Brevet FR2771396A1 — publié le 19990528

L'invention concerne un dispositif de manutention de conteneurs comportant des moyens de réglage d'orientation et d'inclinaison, pour la prise de conteneurs dans des positions désaxées ou inclinées. On connaît des dispositifs de manutention de conteneurs, tels que des ponts roulants ou des portiques qui sont utilisés en particulier pour assurer le chargement ou le déchargement de camions, de remorques ou de semi-remorques se présentant sous le pont roulant ou sous le portique de manutention. De tels dispositifs comportent une voie de circulation horizontale de direction longitudinale qui est constituée dans le cas d'un pont roulant par la voie de circulation de la poutre du pont roulant, généralement constituée de deux rails parallèles fixés à une certaine hauteur au-dessus du sol, par exemple sur une partie d'un bâtiment industriel. Dans le cas d'un portique, la voie horizontale de circulation du portique dans la direction longitudinale est disposée sur le sol. Le portique comporte des colonnes qui compren- nent, à leur partie d'extrémité inférieure, des éléments de roulement sur la voie de circulation longitudinale et sur lesquelles repose, à leur partie supé- rieure, la poutre transversale du portique. Sur la poutre transversale du pont roulant ou du portique, un chariot est monté mobile sur une voie horizontale de direction transversale. Un châssis supérieur est suspendu en dessous du chariot par l'intermédiaire de câbles de levage en relation d'entraînement avec des moyens moteurs de levage. Généralement, de manière à réduire les oscillations de la charge qui peuvent être dues aux accélérations ou aux décélérations lors des dépla- cements du portique ou du pont roulant ou aux pressions aérodynamiques du vent sur la charge et les agrès de levage, I'ensemble de treuils et de câ- bles de suspension au chariot est réalisé sous la forme d'un dispositif anti- balancement. Un tel dispositif anti-balancement peut comporter en particu- lier des nappes de câbles inclinées par rapport à la direction verticale et placées de manière croisée ou angulaire dans les plans transversaux et longitudinaux du dispositif de manutention. Le châssis supérieur du disposi- tif de manutention, suspendu sous le chariot, porte un dispositif de prise du conteneur comportant des éléments extensibles de prise, qui est générale- ment désigné sous le nom de "Spreader". Dans certains cas, la prise d'un conteneur en dessous du portique ou du pont roulant est rendue difficile par le fait que le conteneur, qui est par exemple disposé sur le plateau d'une remorque ou d'une semi- remorque, se trouve désaxé par rapport à la direction longitudinale du portique ou du pont roulant, I'axe longitudinal du conteneur faisant un certain angle avec la di- rection longitudinale de circulation du portique ou du pont roulant. En outre, le conteneur peut être dans une position inclinée par rap- port au plan horizontal sur le plateau de la remorque ou de la semi- remorque. Dans un cas comme dans l'autre, le dispositif de prise du dispositif de manutention ne se trouve pas orienté de manière que la prise du conte- neur soit réalisée facilement et rapidement. Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif de manuten- tion de conteneurs comportant une voie de circulation horizontale de direc- tion longitudinale, une structure montée mobile sur la voie de circulation horizontale et comportant une voie de circulation transversale perpendicu- laire à la voie de circulation longitudinale, un chariot monté mobile sur la voie de circulation transversale, un châssis supérieur suspendu au chariot par l'intermédiaire de câbles de levage en relation d'entraînement avec des moyens moteurs de levage et un ensemble de prise et de suspension d'un conteneur, suspendu sous le châssis supérieur, ce dispositif permettant d'assurer sans difficulté la prise de conteneurs qui peuvent être fortement désaxés par rapport à la direction longitudinale ou même placés dans une direction sensiblement différente de la direction longitudinale et qui peuvent être inclinés par rapport au plan horizontal, dans leur position de prise. Dans ce