Brevet FR2723734A1 — publié le 19960223

La présente invention concerne un appareil de levage de chariots. Par des magasins conventionnels, automatisés, un agencement est connu qui comprend une paire de dispositifs de crémaillère avant et arrière en une relation espacée prédéterminée dans une direction longitudinale et comportant un nombre de tablettes ou rayons de stockage d'articles dans chaque direction, et une grue de gerbage ou de chargement, disposé latéralement mobile entre lesdits dispositifs de crémaillère avant et arrière, ladite grue de gerbage comportant un wagonnet de déplacement, un chariot mobile vers le haut et vers le bas le long d'un mât prévu sur ledit wagonnet de déplacement, et un dispositif de transfert d'articles (par exemple une fourche de coulissement coulissant dans une direction longitudinale) prévu sur ledit chariot, un dispositif d'entraînement dudit chariot, comportant un tambour d'enroulement pourvu d'une partie diamétriquement centrale orientée dans une direction longitudinale par rapport au wagonnet de déplacement ou au mât de la grue de gerbage, un câble de levage qui est fixé à une extrémité du chariot, s'étend autour d'une roue à la partie supérieure du mât et dont l'autre extrémité est ensuite fixée audit tambour d'enroulement (dans cette description, le terme "câble" ou "corde" se réfère à un matériau flexible dans sa direction longitudinale tels qu'une chaîne, un câble métallique, une sangle, etc...), et un moteur réversible pour la rotation dudit tambour d'enroulement. Le dispositif d'entraînement conventionnel du chariot présente les inconvénients suivants. Etant donné que le câble de levage côté chariot est seulement connecté au chariot, il faut seulement attendre que les vibrations verticales engendrées lorsque le chariot est arrêté en raison de l'inertie du chariot ou analogue sont amorties. Cependant, ceci constitue un grand obstacle à un fonctionnement à haute vitesse et pour une diminution du temps de fonctionnement. 2 2723734 Un objectif de la présente invention est de proposer un dispositif de levage de chariots dans lequel les vibrations verticales engendrées lorsque le chariot est arrêté sont rapidement atténuées. Pour éliminer les inconvénients susmentionnés, la présente invention utilise les moyens exposés ci-après. Selon la présente invention, un dispositif d'amortissement de vibrations est interposé entre un chariot et un câble de levage. Le dispositif d'amortissement de vibrations comprend un ressort s'étendant à l'état comprimé entre un sabot de ressort sûr le côté du câble de levage et un sabot de ressort du côté chariot, disposé au- dessus du sabot de ressort mentionné en premier lieu, et un amortisseur s'étendant entre le sabot de ressort côté câble de levage et le sabot de ressort côté chariot, les extrémités supérieure et inférieure de l'amortisseur sont montées pivotantes sur le sabot de ressort côté câble de levage et le sabot de ressort côté chariot. La présente invention a la fonction suivante de permettre d'atténuer rapidement les vibrations verticales du chariot engendrées lorsque le chariot est arrêté. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue de dessus simple sur laquelle une partie intermédiaire est omise et qui montre un mode de réalisation de la présente invention; - la figure 2 est une vue en coupe, à plus grande échelle selon la ligne II-II de la figure 1, sur laquelle une partie intermédiaire a été supprimée; - la figure 3 est une vue en coupe, à plus grande échelle, de la partie A de la figure 2; 3 2723734 - la figure 4 est une vue en coupe le long de la ligne IV-IV de la figure 3; - la figure 5 est une vue montrant un modèle pour l'analyse d'un dispositif d'amortissement de vibrations; - la figure 6 est un graphe de l'amplitude d'un chariot; - les figures 7a et 7b sont des premiers graphes de simulation de vibrations du chariot; - les figures 8a et 8b sont des seconds graphes de simulation de vibrations du chariot; et - les figures 