Brevet FR2727394A1 — publié le 19960531

L'invention concerne une fourche pour un engin de manutention comportant un moyen de pesée de charges. Certains engins de manutention et en particulier les chariots élévateurs comportent des fourches destinées à supporter une charge dont on réalise le levage et/ou le transport en utilisant l'engin de manutention. Il peut être nécessaire de déterminer le poids de la charge transportée sans avoir à placer la charge sur une installation de pesée. Pour cela, il est connu d'utiliser un moyen de pesée qui peut être associé à une fourche de l'engin de manutention. La fourche peseuse de l'engin de manutention est constituée par un corps de fourche qui est réalisé de manière analogue à une fourche classique pour engin de manutention et par un plateau de pesée disposé suivant une direction longitudinale du corps de fourche et qui repose sur au moins deux capteurs d'efforts en appui sur le corps de fourche et espacés dans la direction longitudinale de la fourche. L'inconvénient de tels dispositifs est qu'ils présentent une certaine instabilité et qu'ils ne fournissent généralement pas des mesures très reproductibles. En effet, dans le cas d'un déséquilibre de la charge ou d'un choc sur le plateau, dans une direction longitudinale ou transversale de la fourche, les capteurs d'efforts sont susceptibles de fournir des indications erronées ou peu concordantes. Le but de l'invention est de proposer une fourche pour un engin de manutention destinée à supporter une charge et comportant un corps de fourche et un plateau de pesée disposé suivant une direction longitudinale du corps de fourche et reposant sur au moins deux capteurs d'efforts en appui sur le corps de fourche et espacés dans la direction longitudinale, cette fourche peseuse présentant une très grande stabilité et permettant de réaliser des pesées précises et reproductibles. Dans ce but le plateau de pesée est relié au corps de fourche par l'intermédiaire de deux barres de torsion parallèles entre elles, disposées sensiblePent suivant la direction longitudinale du corps de fourche, dans une position sensiblement centrale et reliées chacune par une première extrémité au corps de fourche et par une seconde extrémité au plateau de pesée, dans une disposition sensiblement en parallélogramme déformable, articulé autour d'axes parallèles au corps de fourche et au plateau de pesée ayant une direction transversale perpendiculaire à la direction longitudinale, et le plateau de pesée repose sur chacun des capteurs d'efforts par l'intermédiaire d'une rotule. De préférence, une première barre de torsion est reliée par une première extrémité au corps de fourche par l'intermédiaire d'un axe de direction transversale et par une seconde extrémité au plateau de pesée, par l'interné- diaire d'un second axe de direction transversale et la seconde barre de torsion est reliée par une première extrémité au corps de fourche par l'intermédiaire d'un aie de direction transversale et engagée par une seconde extrémité à l'intérieur d'un guide solidaire du plateau de pesée, de manière que la seconde extrémité de la seconde barre de torsion soit libre en translation dans la direction longitudinale et bloquée en rotation autour de son axe longitudinal par rapport au plateau de pesée. Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux figures jointes en annexe, un mode de réalisation d'une fourche peseuse suivant l'invention. La figure 1 est une vue de dessous de la fourche peseuse suivant 1 de la figure 2. La figure 2 est une vue en coupe suivant 2-2 de la figure 1. La figure 3 est une vue du détail 3 de la figure 2. La figure 4 est une vue en perspective éclatée de l'ensemble des éléments constitutifs de la fourche peseuse suivant l'invention. Comme il est visible sur les figures 1, 2 et 4, la fourche peseuse suivant l'invention désignée de manière générale par le repère 1 comporte un corps de fourche 2 ayant une forme générale en L, un plateau de pesée 4 comportant une surface supérieure plane destinée à recevoir une charge, deux ensembles de reprise et de mesure de charge 3 et 5 et deux ensembles de liaison 6 et 8 entre le corps de fourche 2 et le plateau 4. Le corps de fourche 2 ayant la forme d'un L présente une branche courte ayant une disposition verticale en service et