but, I'ensemble de prise et de suspension du conteneur comporte: un châssis intermédiaire monté rotatif sous le châssis supérieur autour d'un axe vertical, - un châssis de reprise monté pivotant sous le châssis intermédiaire autour d'un axe horizontal de direction transversale, portant un moyen de préhension du conteneur, - des moyens de réglage de l'orientation du châssis intermédiaire autour de l'axe vertical de montage rotatif sur le châssis supérieur, consti- tués par deux vérins intercalés entre le châssis supérieur et le châssis in- termédiaire, et - des moyens de réglage de l'inclinaison du châssis de prise autour de l'axe de pivotement transversal constitués par au moins un vérin inter- calé entre le châssis intermédiaire et le châssis de reprise. 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'un dispositif de manutention suivant l'invention cons- titué par un portique de chargement de camions. La figure 1 est une vue de face en élévation du portique de manuten- tion de conteneurs. La figure 2 est une vue de face schématique du chariot du portique et des éléments suspendus au chariot. La figure 3 est une vue de côté suivant 3 de la figure 2. La figure 4 est une vue de dessus schématique du chariot représenté sur les figures 2 et 3 et des treuils et câbles de levage. La figure 5 est une vue de dessus des moyens de réglage d'orienta- tion du châssis intermédiaire du dispositif de manutention. La figure 6 est une vue schématique du circuit d'alimentation hydrau- lique des vérins d'orientation représentés sur la figure 5. Sur la figure 1, on voit un portique de manutention de conteneurs désigné de manière générale par le repère 1. Le dispositif de manutention de conteneurs est utilisé pour charger ou décharger la remorque ou la semi-remorque d'un camion 3 destiné au transport de conteneurs 2 qui peuvent être stockés dans une zone accessi- ble pour le portique 1. Le portique 1 comporte des colonnes telles que 4 comprenant, à leur partie inférieure, un ensemble moteur de roulement 5 sur le sol 6 de l'aire de chargement des camions 3 dans une direction de circulation longitudi- nale perpendiculaire au plan de la figure 1. Sur la partie supérieure des colonnes 4 du portique est montée une poutre de circulation horizontale supérieure 7 comportant des rails de cir- culation d'un chariot 8 dans la direction transversale perpendiculaire à la direction longitudinale de circulation du portique. Le chariot 8 supporte, par l'intermédiaire de treuils 9 et de câbles 10, un châssis supérieur 11 auquel est suspendu un ensemble de prise 12 au- quel est accroché le conteneur 2a. Comme il est visible sur les figures 1, 2 et 3, I'ensemble 12 comporte un châssis intermédiaire 13 monté mobile en rotation autour d'un axe verti- cal sous le châssis supérieur 11 par l'intermédiaire d'une couronne d'orien- tation 14. Le spreader 15 est fixé, par l'intermédiaire de moyens de verrouillage mécaniques 17, à actionnement manuel, sur un châssis de reprise 16 qui est lui-même suspendu en dessous du châssis intermédiaire 13, de manière pivotante autour d'un axe 18 de direction transversale. Des oreilles de suspension 19 sont fixées sous le châssis intermé- diaire 13 et comportent des ouvertures alignées dans lesquelles est monté l'axe 20 de suspension pivotante du châssis de reprise 16 et du spreader 15. Les trous alignés des oreilles 19 dans lesquels est engagé l'axe 20 de suspension pivotante du châssis de reprise 16 sont disposés suivant l'axe de pivotement 18. Le chariot 8 comporte des roues 21 pour son déplacement sur deux voies de circulation du portique 1 de direction transversale disposées sui- vant la longueur de la poutre supérieure 7 du portique. Le chariot 8 porte un moteur asynchrone 22 dont l'arbre d'entraîne- ment est relié, par l'intermédiaire d'un accouplement, à un réducteur 23 as- surant l'entraînement des deux treuils 9. Sur chacun des treuils 9 sont enroulés quatre câbles 10 passant sur des poulies de renvoi horizontales 24 et sur des poulies de renvoi verticales 25. Deux sorties de câble de chacun des tambours de treuil 9 passent successivement sur l'une des quatre poulies de renvoi horizontales 24 et