contre laquelle s'appuie une extrémité d'un levier (40) de la tringlerie montée avec possibilité de tourner dans la partie charge (12, 12a). 2. Chariot élévateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un galet de roulement (44) monté sur le levier de renvoi (40) coopère avec la surface de butée située sur la bielle (46). 3. Chariot élévateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est prévu sur le bras de fourche ou à roue (20) une butée (56), qui limite le déplacement du levier pivotant (28) dans la direction du bras de la fourche ou de la roue (20). 4. Chariot élévateur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'une butée (52,54) est associée aux bras de la bielle (46) pour limiter un mouvement de pivotement de celle-ci dans les deux sens de rotation.