Brevet FR2764239A1 — publié le 19981211

La présente invention concerne un appareil rassemblant plusieurs fonctions utiles à la manipulation, par un seul opérateur, de roues simples ou jumelées de poids lourds, équipées ou non du moyeu de roue avec son tambour de frein. En effet on sait que les forces nécessaires à une telle manipulation sont supérieures à l'effort musculaire qu'un homme peut développer. Actuellement les systèmes de dépose-roue existants ont pour fonction principale de garder la roue dans le plan vertical, tout en permettant la mise à hauteur de celle-ci depuis le sol jusqu'au niveau requis pour la dépose sur l'axe de l'essieu (AV ou AR). L'appareil que nous appellerons " chariot manipulateur ", permet de saisir une ou (deux) roue(s) par les bords intérieurs de la jante, de type base creuse seats 15 , de manipuler celle-ci dans l'espace dans les axes conventionnels X, Y, Z, d'effectuer une rotation en chape R1, perpendiculaire à l'axe de la roue, supérieure à 100" et une rotation coaxiale R2, dans l'axe de la roue, pour réglage angulaire de la position des trous de fixation de la jante. En bloquant tout ou partie des axes ainsi décrits, ce chariot manipulateur devient un poste de travail très ergonomique, car il est réglable à la morphologie de l'opérateur. Le domaine d'application de la présente invention est de réaliser aisément par un opérateur: - la manutention rapide et sûre d'une roue ou d'un ensemble de roues comme défini figure 1 (composé de deux pneumatiques (1), de deux jantes base creuse 15 (2), d'un tambour de frein (3), d'un moyeu porte bague de roulement et joint (4), le tout assemblé par des boulons (5), pour tous véhicules poids lourds, - la dépose au sol en position horizontale de la roue, moyeu et tambour de frein, - la dépose horizontalement et en hauteur de la roue dans une machine fixe de lavage à chaud, - la levée des roues à la hauteur exacte des essieux avec réglage du carrossage, - la sortie ou le placement du jumelage roues/tambours sur la fusée, - la mise en place des ensembles jumelage/tambours sur tous types de rectifieuse de tambours, - la maintenance des doubles réductions de pont, - en position poste de travail, le remplacement des roulements ou joints d'étanchéité, et ceci sur tous véhicules industriels, transport en commun, travaux publics, agricoles, matériels spéciaux et militaires. Pour réaliser toutes les opérations citées ci-dessus, le chariot manipulateur est schématiquement constitué, (figure 2a): - d'une base montée sur quatre roulettes pivotantes permettant des déplacements horizontaux suivant les axes conventionnels X et Y, - d'une translation verticale suivant l'axe Z avec une course supérieure à 1000 mm, - d'une rotation en chape R1 avec débattement angulaire supérieur à 100 , - d'une rotation coaxiale R2 de +/- 1800, - d'un préhenseur amovible, spécifiquement adapté à l'objet à manipuler. Les fonctions décrites ci-dessus, objet de la présente invention, permettent 5 degrés de liberté aux matériels à manipuler, contre 3 degrés de liberté pour la plupart des dépose-roues existants sur le marc hé. Les éléments constituant le chariot manipulateur sont pour la (le) (figure 2b): - BASE, un chassis ( 6 ) constitué de deux longerons latéraux reliés par une traverse pour former un "C", sur lesquels viennent se fixer quatre roulettes pivotantes ( 8 ); une solution à deux roulettes fixes ( 7 ) (une sur chaque longeron) et deux roulettes pivotantes ( 8 ) sur la traverse, est possible également. Pour l'utilisation en poste de travail, deux patins d'immobilisation ( 37 ) sont fixés sous la traverse créant une liaison entre le sol et le chassis. - TRANSLATION Z, deux montants latéraux ( 26 ) de profil en U, reliés entre eux par une traverse supérieure ( 27 ), formant ainsi un portique. Ils sont soudés sur la base légèrement désaxée, pour permettre à deux chariots manipulateurs en vis-à-vis de s'emboîter l'un dans l'autre, tout en ayant l'axe préhenseur commun. Un cadre mobile ( 11 ) équipé de quatre galets ( 12 ), roulent à l'intérieur des montants en U ( 26 ). Deux flasques latérales ( 28 ) en tôle sont reliées par une traverse ( 29 ) de profil adapté. Une succession de trous percés verticalement sur les flasques permettent à l'opérateur de créer une liaison à l'aide d'une broche ( 30 ), entre les montants ( 26 