9a et 9b sont des troisièmes graphes de simulation de vibrations du chariot. La présente invention sera mieux décrite à l'aide d'un mode de réalisation en se référant aux dessins. Dans la description, le terme "avant" désigne un côté inférieur sur la figure 1, "arrière" désigne un côté supérieur sur la figure 1, "gauche" désigne un côté gauche sur la figure 1, "droit" désigne un côté droit sur la figure 1. Une paire de dispositifs de crémaillère avant et arrière 1 sont debout sur la surface du sol de façon à procurer un espace pour un passage de grue de chargement ou de gerbage 10. Les dispositifs de crémaillère 1 comportent un nombre d'échelons ou barreaux 2 sur le côté avant, arrangés à gauche et à droite en une relation espacée prédéterminée, des barreaux ou échelons 2 disposés à l'arrière des échelons 2 du côté frontal, en une relation espacée prédéterminée, et un nombre d'organes de support d'article 4 prévus en une relation espacée prédéterminée, en hauteur des échelons avant et arrière 2, la paire d'organes de support opposés à gauche et à droite constituant des rayons de stockage d'articles 3 sans interposition de barreaux 2. L'intervalle de passage de fourche 5 pour permettre à une fourche coulissante 17 (qui sera décrite ci-après) de se déplacer vers le haut et vers le bas est formé par une paire d'organes de support d'article gauche et droite 4. 4 2723734 Des entrées et des sorties 6 pour les rayons de stockage d'articles 3 des dispositifs de crémaillère avant et arrière 1 sont opposées les unes aux autres. Des convoyeurs à rouleau d'entrée/sortie 8 dont la direction de transport est orientée dans une direction latérale sont prévus sur le côté gauche des dispositifs de crémaillère 1. Un élévateur d'articles bien connu (non représenté) est prévu du côté du transporteur à rouleaux d'entrée/sortie 8. L'élévateur d'articles comprend un chariot qui peut être déplacé vers le haut et vers le bas par un élévateur bien connu en-dessous des rouleaux du transporteur d'entrée/sortie et une paire de cadres de support placée debout sur le chariot et disposée entre les rouleaux et les transporteurs d'entrée/sortie 8. L'élévateur d'articles fonctionne pour établir un intervalle d'insertion de fourche entre une surface de support des transporteurs d'entrée/sortie 8 et une surface inférieure d'un article W en levant l'article V par le cadre de support, pour recevoir l'article W de la fourche coulissante 17 par l'intermédiaire du cadre de support déplacé vers le haut, et ensuite déplacé vers le bas l'article W au transporteur à rouleaux d'entrée/sortie 8. Une paire de rails de guidage supérieur et inférieure 11il est disposée dont le sens dans leur longueur est orienté dans la direction latérale sur le passage de grue de gerbage de façon qu'une grue de gerbage 13 soit guidée pour être mobile vers la gauche et la droite le long des rails de guidage 11, la grue de chargement ou de gerbage 13 ayant un wagonnet déplaçable 14, un chariot 16 qui est verticalement mobile par rapport à un mât 15 prévu sur le wagonnet déplaçable 14, et une fourche coulissante 17 qui est déplacée, de façon horizontalement coulissante, dans une direction longitudinale par un mécanisme de déplacement vers l'avant et vers l'arrière connu sur le chariot 16. La fourche coulissante 17 peut, comme cela est connue, mettre l'article W dans le chariot 16 grâce à une opération de projection de l'article W vers le bas, en levant l'article W par un 2723734 mouvement vers le haut du chariot 16 et par retrait de celui- ci vers le chariot 16, et peut abaisser l'article W vers les rayons de stockage d'article 3 grâce à une opération inverse à la première. Le dispositif d'entraînement 21 du chariot 16 est construit comme suit: Le dispositif d'entraînement 21 comprend un tambour d'enroulement 22 pourvu, de façon rotative, d'une partie diamétralement centrale orientée dans une direction longitudinale par rapport au mât 15 de la grue de gerbage 13, un câble de levage 25 