Brevet FR2792924A1 — publié le 20001103

L'invention concerne un chariot de manutention au sol, en particulier chariot élévateur à fourche, comprenant des roues avant et arrière, dont au moins l'une peut être motrice et qui sont montées sur un châssis de véhicule, ce chariot comportant un dispositif de préhension de la charge, qui peut être réglé au moins en hauteur à l'aide d'un dispositif moteur, et un dispositif de sécurité qui détecte un basculement du chariot de manutention au sol et qui peut agir au moins par sa liaison avec un émetteur de signal avertisseur. Pendant le fonctionnement de chariots de manutention au sol, il peut se présenter des problèmes de stabilité, causés par la charge et le type de construction, et qui ont des origines statiques ou dynamiques. Dans le cas de chariots élévateurs à fourches, le centre de gravité de la charge est, par nature, en dehors du polygone de sustentation du véhicule. Suivant la grandeur de la charge, la position du centre de gravité de l'ensemble du système varie de façon significative. Dans le cas extrême, il se déplace jusqu'au delà de l'arête de basculement situé du c8té de la charge, ce qui conduit à un basculement du véhicule. Si le centre de gravité de la charge à soulever est décalé latéralement par rapport à l'axe longitudinal du véhicule, le centre de gravité de l'ensemble du système se déplace en direction de la limite latérale du polygone de sustentation du véhicule, et, dans le cas extrême, il dépasse cette limite. Il en résulte alors un basculement latéral du véhicule. Beaucoup de chariots de manutention au sol sont équipés de moyens de manipulation de la charge permettant de modifier la position de la charge après la prise de cette charge. On connaît ainsi, pour les chariots de manutention au sol, des dispositifs de levée télescopiques, inclinables, pouvant se déporter et pivoter. En actionnant les dispositifs de positionnement de la charge, on peut déplacer la position du centre de gravité du chariot de manutention au sol dans n'importe laquelle des directions de l'espace. Ainsi, dans des cas extrêmes, la projection du centre de gravité sur le plan horizontal peut dépasser les limites du polygone de sustentation du véhicule à n'importe quel endroit, ce qui, de nouveau, conduit à l'instabilité. En plus d'un déplacement involontaire du centre de gravité de la charge, avec les conséquences décrites, il peut également se produire un déplacement du centre de gravité par suite de déformations extrêmes de composants du véhicule ou des moyens de manipulation de la charge. Enfin, une cause de problèmes de stabilité statique peut venir de ce que le véhicule se trouve sur un plan incliné. Dans ce cas également, dans certaines conditions, la projection du centre de gravité de l'ensemble sur le plan horizontal sort du polygone de sustentation, dans la direction du poids, sur n'importe laquelle des limites. Comme cause de problèmes de stabilité dynamiques, on doit d'abord citer, un freinage ou des accélérations brutales du chariot de manutention au sol. Dans ce cas, la position du centre de gravité par rapport aux limites du polygone de sustentation n'est pas modifiée, mais les forces d'inertie agissant sur le centre d'inertie des masses du système provoquent un couple de renversement en sens contraire du couple de poids, du fait de leur bras de levier par rapport à la surface d'appui du véhicule. Si le couple de renversement dépasse la grandeur du couple de poids, il en résulte, de nouveau, l'instabilité et le basculement du véhicule. Suivant le même mécanisme, il se produit une instabilité du véhicule lors de la circulation en courbe du chariot de manutention, du fait de la force centrifuge agissant sur le centre de gravité du système. De plus, l'instabilité du chariot de manutention au sol peut être provoquée par des chocs verticaux d'accélération sur des masses de la charge. Par nature, on est contraint de détecter les états instables décrits du véhicule et d'attirer l'attention du conducteur par des signaux d'avertissement sur la situation critique. Partir DE-OS 21 32 842, il est connu d'associer au circuit hydraulique du vérin de levage de chariots de manutention au sol un détecteur qui capte la pression et détermine par l'intermédiaire de la