une branche longue ayant une disposition horizontale en service sur laquelle le plateau de pesée 4 est monté par l'intermédiaire des ensembles de liaison 6 et 8 et dans laquelle sont fixés les ensembles de mesure de charge 3 et 5. Le corps de fourche comporte, disposées suivant son axe longitudinal central 7, depuis sa partie postérieure voisine de la branche courte verticale jusqu'à sa partie antérieure, une première lumière 9 dans laquelle est fixé l'ensemble de mesure de charge 3, une seconde lumière 10 dans laquelle est disposé le premier ensemble de liaison 8, une troisième lumière 11 dans laquelle est fixé le second ensemble de mesure de charge 5 et une fente 12 dans laquelle est disposé le second ensemble de liaison 6. Les lumières 9 et 11 dans lesquelles sont disposés les ensembles de reprise et de mesure de charge sont identiques et placées symétriquement à la partie postérieure et à la partie antérieure, respectivement, de la branche longue horizontale du corps de fourche 2. Comme il est visible sur la figure 3, les lumières telles que 9 en forme de trous de serrure comportent une partie de forme sensiblement cylindrique traversant le corps de fourche 2 de part en part et une partie de forme parallélépipédique arrondie à l'une de ses extrémités, usinée sur une partie seulement de l'épaisseur du corps de fourche 2. Chacun des ensembles de reprise et de mesure de charge tel que l'ensemble 3 représenté sur la figure 3 comporte un capteur d'efforts 13 fixé par des vis 14 sur le corps de fourche 2 à l'intérieur de la partie parallélépipédique de la lumière 9 et un dispositif d'appui à rotule 15 fixé sur une extrémité du capteur d'efforts 13 opposée à son extrémité fixée sur le corps de fourche 2 par les vis 14 et venant en saillie à l'intérieur de la partie cylindrique traversante de la lumière 9. Le dispositif d'appui à rotule 15 comporte un axe de rotule 16 ayant une partie inférieure filetée pour sa fixation par vissage dans un trou taraudé traversant la partie d'extrémité du capteur d'efforts 13, une partie médiane constituant une collerette d'appui à grand diamè- tre et une partie supérieure constituant une tête de fixation cylindrique présentant deux méplats. L'ensemble d'appui à rotule 15 comporte de plus une rotule 17 présentant une surface externe sphérique convexe qui est fizée sur la tête de l'axe de rotule 16 et qui vient en appui sur la partie médiane de l'axe de rotule ainsi qu'une rondelle 18 comportant une surface d'appui sphérique concave destinée à venir reposer sur la surface sphérique convexe de la rotule 17. Lorsque la fourche peseuse est assemblée, comme représenté sur les figures 1, 2 et 3, le plateau de pesee 4 vient reposer sur la rondelle d'appui 18, par l'interné- diaire d'une plaque de glissement 19 fixée par soudage sur sa face inférieure. Le plateau de pesée 4, comme il est visible en particulier sur la figure 4, comporte une platine d'appui 4a ayant la forme d'une plaque plane et comportant des bords latéraux 4b de direction longitudinale délimitant un espace allongé de forme parallélépipédique d'une largeur sensiblement égale à la largeur du corps de fourche 2 destiné à recevoir, lors du montage, la branche longue du corps de fourche 2. Le plateau de pesée 4 comporte de plus, à l'une de ses extrémités, venant en vis-à-vis de la branche courte du corps de fourche 2, lors du montage, un talon plat 20 en saillie par rapport à la face supérieure de la platine 4a du plateau de pesée 4 et à son autre extrémité un talon 21 taillé en biseau constituant l'extrémité antérieure de la fourche peseuse qui est engagée sous la charge à soulever, au moment de la prise de la charge. Le talon 21 du plateau de pesée 4 comporte une lumière parallélépipédique 22 débouchant sur sa face inf*- rieure dont la largeur est sensiblement égale à la largeur de la fente 12 du corps de fourche 2 et un trou 23 de direction transversale traversant le talon 21 au travers de la lumière 22. Le corps de fourche 2 comporte également un trou traversant cylindrique de direction transversale 24 dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre du trou 23 du plateau de pesée. L'ensemble de liaison 6 comporte une barre de torsion 25 à section carrée qui est traversée au voisinage de ses extrémités par deux trous cylindriques parallèles dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre des trous 23 et 24. La liaison entre la barre de torsion 25 et, d'une part, le corps de fourche 2 et, d'autre part, le plateau de pesée 4, est assurée par deux ensembles identiques de deux goupilles 27 et 28. Pour assurer la liaison de la première partie d'extrémité de la barre de torsion 25 sur le corps de fourche 2, la barre de torsion 25 est introduite dans la fente 12 de manière que l'ouverture de sa première extrémité se trouve alignée avec l'ouverture 24 traversant le corps de fourche 2 dans la direction transversale. On introduit alors la goupille de fixation 27 dans les ouvertures mises en coïncidence et la goupille 28 est engagée axialement à l'intérieur de la goupille 27. Le second ensemble de liaison 8 entre le plateau de pesée 4 et le corps de fourche 2 est constitué par une barre de torsion 26 à section carrée traversée à l'une de ses extrémités par une ouverture permettant d'assurer la liaison entre la barre de torsion 26 et le corps de fourche 2, par l'intermédiaire de goupilles 27' et 28' identiques aux goupilles 27 et 28 de fixation de la première barre de torsion 25. Le corps de fourche 2 est traversé par une ouverture cylindrique 29 passant au travers de la lumière 10 du corps de fourche 2 destinée à recevoir la barre de torsion 26. L'ouverture 29 présente un diamètre identique au diamètre de l'ouverture traversant la partie d'extrémité de la barre de torsion 26. La lumière 10 du corps de fourche 2 comporte une partie de faible largeur qui est traversée dans la direction transversale par l'ouverture 29 et qui est destinee à recevoir la barre de torsion 26 ainsi qu'une partie élargie destinée à assurer le logement d'un guide 30 qui peut être fermé par un couvercle 31 pour assurer le guidage en translation dans la direction longitudinale et le blocage en rotation de l'extrémité de la barre de torsion 26 opposée à la première extrémité comportant l'ouverture traversante par l'intermédiaire de laquelle la barre de torsion est fixée sur le corps de fourche. Le guide 30 est réalisé sous la forme d'un étrier présentant une section ayant la forme d'un U, les deux branches parallèles de l'étrier étant percées chacune de deux ouvertures taraudées et d'une ouverture lisse permettant la fixation du couvercle 31, par l'interme- diaire de vis 32 et de pions de cisaillement 33. Le montage de l'extrémité de la barre de torsion 26 dans le guide 30 est effectué en introduisant la barre de torsion à l'intérieur du guide 30 dont le couvercle est démonté. On fixe ensuite le couvercle par l'intermédiaire des pions de cisaillement 33 et des vis 32 sur la partie d'extrémité des branches du guide 30. On réalise ainsi un montage glissant dans la direction longitudinale et un blocage en rotation de la barre de torsion par rapport au guide 30. Pour effectuer le montage de la fourche peseuse suivant l'invention, on fixe par soudage, sur la face inférieure de la platine 4a du plateau de pesée 4, le guide 30 de l'ensemble de liaison 8 par l'intermédiaire de sa base reliant les deux branches parallèles et les deux plaques 19 des ensembles 3 et 5 de reprise et de mesure de charge. On fixe ensuite les capteurs d'efforts 13 des ensembles de mesure 3 et 5, dans leurs lumières respectives, par l'intermédiaire des vis 14 et de rondelles de serrage. On visse les axes de rotule 16 dans les ouvertures taraudées des deux capteurs d'efforts 13. On fixe la rotule 17 sur l'axe de rotule 16 puis on met en place la rondelle d'appui 18 sur la rotule 17. On assure le montage des barres de torsion 25 et 26 sur le corps de fourche 2, par l'intermédiaire des ensembles de goupilles 27, 28 et 27', 28', comme décrit plus haut. On met en place le plateau de pesée 4 sur la branche longue du corps de fourche 2, de manière que l'extrémité de la barre de torsion 25 non reliée au corps de fourche vienne s'engager dans la lumière 22 du plateau de pesée et que la partie d'extrémité de la barre de torsion 26 non reliée au corps de fourche 2 vienne s 'enga- ger dans le guide 30 solidaire du plateau de pesée 4. On assure la liaison de l'extrémité de la barre de torsion 25 engagée dans la lumière 22 avec le plateau de pesée 4, par l'intermédiaire d'un jeu de goupilles 27, 28 engagées dans l'ouverture 23 du plateau de pesée 