et le cadre mobile ( 11 ) lors de l'utilisation du chariot manipulateur en poste de travail. La commande de translation verticale Z est réalisée à l'aide d'un vérin hydraulique ( 9 ). Il est fixé par son fond sous la traverse supérieure ( 27 ) débordante du portique. Sur la tige du vérin sont fixés deux réas ( 31 ). Deux câbles ( 32 ) sont moufflés sur ces réas, dont les extrémités sont fixées, pour une part à la traverse supérieure, et pour l'autre part aux flasques du cadre mobile. Quatre poulies ( 33 ) solidaires de la traverse supérieure permettent le cheminement des câbles. L'utilisation de deux câbles permettent un déplacement parfaitement synchronisé du cadre mobile. - ROTATION EN CHAPE R1, une barre de torsion ( 14 ) montée sur pivots à chaque extrémité, prenant appui sur les flasques ( 28 ) du cadre mobile ( 11 ). Des leviers ( 34 ) soudés sur cette barre ( 14 ), permettent par l'intermédiaire de vérins ( 13 ) installés de part et d'autre de réaliser la rotation en chape R1. Les vérins ( 13 ) créent une liaison évolutive entre les leviers ( 34 ) de la barre de torsion (1lof) et les flasques latérales ( 28 ) du cadre mobile ( 11 ). Le choix de la course définit la valeur angulaire recherchée qui doit être au moins de 100 . Cette rotation permet à l'opérateur de faire évoluer dans l'espace le matériel solidaire du préhenseur depuis le plan horizontal à un plan incliné arrière en passant par un plan vertical. Dans la position plan incliné arrière une broche ( 35 ) rend solidaire un des leviers ( 34 ) de la barre de torsion ( 14 ) avec la flasque latérale (28) du cadre mobile ( 11 ) créant ainsi un poste de travail pour l'inspection ou le changement de joints ou roulements... La barre de torsion devient le support de fonction amovible, telle que la rotation coaxiale R2, la préhension, ou tout autre outillage nécessaires à la maintenance de matériels. - ROTATION COAXIALE R2, cette rotation est réalisée par deux viroles ( 20 & 25 ) reliées entre elles par une rangée de billes ou de rouleaux croisés ( 36 ), constituant ainsi une couronne d'orientation. Une des viroles est rendue solidaire de la barre de torsion ( 14 ) de la rotation en chape R1 par deux équerres ( 21 ) avec vis de verrouillage ( 22 rendant ce sous-ensemble totalement amovible et interchangeable. Sur l'autre virole, le préhenseur peut être fixe ou également amovible en fonction des problèmes à résoudre. Cette couronne d'orientation est équipée d'un frein permettant à l'opérateur d'immobiliser la rotation R2 à la position choisie. En fonction de la spécificité du préhenseur, l'une ou l'autre (intérieure ou extérieure) des viroles peut être rendue solidaire de la rotation en chape R1. - POSTE DE TRAVAIL, la rotation R1 en position plan incliné maxi arrière, procure une ergonomie idéale pour l'opérateur pour intervenir à l'intérieur de la roue, par exemple pour réaliser l'inspection ou le changement de joint ou roulement de roue sur un moyeu. Afin de sécuriser ce poste de travail, les axes X et Y sont bloqués par deux patins escamotables ( 37 ), et les axes Z et R1 par des broches également escamotables ( 30 & 35 ). - PREHENSEUR, actuellement la préhension d'une roue de poids lourds est réalisée à l'aide d'un dépose-roue dont l'architecture est la suivante. Une fourche à deux bras vient s'insérer sous le pneumatique et la translation verticale Z est assurée par un vérin hydraulique ou mécanique. Par mesure de sécurité, une chaîne est passée autour de la roue afin de la maintenir verticalement. Quatre roulettes placées sous l'appareil permettent son déplacement en X et Y. Le préhenseur, objet de la présente invention, permet de saisir la roue par le bord d'accrochage du pneu de la jante ( 2.1 ), et de rendre totalement solidaire mécaniquement la roue du chariot manipulateur, permettant à l'opérateur de faire évoluer celle-ci dans l'espace au gré de sa volonté. Ce principe peut être appliqué pour manipuler les moyeux, tambours, disques et tout autre élément pour la maintenance de véhicules roulants. Le préhenseur, pour saisir une roue, utilise les caractéristiques géométriques des jantes actuelles. En effet, une jante de type base creuse seats 15 équipant la plupart des véhicules roulants actuels, a de par sa conception un profilage très particulier. Chaque face extérieure de la jante comporte une