pression, la grandeur de la charge. Par nature, le centre de gravité de l'ensemble du système dépend de la hauteur de la charge. Par DE-PS 46 931, il est, de plus, connu d'introduire en même temps, dans un système de sécurité anti- basculement, à côté des détecteurs de pression dans le circuit hydraulique, également des détecteurs pour déterminer l'inclinaison de l'équipement de levage et pour déterminer la hauteur du moyen de préhension de la charge. De plus, par EP 0 465 838, il est connu de détecter le déplacement relatif entre l'essieu arrière et le châssis du véhicule, pour déterminer, de cette manière, le début du basculement du véhicule autour de son axe avant. Malgré la construction coûteuse du véhicule qui est liée à une telle structure, on peut, par nature, seulement déterminer l'instabilité par rapport à une arête de basculement seulement. Par EP 0 483 493, on connaît un chariot de manutention au sol comportant un dispositif de surveillance de l'état de chargement. Un dispositif de mesure, travaillant, par exemple, à l'aide de jauges extensométriques, relève des forces verticales et des forces horizontales apparaissant parallèlement à l'axe longitudinale du véhicule. Le dispositif de mesure est relié à une unité de traitement des données de mesure, elle-même raccordée à un appareil affichant l'état de chargement. A l'aide du système connu, sont déterminées les charges agissant depuis l'extérieur sur le chariot de manutention au sol, par exemple la masse de la charge à lever, le couple de la charge à lever etc..., et l'ensemble des caractéristiques actuelles du véhicule, par exemple la hauteur de levage, l'inclinaison du mât, etc..., et, à l'aide des données, on détermine les états critiques. Cependant, comme beaucoup de causes peuvent être responsables d'états instables du véhicule, ainsi qu'on l'a dit, le type de détermination des surcharges réclame de devoir détecter et surveiller une multiplicité de données d'états. Par EP 0 873 893, il est, de plus, connu de déterminer des états dynamiques du véhicule, comme la vitesse de déplacement et l'angle de braquage, pour reconnaître également des situations d'instabilité dynamique. Pour cela également, il est nécessaire de déterminer et de traiter une multiplicité de données pour obtenir l'effet de sécurité recherché. Le but de l'invention est de créer un chariot de manutention au sol comportant une sécurité anti- basculement, qui soit réalisée de façon particulièrement simple et qui détermine de façon sûre les différentes instabilités du véhicule. Ce problème est résolu par le fait qu'un détecteur de charge est associé à au moins une roue, et que le dispositif de sécurité présente un dispositif de comparaison qui transmet un signal à l'émetteur de signal avertisseur quand une ou plusieurs des charges mesurées appliquées aux roues sont inférieures à une valeur prédéfinie. Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - l'évolution dans le temps (gradient) de la charge appliquée sur la roue est exploitée et un signal est envoyé à l'émetteur de signal avertisseur, quand la charge appliquée à la roue et le gradient atteignent des valeurs combinées prédéfinies; - le chariot comprend un dispositif de mesure de la charge, qui mesure la grandeur de la charge appliquée à partir de la somme des signaux des détecteurs de charge; - le chariot comprend un dispositif de mesure du centre de gravité, qui mesure la position du centre de gravité à partir des signaux des différents détecteurs de charge; - au moyen de détection de la charge est associé un dispositif de mesure de hauteur et le dispositif de mesure du centre de gravité détermine la position du centre de gravité du système à partir des signaux des détecteurs de charge et du signal du dispositif de mesure de hauteur; - les détecteurs de charge présentent un détecteur de force (dynamomètre), tel qu'une jauge extensométrique, un détecteur piézoélectrique, un détecteur à couche mince, etc...; - les détecteurs de charge comprennent un dispositif de mesure de distance, mesurant la distance entre le moyeu de roue et la surface d'appui au sol, le dispositif de sécurité déterminant la charge appliquée à la roue à partir de la distance mesurée et à partir de la rigidité élastique du pneumatique de la roue