sur une poulie de renvoi verticale 25. Les quatre autres sorties de câble passent directement sur des poulies de renvoi verticales 25. Le châssis supérieur 11 porte, sur sa face supérieure, huit poulies de renvoi 26 assurant la suspension du châssis supérieur 11 sous le chariot 8. Chacun des huit câbles 10 passe successivement sur une poulie verticale 25 du chariot 8 et sur une poulie de renvoi et de suspension 26 du châssis supérieur 11, de manière que quatre câbles de levage constituent, dans les plans transversaux du dispositif de manutention, comme il est visi- ble sur la figure 2, des nappes en X, et que les quatre autres câbles de le- vage constituent, dans des plans longitudinaux, comme il est visible sur la figure 3, des nappes en V. Les nappes en X transversales permettent de stabiliser la charge constituée par le spreader 15 et le conteneur 2a, dans la direction transver- sale et les nappes en V permettent de stabiliser la charge dans la direction longitudinale, pendant le déplacement du portique sur sa voie longitudinale de roulement. Selon l'invention, les moyens d'orientation du châssis intermédiaire 13 autour de l'axe de la couronne d'orientation 14 sont intercalés entre le châssis supérieur 11 et le châssis intermédiaire 13. Ces moyens sont constitués par deux vérins hydrauliques 27, dont le corps de vérin est fixé de manière articulée sur une oreille 28 fixée sous le châssis supérieur 11 et dont la tige de vérin est fixée de manière articulée sur une partie du châssis intermédiaire 13, les vérins 27 ayant une disposi- tion sensiblement horizontale. Le montage articulé des vérins 27 sur le châssis supérieur 11 et sur le châssis intermédiaire 13 est réalisé de ma- nière telle que le corps et la tige de vérin puissent pivoter par rapport au châssis supérieur 11 et par rapport au châssis intermédiaire 13, autour d'axes verticaux. Un vérin hydraulique 29 disposé sensiblement à la verticale est de plus intercalé entre le châssis intermédiaire 13 et le châssis de reprise 16, le corps de vérin étant monté de manière articulée sur l'un des châssis, au- tour d'un axe horizontal et la tige de vérin étant montée articulée autour d'un axe horizontal sur l'autre châssis. Par exemple, le corps de vérin peut être monté articulé autour d'un axe horizontal sur une oreille solidaire du châssis intermédiaire 13 et la tige de vérin montée articulée autour d'un axe horizontal sur une partie supé- rieure du châssis de reprise 16. Il est ainsi possible de régler, par commande des vérins 27, I'orienta- tion du châssis intermédiaire 13 et donc du spreader 15 de manière très précise, de manière à pouvoir effectuer la prise d'un conteneur disposé sous le portique dans une position désaxée, c'est-à-dire avec son axe lon- gitudinal faisant un certain angle avec l'axe longitudinal de déplacement du portique. Il est également possible d'assurer la dépose d'un conteneur dans une position parfaitement alignée longitudinalement sur la remorque d'un camion placé dans une position telle que l'axe longitudinal de la remorque fasse un certain angle avec l'axe longitudinal de déplacement du portique. Grâce au vérin de commande d'inclinaison 29, il est possible de ré- gler l'inclinaison du spreader 15, de manière à assurer sans difficulté la prise d'un conteneur dans une position inclinée dans sa direction longitudi- nale, en dessous du portique. L'utilisation de deux vérins d'orientation, comme il sera montré ci- dessous, permet de régler de manière très précise l'orientation du châssis intermédiaire, du châssis de reprise et du spreader autour de l'axe vertical de la couronne d'orientation, avec une très grande amplitude de réglage. Sur la figure 5, on a représenté deux vérins d'orientation 27a et 27b dont le corps 30a ou 30b est fixé de manière articulée autour d'un axe verti- cal 31 a ou 31 b en dessous du châssis supérieur 11 du dispositif de manu- tention. La tige 32a du vérin 27a et la tige 32b du vérin 27b sont montées articulées par leurs extrémités libres autour d'axes respectifs verticaux 33a et 33b sur le châssis intermédiaire 13 du dispositif de manutention repré- senté sous la forme d'un plateau circulaire monté