4 et dans l'ouverture traversant l'extrémité de la barre de torsion 25. On met en place le couvercle 31 sur la partie d'extrémité des branches parallèles du guide 30 dans lequel est engagée une extrémité de la barre de torsion 26. On assure la fixation du couvercle 31 par l'intermé- diaire des pions de cisaillement 33 et des vis 32 sur le guide 30, à travers la partie élargie de la lumière 10 du corps de fourche 2. La fourche peseuse est alors dans sa position assemblée telle que représentée sur les figures 1 et 2. Le corps de fourche 2, le plateau 4 et les barres de torsion 25 et 26 sont dans une disposition sensiblement en parallélogramme articulé autour d'axes transversaux, parallèles au corps de fourche 2 et au plateau de pesée 4 et perpendiculaires à la direction longitudinale 7 de la fourche. Le plateau de pesée 4 repose sur les anneaux d'appui 18 des ensembles à rotule 15, par l'intermédiaire des plaques de glissement 19. En outre, le plateau de pesée recevant les charges dont l'engin de manutention assure le levage et le transport est maintenu contre des déplacements dans la direction longitudinale et contre des basculements transversaux, par les barres de torsion. Les barres de torsion sont dimensionnées de manière à se déformer en torsion d'un angle très faible, inférieur à 10, sous 1 l'effet des couples de basculement de part et d'autre de la ligne médiane 7 de la fourche, ayant les valeurs les plus élevées envisagées dans le cas de la manutention des charges par l'engin de manutention. Le maintien transversal ou longitudinal du plateau de pesée en cas de choc est de même assuré par les barres de torsion assurant la liaison entre le plateau de pesée 4 et le corps de fourche 2. En outre, les charges sont transmises au capteur d'efforts 13 dans une direction parfaitement verticale, par l'intermédiaire des ensembles à rotule 15 et des plaques de glissement 19 solidaires du plateau de pesée 4 qui peuvent se déplacer par glissement sur les rondelles d'appui 18 des ensembles à rotule pour assurer un parfait appui du plateau de pesée 4 sur les rondelles d'appui 18. La mise en appui du plateau de pesée 4 et de la charge sur les ensembles de mesure est obtenue par un très léger pivotement des barres de torsion 25 et 26 autour de leurs axes d'articulation constitués par les goupilles et avec un très léger glissement de la barre de torsion 26 à l'intérieur du guide 30, se traduisant par une très légère déformation du parallélogramme articulé. Le report des efforts sur les capteurs est réalisé de manière parfaite grâces aux plaques de glissement et aux rotules. On obtient ainsi un report parfait des efforts exercés par la charge sur les capteurs d'efforts, par l'intermédiaire du plateau de pesée. De ce fait, les données fournies par les capteurs permettent de déterminer de manière précise et reproductible le poids des charges transportées par un engin de manutention comportant la fourche peseuse suivant l'invention. L'invention ne se limite pas au mode de réalisa- tion qui a été décrit. C'est ainsi que le corps de fourche peut compor- ter des butées constituées par des cales placées au niveau des barres de torsion pour limiter le basculement latéral du fourreau à un angle d'une valeur faible, par exemple 10. On évite ainsi d'endommager les barres de torsion et leurs axes d'articulation constitués par les goupilles, dans le cas d'une surcharge placée de manière excentrée. On peut également utiliser des butées usinées sur les faces latérales du corps de fourche, pour limiter l'effet de chocs transversaux sur le plateau de pesée. La forme de réalisation du plateau de pesée et le montage des barres de torsion peuvent être différents du mode de réalisation décrit plus haut. Les surfaces de glissement des rotules sur le plateau de pesée peuvent être réalisées par usinage ou par rechargement et usinage de la face inférieure du plateau de pesée. De manière générale, l'invention peut s'appliquer dans le cas de toute fourche peseuse pour un engin de manutention tel qu'un chariot élévateur ou pour tout autre engin de manutention et de levage à fourches. REVENDICATIONS 1.