gorge (2.1) de rayon suffisamment important, que nous allons utiliser comme élément femelle du système de fixation, le crampon plaqueur (23) étant l'élément mâle de ce dispositif. Ce principe est illustré par la figure 4. Le préhenseur est composé d'une couronne complète ou partielle (20) dont le diamètre intérieur permet le libre passage du voile de la jante. Deux équerres ( 21 ) avec vis de verrouillage ( 22 permettent de rendre solidaire le préhenseur de la rotation R2 ou R1, ceci en fonction du process de maintenance retenu. Le centre du préhenseur est désaxé de 250 mm environ de la barre de torsion R1, dégageant ainsi totalement l'accès aux organes de l'essieu, pour que l'opérateur puisse utiliser aisément les outillages pneumatiques. La couronne supporte au minimum deux ou plusieurs crampons plaqueurs ( 23 ), venant se loger dans le bord intérieur de la jante. Ces crampons plaqueurs sont commandés par un excentrique hélicoïdal ( 24 ) dont la faible rampe rend indésserrable le dispositif quelque soit sa position. Par mesure de sécurité, la manoeuvre de l'excentrique est réalisée par une action volontaire de l'opérateur à l'aide d'une clé à oeil ou à fourche appropriée et non par un levier solidaire de l'excentrique. - COMMANDE HYDRAULIQUE, (figure 3), lors de l'utilisation de ce chariot manipulateur, l'opérateur par sa seule force musculaire va éxécuter les actions suivantes: - verrouillage et déverrouillage du préhenseur, - la rotation R2 ainsi que son verrouillage, - le transfert du chariot manipulateur d'un point à un autre suivant les axes X et Y, - le verrouillage par broches des mouvements de la translation verticale Z et de la rotation en chape R1 pour l'utilisation en poste de travail. Pour la commande de la translation verticale Z et de la rotation en chape R1, une pompe hydraulique simple effet ( 15 ) à commande manuelle aide l'opérateur à réaliser ces mouvements, grâce à un vérin simple effet ( 9 ) pour l'axe Z et de deux vérins simple effet ( 13 ) pour l'axe R1 dont la course est adaptée à la fonction à réaliser. Une vanne trois voies ( 17 ) permet de sélectionner aisément, l'un ou l'autre des circuits ( 18 & 19) que l'on veut utiliser. Un robinet sur le retour d'huile au réservoir est placée sur la pompe ( 15 ) , pour permettre d'affiner les réglages. La pompe peut être motorisée par une commande pneumatique ou électrique sur réseau de distribution ou batterie ( 16 ). REVENDICATIONS Manipulateur d'aide à l'opérateur à action manuelle pour la manutention de roues à jantes base creuse pour tous véhicules roulants associant les cinq fonctions suivantes - SAISIR ( figure 4 ) la roue à l'aide du préhenseur par le bord intérieur de la jante ( 2 ) de type base creuse seals 15" par l'intermédiaire de crampons plaqueurs (23) dont le serrage est assuré par came excentrique hélicoïdal ( 24 ) Saisir à l'aide de préhenseurs spécifiques tout organe composant un essieu (moyeu, tambour de frein, disque de frein...). - ORIENTER ( figure 7 et 8, axes R1 et R2 ) la roue dans l'espace. La rotation R1 supérieure à 100" permet de positionner l'axe de de la jante ( 2 ) horizontalement ou verticalement, ou vice-versa. Ce système d'orientation est à commande hydraulique. La rotation coaxiale R2 de +/- 180 permet d'orienter l'axe de l., jante ( 2 ) afin de faciliter le positionnement des trous de fixation (le celles-ci ou de permettre la sculpture de la bande de roulement du pneu ( 1 ). La commande de cet axe peut être à commande manuelle ou motorisée. - ELEVER ( figure, 6 axe Z ) la roue dans l'espace pour la déplacer verticalement depuis le sol, à la position la plus appropriée requise par l'opérateur (course supérieure à 100) mm). La comlllande de cette élévation peut être réalisée en transmission directe par vérin hydraulique ou par l'intermédiaire de câbles métalliques ou chaînes. - TRANSFERER ( figure 5, axe X-Y ) la roue d'un point à un autre au gré de l'opérateur, le chariot étant équipé de quatre roulettes dont deux sont pivotantes permettant toute liberté de manoeuvre ( option 4 roulettes pivotantes ). - POSTE DE TRAVAIL : Chariot manipulateur devenant poste de travail en bloquant les axes X et Y d'une part et les axes Z et Rt d'autre part. Adaptation par l'opérateur du poste de travail à sa propre morphologie, grâce aux degrés de liberté des différents axes.