rotatif autour de l'axe 34 de la couronne d'orientation 14. Sur la figure 5, on a représenté en traits pleins les vérins 27a et 27b dans une position entièrement symétrique par rapport à un plan vertical 35 passant par l'axe 34 d'orientation du support intermédiaire 13. Dans cette position, les tiges 32a du vérin 27a et 32b du vérin 27b présentent une même longueur extraite du corps de vérin correspondant 30a ou 30b. Comme il est visible sur la figure 6, les chambres des vérins 27a et 27b à double effet sont reliées par l'intermédiaire de canalisations 40a, 40b d'un circuit hydraulique 40 et d'un distributeur 36, à une source de fluide hydraulique sous pression 37 et à une bâche 38 de récupération de fluide mise à l'atmosphère. Sur les canalisations 40a et 40b du circuit 40 reliant les chambres des vérins au distributeur 36 sont disposés des clapets anti-retour 41a et 41b et chacune des canalisations 40a et 40b est reliée à une chambre du vérin 27a et à une chambre du vérin 27b dans des dispositions opposees quant au sens d'actionnement de la tige du vérin (extraction ou rétraction). Les clapets 41a et 41b sont commandés à l'ouverture dans le sens opposé au sens normal de circulation du fluide, par la pression du fluide dans la canalisation 40a ou 40b sur laquelle se trouve le second clapet 41 b ou 41a. De cette manière, lorsque les chambres des vérins 27a et 27b sont alimentées par la canalisation 40a, le retour du fluide hydraulique à la bâ- che 38 est assuré par la canalisation 40b et la tige 32a du vérin 27a se dé- place dans le sens de la rétraction à l'intérieur du corps 30a du vérin, la tige 32b du vérin 27b se déplaçant dans le sens de l'extraction du corps 30b du vérin 27b. Au contraire, lorsque les chambres sont alimentées par l'intermé- diaire de la canalisation 40b, le retour du fluide se faisant par la canalisa- tion 40a, la tige 32a du vérin 27a se déplace dans le sens de l'extraction et la tige 32b dans le sens de la rétraction à l'intérieur du corps de vérin 30b. De cette manière, les vérins d'orientation 27a et 27b produisent un couple tendant à faire tourner le châssis intermédiaire 13 dans un sens ou dans l'autre, sous l'effet moteur de l'un des vérins d'orientation à la fois, les tiges des vérins étant montées articulées à leurs extrémités libres en deux points espacés suivant un cercle d'axe 34, sur le châssis intermédiaire 13. La disposition des vérins par rapport au châssis intermédiaire et l'amplitude d'extraction des tiges de vérin sont telles que chacun des vérins assure la rotation du châssis intermédiaire 13 autour de l'axe 34, suivant des déplacements successifs de 100 , d'un côté ou de l'autre du plan de trace 35 sur la figure 5. A partir de la position symétrique des vérins 27a et 27b représentée sur la figure 5, il est possible de déplacer le châssis intermédiaire 13 en rotation autour de l'axe 34, dans le sens horaire représenté par la flèche + sur la figure 5, par commande du distributeur 36 du circuit hydraulique pour que le vérin 27a se déplace dans le sens de l'extraction de sa tige 32a et le vérin 27b dans le sens de la rétraction de sa tige 32b. Les positions initiales des points d'articulation 33a et 33b des tiges de vérin sur le châssis 13 sont désignées par a' et b'. Lorsque la tige 32a du vérin 27a a atteint son amplitude maximale d'extraction, le point a' est parvenu en a", par une rotation du châssis 13 de 100 dans le sens horaire au cours de laquelle le second vérin 27b est mo- teur. Le point b' s'est déplacé du fait de la rotation jusqu'à la position b", dans laquelle la tige 32b du second vérin 27b est dans sa position de ré- traction maximale dans le corps de vérin 30b. Bien entendu, le déplacement dans le sens opposé du châssis 13 peut être effectué, le point a" passant en a' et le point b" en b' par une rota- tion de 100 dans le sens anti-horaire, le second vérin 27b qui est le vérin moteur étant actionné dans le sens de l'extraction de sa tige 32b. A partir de la position représentée sur la figure 5, on peut faire tour- ner le plateau 13 dans le sens anti-horaire, en commandant le distributeur 36 pour que le second vérin 27b se déplace dans le sens de