qui est fixé à une extrémité du chariot 16 par un dispositif d'amortissement de vibrations 23, s'étend autour d'une roue 24 à la partie supérieure du mât et dont l'autre extrémité est ensuite fixée au tambour d'enroulement 22, et un moteur réversible 26 pour faire tourner ledit tambour d'enroulement 22. Avec la construction telle que décrite, on faisant tourner le tambour d'enroulement 22, il est possible d'enrouler ou de dérouler le câble de levage 25 pour déplacer le chariot 16 vers le haut et vers le bas. Le dispositif d'amortissement de vibrations 23 est construit de la manière suivante: Une console 29 est prévue sur le fond d'une rainure 31 pratiquée dans une portion verticale du chariot 16, une pièce verticale 32 est montée pivotante sur la console 29 par une broche ou cheville 30 dont une partie diamétralement centrale est orientée dans une direction longitudinale, une pièce horizontale 33 fixée à la pièce verticale 32, deux barres 34 sont disposées debout sur la pièce horizontale 33, un sabot de ressort 35 (un sabot de ressort 35 sur le côté du chariot 16) est étendu sur l'extrémité supérieure de ces barres 34, un sabot de ressort 38 (un sabot de ressort 38 sur le côté du câble de levage 25) est prévu verticalement mobile sur le sabot de ressort 35, deux barres 39 sont placées debout sur le sabot de ressort 38, ledit sabot 39 s'étendant à travers un sabot de ressort 35 et faisant saillie au-delà du sabot de ressort 35, une pièce de connexion 40 est étendue sur l'extrémité supérieure de ces barres 39, et une barre de connexion 43 à l'extrémité 6 2723734 de câble de levage 25 est montée pivotante sur une console 41 de la pièce de connexion 40 par l'intermédiaire d'une cheville 42 dont une partie diamétralement centrale est orientée dans une direction longitudinale. Un manchon 45 est emmanché sur une portion inférieure de la barre 39, et un ressort 46 étendu à un état comprimé est disposé sur une partie supérieure de la barre 39. Ceci signifie que l'extrémité inférieure du ressort 46 vient en contact avec le manchon 45 et l'extrémité supérieure du ressort 46 vient en contact avec le sabot de ressort 35. Un amortisseur 49 est placé sur le sabot de ressort 38 et le sabot de ressort 35 par l'intermédiaire d'un axe 48 dont une partie diamétralement centrale est orientée dans une direction longitudinale. L'amortisseur 49 comprend un boîtier fermé 50 rempli d'un liquide et un piston 51 ayant un trou de communication 52. Ainsi le boîtier fermé 50 est monté pivotant sur le sabot de ressort 38 par l'axe 48, et une barre 53 du piston 51 est montée pivotant sur le sabot de ressort 35 par l'axe 48. Avec la structure décrit ci-dessus, une constante de ressort du ressort 46 et une force d'atténuation ou d'amortissement de l'amortisseur 49 sont ajustées en tenant compte de l'inertie du chariot 1, grâce à quoi les vibrations verticales du chariot 26 engendrées lorsque le chariot 16 est arrêté peuvent être amorties en une brève période d'environ 1/5 de l'état de la technique. Dans la suite, un modèle pour l'analyse, tel que montré sur la figure 5, est établi pour obtenir des valeurs optimales d'un rapport de constante de ressort (a) et une vitesse d'amortissement (a1) de l'amortisseur 49 du dispositif d'amortissement de vibrations 23, qui sera décrit plus loin. (EQUATION DE MOUVEMENT ET FONCTION DE TRANSMISSION) Sur la figure 5 et dans l'équation (1), les symboles suivants sont représentés: m: Masse de la plate-forme 16 k: Constante de ressort du câble de levage 25 7 2723734 ki: Constante de ressort du ressort 46 du dispositif d'amortissement de vibrations 23 c: Coefficient d'amortissement visqueux équivalent du câble de levage 25 ci: Coefficient d'amortissement visqueux de l'amortisseur 49 du dispositif d'amortissement de vibrations 23 x: Déplacement vertical du chariot 16 xi: Déplacement vertical de l'extrémité du câble de levage f: Force d'excitation appliquée au chariot 16 L'équation de mouvement fondamental du chariots 16 est