- Fourche pour un engin de manutention destinée à supporter une charge et comportant un corps de fourche (2) et un plateau de pesée (4) disposé suivant une direction longitudinale du corps de fourche (2) et reposant sur au moins deux capteurs d'efforts (13) en appui sur le corps de fourche (2) et espacés dans la direction longitudinale, caractérisée par le fait que le plateau de pesée (4) est relié au corps de fourche (2) par l'inter e- diaire de deux barres de torsion (25, 26) parallèles entre elles, disposées sensiblement suivant la direction longitudinale (7) du corps de fourche (2), dans une position sensiblement centrale et reliées chacune par une première extrémité au corps de fourche (2) et par une seconde extrémité au plateau de pesée (4) dans une disposition sensiblement en parallélogramme déformable, articulé autour d'axes parallèles au corps de fourche (2) et au plateau de pesée (4) ayant une direction transversale perpendiculaire à la direction longitudinale, et que le plateau de pesée (4) repose sur chacun des capteurs d'efforts (13) par l'intermédiaire d'une rotule (15). 2.- Fourche suivant la revendication 1, caractérisée par le fait qu'une première barre de torsion (25) est reliée par une première extrémité au corps de fourche (2), par l'intermédiaire d'un axe (27, 28) de direction transversale et par une seconde extrémité au plateau de pesée (4), par l'intermédiaire d'un second axe de direction transversale (27, 28) et que la seconde barre de torsion (26) est reliée par sa première extrémité au corps de fourche (2) par l'intermédiaire d'un axe (27', 28') de direction transversale et engagée par sa seconde extrémité à l'intérieur d'un guide (30) solidaire du plateau de pesée (4), de manière que la seconde extrémité de la seconde barre de torsion soit libre en translation dans la direction longitudinale et bloquée en rotation autour de son axe longitudinal par rapport au plateau de pesée (4). 3.- Fourche suivant la revendication 2, caractérisée par le fait que les axes (27, 28, 27', 28') des barres de torsion (25, 26) sont constitués par des goupilles engagées dans des ouvertures de direction transversale (23, 24, 29) du plateau de pesée (4) ou du corps de fourche (2) et dans une ouverture traversant une partie d'extrémité des barres de torsion (25, 26). 4.- Fourche suivant la revendication 3, caractérisée par le fait que chacun des axes des barres de torsion (25, 26) est constitué par une première goupille (27, 27') engagée dans les ouvertures traversantes du plateau de pesée ou du corps de fourche et de la barre de torsion (25, 26) et par une seconde goupille (28, 28'), engagée axialement à l'intérieure de la première goupille (27, 27'). 5.- Fourche suivant l'une quelconque des revendictions 1 à 4, caractérisée en ce que le plateau de pesée (4) repose sur chacune des rotules (15) fixées sur un capteur d'efforts (13) par l'intermédiaire d'une plaque de glissement (19) rapportée contre le plateau de pesée (4). 6.- Fourche suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que les capteurs d'efforts (13) sont fixés à l'intérieur de lumières (9, 11) du corps de fourche (2). 7.- Fourche suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que les barres de torsion (25, 26) sont disposées respectivement, à l'intérieur d'une fente (12) dans une partie antérieure du corps de fourche (2) et dans une lumière (10) du corps de fourche (2). 8.- Fourche suivant la revendication 2, caractérisée par le fait que le guide (30) de la seconde partie d'extrémité de la seconde barre de torsion (26) est cons titué par un étrier ayant deux branches parallèles et une base joignant les deux branches parallèles, fixé par soudage par l'intermédiaire de sa base sur une face inférieure du plateau de pesée et comportant un couvercle (31) de fermeture de l'étrier comportant des moyens (32, 33) de fixation sur une partie d'extrémité des branches de l'étrier. 9.- Fourche suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée par le fait que chacune des rotules (15) solidaires d'un capteur (13) et du corps de fourche (2) comporte un axe de rotule (16) fixé sur le capteur d'efforts (13), une rotule sphérique convexe (17) fixée sur l'axe de rotule (16) et une rondelle d'appui à surface sphérique concave (18) en appui sur la rotule sphérique convexe (17). 10.- Fourche suivant la revendication 9, caractérisée par le fait que la rondelle d'appui (18) est en contact glissant avec la face inférieure du plateau de pesée (4).