l'extraction de sa tige 32b et le premier vérin 27a, qui est alors moteur, dans le sens de la rétraction de sa tige 32a dans le corps de vérin 30a. On peut faire ainsi tourner le châssis intermédiaire 13 d'un angle de dans le sens anti-horaire en faisant passer le point a' en a et le point b' en b, le premier vérin 27a étant alors moteur. La rotation de 100 du châssis 13 dans le sens horaire, pour faire passer le point a en a' et le point b en b', est réalisée par actionnement du premier vérin 27a qui est alors moteur, dans le sens de l'extraction. Les positions du premier et du second vérins correspondant aux points a, b, a" et b" ont été suggérées en traits interrompus. Le dispositif suivant l'invention permet donc de faire tourner le pla- teau intermédiaire 13 auquel est suspendu l'ensemble de prise du conte- neur, de 200 dans un sens et dans l'autre, chacun des vérins ayant un effet moteur successivement sur une rotation de 100 alors que le second vérin n'a pas d'effet moteur. Il est donc possible, en utilisant le dispositif suivant l'invention, d'ef- fectuer la prise de conteneurs ayant une orientation pratiquement quelcon- que en dessous du portique de manutention. De même, le vérin 29 de basculement du châssis de reprise 16 et du spreader 15 permet de régler l'inclinaison du spreader à une valeur précise correspondant à l'inclinaison d'un conteneur dont on veut assurer la prise, sur une plate-forme disposée en-dessous du portique. Les réglages d'orientation et d'inclinaison de l'ensemble de prise du conteneur peuvent être réalisés avec une très bonne précision, de l'ordre de 0,05 . Le dispositif de manutention suivant l'invention permet donc d'effec- tuer la prise et la dépose de conteneurs de manière simple et précise. De plus, I'utilisation d'une suspension anti-balancement du châssis supérieur sous le chariot permet d'effectuer très rapidement les déplace- ments du portique et les opérations de levage ou de descente du dispositif de prise et décharge. L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui a été décrit. C'est ainsi qu'on peut envisager l'utilisation de vérins dont les carac- téristiques et la disposition sont telles qu'on puisse effectuer des réglages d'orientation et d'inclinaison suivant des angles différents de ceux qui ont été indiqués plus haut. Les deux vérins d'orientation sont montés et alimentés de manière qu'un seul vérin à la fois ait un effet moteur pour réaliser la rotation du châssis suivant un angle déterminé. Il est possible d'utiliser un ou plusieurs vérins de basculement pour régler l'inclinaison du conteneur, I'amplitude de déplacement du ou des vé- rins d'inclinaison étant telle qu'on puisse réaliser un réglage d'inclinaison dans une plage angulaire déterminée. L'invention s'applique non seulement aux portiques ou aux ponts roulants mais également à tout dispositif de manutention analogue com- portant une voie de circulation longitudinale d'un élément transversal sur lequel se déplace un chariot portant un ensemble de levage d'une charge. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de manutention de conteneurs (2, 2a) comportant une voie de circulation horizontale (6) de direction longitudinale, une structure (1, 7) montée mobile sur la voie de circulation horizontale et comportant une voie de circulation transversale perpendiculaire à la voie de circulation lon- gitudinale, un chariot (8) monté mobile sur la voie de circulation transver- sale, un châssis supérieur (11) suspendu au chariot (8) par l'intermédiaire de câbles de levage (10) en relation d'entraînement avec des moyens mo- teurs de levage (22, 23, 9) et un ensemble de prise et de suspension d'un conteneur (2, 2a), suspendu sous le châssis supérieur (11), caractérisé par le fait que l'ensemble de prise et de suspension (12) du conteneur (2a) comporte: - un châssis intermédiaire (13) monté rotatif sous le châssis supérieur (11) autour d'un axe vertical, - un châssis de prise (16) monté pivotant sous le châssis intermé- diaire (13) autour d'un axe horizontal (18) de direction transversale, portant un moyen de préhension (15) du conteneur, - des moyens de réglage de l'orientation du châssis intermédiaire (13) autour de l'axe vertical de montage rotatif sur le châssis supérieur (11), constitués par deux vérins (27a,27b) intercalés entre le châssis supérieur (1 1) et le châssis intermédiaire (13), et - des moyens de réglage de l'inclinaison du châssis de prise (16) autour de l'axe de pivotement transversal (18) constitués par au moins un vérin (29) intercalé entre le châssis intermédiaire (13) et le châssis de re- prise (16). 