décrit ci-dessus: mxi = - kl (xl-X) - ci (X- i) + f kxl + cil = kl (x-xi) + ci (X - 1) (1) Lorsque toutes les conditions initiales sont établies à 0 et la transformation de Laplace a lieu, les fonctions de déplacement et de transmission de la force d'excitation peuvent être obtenues. Pour simplifier, les symboles suivants sont introduits. on = J/m; Fréquence naturelle du chariot 16 a = kl/k; Rapport de constantes de ressort % = c/2, -; Vitesse ou fréquence d'amortissement équivalent du câble de levage 25 l = C/2; Vitesse ou fréquence d'amortissement de l'amortisseur 49 de l'amortisseur de vibrations 23 = s/on; Nombre complexe Si ces symboles sont utilisés, la fonction de transmission peut être représentée par un paramètre sans dimensions comme suit: x() es) =X(x) F(X) 1 (1+ a) + 2( + 1) ? k 2[(l+a) + 2(+,i)X] + --( + 24X) (a + 2I) (2) 8 2723734 (STRUCTURE OPTIMALE PAR REPONSE EN FREQUENCE) La substitution de X = ig dans l'Equation (2) donne la réponse en fréquence sans dimensions X (1 + a) + i2 (t + 1) g Xst [a - 4lg2 (l+a)g2] + i2[(a - g2) 4 - g2) 1] g (3) Ou, g = w/)ni Rapport des nombres de vibrations d'excitation Xst = Fo/k; Déviation statique du chariot 16 ; Rapport des nombres de vibrations d'excitation Fo; Amplitude de la force d'excitation Si l'amortissement du câble de levage 25 est aussi faible qu'il peut être négligé, on obtient comme résultat = 0. A ce temps, l'Equation (3) est la suivante: X (1 + a) + i21 g Xst [L[ (l+a)g2] + i2i (1 - g2) g (4) La valeur absolue de l'amplitude prend la forme suivante. X | A2+ B2 (2q1)2 Xst C2+ D2 (21)2 (5) (AD)2 = (BC)2, Ce qui signifie, [(1 + a)(1 - g2)g]2 = {[a -(1 + C)g2]g}2 (6) Puis, lX/XstI n'a rien à voir avec la vitesse d'amortissement 1 de l'amortisseur 49. L'Equation (6) peut être résolue par 9 2723734 1 + 2a g1 = O, g2 2 (1 + a) (7) Ceci signifie que même si 1 est changé, une courbe de réponse en fréquence passe à travers des points fixes à gl et g2 comme cela est montré sur la figure 6. On comprend de la figure 6 que les points fixes R et S sont présents. Pour minimiser une crête résonnant d'une réponse en fréquence similaire à une théorie de structure optimale d'un réducteur de vibrations dynamique, il est nécessaire (1) de rendre les grandeurs des coordonnées longitudinales des points R et S égales et (2) de permettre à une crête de la courbe de réponse de croiser le points S. La valeur optimale de a est déterminée par la condition (1), et la valeur optimale de i est déterminée par la condition (2). Ces valeurs optimales peuvent être obtenues de la manière suivante: 1 3- aopt = Opt = 6 0,92 2 8 (8) A ce moment, la valeur de crête de la courbe de réponse ou des coordonnées longitudinales des points fixes R et S sont les suivantes: x = 3 x.t (9) (CALCUL DES VALEURS NUMERIQUES) La réponse en fréquence du chariot 16 est calculée à l'aide de l'Equation (4) ou (5). La réponse transitoire peut être calculée, de façon générale, selon une méthode de calcul numérique tel que la méthode de Runge-Kutta. Cependant, ici, on considère seulement la réponse impulsionnelle et la réponse impulsionnelle est obtenue en utilisant la transformation de Fourier inverse de la réponse en fréquence. Lors du calcul, la vitesse d'amortissement du câble de levage 2723734 est considéré d'être 1 = 0,05 de la valeur actuellement mesurée. (EFFET D'AMORTISSEMENT DE VIBRATIONS DU DISPOSITIF D'AMORTISSEMENT DE VIBRATIONS 23 CONCU DE FACON OPTIMALE) Les figures 7a et 7b montrent une comparaison des réponses en vibration du chariot 16 entre le cas o le dispositif d'amortissement de vibrations 23 utilisant la valeur optimale est monté et le cas o il n'est pas monté, c'est-à-dire le chariot 16 est directement monté sur le câble de levage 25. Sur les figures 7a et 7b, la ligne continue indique le cas o le dispositif d'amortissement de vibrations 23 est monté et la ligne interrompue indique le cas o le dispositif d'amortissement de vibrations n'est pas monté. Comme on le comprend d'après la figure 7a, dans