et/ou d'une suspension élastique de la roue. L'invention part de la connaissance que chaque type d'instabilité est caractérisé par le fait que les forces de réaction verticales d'une ou de plusieurs roues deviennent nulles. De ce fait, dans le cas de l'invention, à au moins une roue est associé un détecteur de charge de roue, dont les signaux arrivent à un dispositif de comparaison et qui émet un signal d'avertissement quand les charges des roues deviennent inférieures à une valeur limite prédéfinie. Dans le cas de l'invention, il est totalement accessoire de connaître lesquelles des nombreuses causes sont déterminantes pour une instabilité existante ou commençante. Il est finalement déterminant, dans le cas de l'invention, que l'instabilité soit reconnue, ou, respectivement, que l'approche d'un état instable du véhicule soit détectée à temps. Dans le cas de l'invention, sont reconnues des instabilités non seulement statiques, mais aussi dynamiques, et également celles qui sont provoquées par une inclinaison de la surface d'appui. Par l'émission d'un signal d'avertissement, le conducteur du chariot de manutention au sol peut être averti à temps. Mais il est également pensable d'agir sur une ou plusieurs fonctions du chariot de manutention au sol, c'est-à-dire sur la hauteur de la charge, sur le braquage, sur la vitesse du véhicule, sur l'inclinaison du mât, sur le décalage du moyen de préhension de la charge dans la direction de l'axe longitudinal et ou perpendiculairement à ce dernier, sur le réglage en hauteur d'un ou plusieurs amortisseurs, ou similaires. Dans de nombreux cas, les chariots de manutention au sol peuvent également être équipés d'un dispositif de stabilisation s'opposant à l'état instable. Ce dispositif peut, de même, être commandé de manière appropriée pour empêcher le basculement du véhicule. Souvent, il peut ne pas être suffisant de déterminer par une unique valeur définie que la charge de la roue s'approche de la valeur zéro, parce que le déplacement du centre de gravité va souvent très vite, de sorte que des contre-mesures ne peuvent plus être mises en oeuvre, ou ne peuvent plus avoir d'effet. Il est donc avantageux, conformément à une forme d'exécution de l'invention, de comparer le gradient des valeurs mesurées pour la charge de roue à une valeur de consigne mise en mémoire, pour détecter ainsi une approche intempestive vers la valeur limite, ou un dépassement dans un sens ou dans l'autre de celle-ci. Lors de la détermination et du traitement transitoires des charges verticales des roues, il est possible de prédire, avec un procédé approprié de prédiction, l'évolution dans le temps des forces de contact au sol. Cela permet ainsi, de déterminer de façon souple les valeurs acceptables, adaptées à la situation, pour les limites inférieures des charges des roues. De préférence, lorsqu'on s'approche d'un situation critique de basculement, aussi bien la valeur absolue de la charge de roue que le gradient des valeurs de charge de roue sont pris en compte. Dans le cas d'une force d'appui suffisante, une grande valeur de gradient est non critique. Elle le devient si la force d'appui s'approche d'une valeur limite inférieure. L'invention peut avoir une application supplémentaire en ce que l'on compare des sommes des charges de roue relevées dans des états sous charge et hors charge du véhicule d'o on peut calculer la grandeur de la charge soulevée. De plus, la position du centre de gravité du système dans l'espace peut être déterminée, si la hauteur du moyen de préhension de la charge est déterminée à l'aide d'un dispositif mesurant cette hauteur. La mesure des charges de roue peut être exécutée de manière appropriée en mettant en oeuvre des détecteurs de force. Par exemple, on peut utiliser des jauges extensométriques, des détecteurs piézoélectriques, des détecteurs à couche mince, etc... Une autre possibilité consiste, selon l'invention, à mesurer, dans la zone des roues, la distance entre les essieux de roue et la surface d'appui sur le sol. On peut, de même, calculer la charge des roues à partir de la distance et de la rigidité élastique des pneumatiques. On connaît des détecteurs de course appropriés, sans contact, qui travaillent, par exemple, avec un laser. On décrira ci-après