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens de réglage de l'orientation du châssis intermédiaire (13) sont cons- titués par deux vérins (27a, 27b) disposés sensiblement horizontalement, ayant chacun un corps (30a, 30b) articulé autour d'un axe vertical sous le châssis supérieur (11) et une tige (32a, 32b) articulée à son extrémité libre autour d'un axe vertical sur le châssis intermédiaire (13). 3.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, ca- ractérisé par le fait que les vérins (27a, 27b) constituant les moyens de ré- glage de l'orientation du châssis intermédiaire sont alimentés en fluide hy- draulique par un circuit hydraulique (40) comprenant deux canalisations (40a, 40b) reliées chacune à l'une des chambres d'un premier vérin (27a) et à une chambre du second vérin (27b) dans une disposition opposée, les canalisations (41a, 41b) étant reliées, par l'intermédiaire d'un distributeur (36), à une source de fluide hydraulique (37) et à une bâche de récupéra- tion de fluide (38), de manière qu'on puisse, soit alimenter le premier vérin (27a) dans le sens de l'extraction de sa tige, le second vérin (27b) étant ac- tionné dans le sens de la rétraction de sa tige (32b), soit alimenter le se- cond vérin (27b) dans le sens de l'extraction de sa tige (32b), le premier vérin (27a) étant actionné dans le sens de la rétraction de sa tige (32a), les tiges (32a) du premier vérin (27a) et (32b) du second vérin (27b) étant arti- culées sur le châssis intermédiaire (13) autour d'axes verticaux (33a, 33b), de manière à créer un couple pour la mise en rotation du châssis intermé- diaire (13) dans un sens ou dans l'autre. 4.- Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que le premier et le second vérins (27a, 27b) ont une disposition par rapport au châssis intermédiaire (13) et présentent une amplitude d'extraction de leur tige respective (32a, 32b) telles qu'ils assurent des déplacements succes- sifs en rotation du châssis (13) suivant un angle prédéterminé, dans un sens ou dans l'autre, l'un des vérins (27a, 27b) étant moteur et l'autre vérin (27a, 27b) n'étant pas moteur au cours de chacun des déplacements suc- cessifs du châssis intermédiaire suivant l'angle de rotation prédéterminé. 5.- Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que l'angle de rotation prédéterminé pendant lequel chacun des vérins a un effet moteur, l'autre vérin n'ayant pas d'effet moteur, est de l'ordre de 100 . 6.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, ca- ractérisé par le fait que les câbles de levage (10) par l'intermédiaire des- quels le châssis supérieur (11) est suspendu au chariot (8) constituent, avec des poulies de renvoi (24, 25) fixées sur le chariot (8) et avec des poulies de renvoi et de suspension (26) fixées sur le châssis supérieur (11), un dispositif anti-balancement. 7.- Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que les câbles de levage (10) constituent des nappes en X dans des plans de di- rection transversale du dispositif de manutention et des nappes en V dans des plans de direction longitudinale du dispositif de manutention. 8.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, ca- ractérisé par le fait que le châssis intermédiaire (13) est monté rotatif sous le châssis supérieur (11) par l'intermédiaire d'une couronne d'orientation (14) d'axe vertical. 9.- Dispositif de manutention suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 à 8, caractérisé par le fait que le dispositif de manutention est ur) portique de chargement et de déchargement de conteneurs (2). 10.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que le dispositif de manutention est un pont roulant de chargement et de déchargement de conteneurs (2).