le cas o le dispositif d'amortissement de vibrations 23 est monté, la courbe de réponse en fréquence n'a pas de crête résonnante et est une courbe plane, et la réponse transitoire est amortie de façon à être 0 à la fin de deux périodes comme cela est montré sur la figure 7b. Cependant, une déviation statique est trois fois le cas o le dispositif d'amortissement de vibrations 23 n'est pas monté. (INFLUENCE EXERCEE PAR CHANGEMENT DU PARAMETRE DU CHARIOT 16) Dans le chariot actuel 16, la constante de ressort k du câble de levage 25 est différent en raison d'une certaine hauteur du chariot 16 et la masse m du chariot 16 est également changée en raison de la charge. Parce que ceci change, la constante de ressort a et la vitesse d'atténuation i de l'amortisseur 49 changent. Par conséquent, il est nécessaire d'examiner comment la réponse en vibration du chariot 16 change lorsque ses paramètres sont changés. La réponse en vibration du chariot 16 lorsque la constante de ressort a et la vitesse d'amortissement l changent est montrée sur les figures 8 et 9. Selon ces figures, on comprend que si la valeur optimale est une valeur de référence, même si la constante de ressort a et la vitesse d'amortissement 1 sont changées entre 0,5 et 2 fois la il 2723734 valeur de référence, la réponse en vibration est suffisamment supprimée. (MODIFICATIONS) Des modifications ou analogues sont expliquées ci- dessus. (1) Inutile de dire que l'amortisseur 49 n'est pas limité à celui montré dans le mode de réalisation, mais un amortisseur bien connu et un absorbeur de chocs ayant une fonction d'amortissement utilisant la viscosité d'autres fluides peuvent être utilisés. (2) Puis, il est inutile de dire que l'appareil selon la présente invention peut également être utilisé comme dispositif de levage pour un chariot dans un lot parking- stéréo ou un dispositif de levage pour une cage d'ascenseur d'un élévateur. En prévoyant la structure susmentionnée, la présente invention procure les effets suivants: 1 Selon la présente invention, il est possible d'amortir rapidement les vibrations verticales engendrées lorsque le chariot est arrêté. 2 Puis, selon la présente invention, il est possible d'ajuster la constante de ressort du ressort et la force d'amortissement de l'amortisseur en prenant en compte l'inertie de la plate-forme et analogue pour ainsi amortir rapidement les vibrations verticales du chariot. 3 En outre, selon la présente invention, étant donné que les extrémités supérieure et inférieure de l'amortisseur sont montées pivotantes sur le sabot de ressort du côté câble de levage et sur le sabot de ressort côté chariot, de façon que l'amortisseur soit horizontalement mobile par rapport aux sabots de ressort, il est possible d'éviter qu'une force horizontale non raisonnable agisse sur l'amortisseur. 12 2723734 REVENDICATIONS 1. Appareil de levage de chariots caractérisé en ce qu'un dispositif d'amortissement de vibrations (23) est interposé entre un chariot (16) et un câble de levage (25). 2. Appareil de levage de chariots selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'amortissement de vibrations (23) précité comprend un ressort s'étendant à l'état comprimé entre un sabot de ressort (38) sur le côté câble levage et un sabot de ressort (35) côté chariot situé au-dessus du sabot de ressort cité en premier lieu, et un amortisseur (49) s'étendant entre le sabot de ressort du côté de câble de levage et le sabot de recherche côté chariot. 3. Appareil de levage de chariot selon la revendication 2, caractérisé en ce que les extrémités supérieure et inférieure de l'amortisseur (49) précité sont montées pivotantes sur le sabot de ressort côté câble de levage et sur le sabot de ressort côté chariot. 4. Appareil de levage de chariot selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une constante de ressort du ressort précité et une force d'amortissement de l'amortisseur précité sont ajustées en prenant en considération une inertie du chariot.