brièvement un dessin du système selon l'invention. L'unique figure est un schéma-blocs de fonctionnement de la sécurité anti-basculement selon l'invention. Sur la figure, on a représenté par le cadre 10 un chariot de manutention au sol qui présente deux roues avant et deux roues arrière, ainsi qu'un moyen de préhension de la charge réglable en hauteur. Ces parties ne sont pas représentées, mais sont connues de façon générale. A chaque roue, est associé un détecteur de charge de roue 12, qui peut être réalisé de façon connue, par exemple sous la forme de jauge extensométrique, de détecteur piézoélectrique, de détecteur à couche mince, ou similaire. Les détecteurs de charge 12 envoient un signal à une unité de traitement 14, dans laquelle sont mises en mémoire les valeurs que ne doivent pas prendre les signaux des détecteurs de charge de roue, individuellement ou en combinaison, pour éviter l'instabilité. Mais si un tel état se produit, l'unité de traitement envoie un signal à un émetteur de signal avertisseur 16 et, parallèlement, à un dispositif de stabilisation 18. Le dispositif de stabilisation peut, par exemple, consister à modifier l'état d'amortisseurs télescopiques. Il peut aussi consister à agir sur la direction du véhicule si, par exemple, l'état instable est produit par un braquage trop grand pour une vitesse donnée. Le dispositif de stabilisation peut également agir en abaissant le moyen de préhension de la charge, si on peut ainsi améliorer la position du centre de gravité du système. REVENDICATIONS 1. Chariot de manutention au sol, en particulier chariot élévateur à fourche, comprenant des roues avant et arrière, dont au moins l'une peut être motrice, et qui sont montées sur un chassis de véhicule, ce chariot comportant un dispositif de préhension de la charge, qui peut être réglé au moins en hauteur à l'aide d'un dispositif moteur, et un dispositif de sécurité qui détecte un basculement du chariot de manutention au sol et qui peut agir au moins par sa liaison avec un émetteur de signal avertisseur, caractérisé en ce qu'un détecteur de charge (12) est associé à au moins une roue, et en ce que le dispositif de sécurité (14) présente un dispositif de comparaison qui transmet un signal à un émetteur de signal avertisseur (16) quand une ou plusieurs des charges mesurées appliquées aux roues sont inférieures à une valeur prédéfinie. 2. Chariot de manutention au sol suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'évolution dans le temps (gradient) de la charge appliquée à la roue est exploitée et qu'un signal est envoyé à l'émetteur de signal avertisseur (16) si la charge appliquée sur la roue et le gradient atteignent des valeurs combinées prédéfinies. 3. Chariot de manutention au sol suivant la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif de mesure de la charge, qui, à partir de la somme des signaux des détecteurs de charge, mesure la grandeur de la charge appliquée. 4. Chariot de manutention au sol suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif de mesure du centre de gravité, qui mesure la position du centre de gravité à partir des signaux des différents détecteurs de charge. 5. Chariot de manutention au sol suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'au moyen de détection de la charge, est associé un dispositif de mesure de hauteur, et en ce que le dispositif de mesure du centre de gravité détermine la position du centre de gravité du système à partir des signaux des détecteurs de charge et du signal du dispositif de mesure de hauteur. 6. Chariot de manutention au sol suivant l'une quelconque des revendications i à 5, caractérisé en ce que les détecteurs de charge présentent un détecteur de force (dynamomètre), tel qu'une jauge extensométrique, un détecteur piézoélectrique, un détecteur à couche mince, etc... 7. Chariot de manutention au sol suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les détecteurs de charge présentent un dispositif de mesure de distance, mesurant la distance entre le moyeu de roue et la surface d'appui au sol, et en ce que le dispositif de sécurité détermine la charge appliquée à la roue à partir de la distance mesurée et à partir de la rigidité élastique du pneumatique de la roue et/ou d'une suspension élastique de la roue.