Brevet FR2861042A1 — publié le 20050422

L'invention se réfère à un chariot de manutention à conducteur accompagnant. Les chariots de manutention à conducteur accompagnant avec timon de direction appartiennent à une catégorie importante de chariots de manutention. Le timon est composé d'un tube de timon ou d'une barre de timon, et d'une tête de timon. La barre de timon est articulée à un bisoir (traverse de direction) de manière à pourvoir pivoter autour d'un axe horizontal, et elle peut être déplacée entre une position verticale dans laquelle, en même temps, un frein est actionné par l'intermédiaire d'un dispositif approprié, et une position inclinée, le véhicule pouvant être actionné de manière guidée dans cette dernière position. II est généralement connu de monter sur la tête de timon des dispositifs de commande, par exemple des organes d'actionnement pour le système d'entraînement et l'action de levage et de descente. On connaît également du document DE 196 07 976 C2 d'attribuer au timon un dispositif de mesure de force qui génère, en fonction de la direction d'actionnement du timon et de la force de traction ou de poussée appliquée au timon, une tension qui est transmise à une régulation afin de donner une consigne pour la direction de rotation et la fourniture d'un courant pour le couple du moteur d'entraînement. Dans ce contexte, il est également connu de disposer le capteur de force qui est destiné à mesurer des forces de traction et de poussée, entre deux pièces mobiles du timon, par exemple entre la tête de timon et la barre de timon. Il est également connu du document DE 197 38 586 Al de réaliser une partie connectée à la tête de timon et mobile par rapport au restant de la barre de timon et de prévoir un dispositif élastique entre les parties mobiles qui retient les parties dans une position neutre. Entre les parties mobiles, un capteur est disposé en plus qui génère un signal pour commander le moteur en fonction du mouvement relatif. Le capteur est un capteur de course et engendre un signal en fonction de la déviation de la tête de timon, signal qui est transmis à un régulateur de position qui produit une valeur de consigne pour un régulateur de courant qui est comparée à la valeur de courant actuel du moteur afin de générer un signal de commande du couple moteur. Dans les deux commandes ou régulations d'entraînement décrites ci-dessus, on peut obtenir, à un niveau agréable du point de vue ergonomique, une régulation de la force de traction et de poussée dépendant de la charge, de la force ou de la vitesse. L'utilisateur obtient la sensation de tirer ou de pousser un véhicule non entraîné. De manière connue, les forces de commande augmentent avec une charge croissante. Il est également connu dans les chariots de manutention commandés par timon de prévoir une direction assistée. Un moteur de direction agit sur le bisoir par l'intermédiaire d'un engrenage et donc sur la roue actionnée afin de faciliter la manipulation du véhicule en particulier avec des charges importantes. L'invention a pour objet de déterminer et de traiter, de manière simple, pour une direction assistée les forces agissant sur un timon d'un chariot de manutention à conducteur accompagnant. Cet objectif est atteint selon l'invention par un chariot de manutention à conducteur accompagnant, comportant un moteur d'entraînement et un timon ayant une tête et une barre et qui est articulé autour d'un axe horizontal à un bisoir du chariot de manutention et dans lequel est logée la roue motrice entraînée par le moteur d'entraînement; un premier dispositif de commande ou de réglage du moteur d'entraînement; un moteur de direction pour une direction assistée; un deuxième dispositif de commande ou de réglage du moteur de direction; et un dispositif à capteur qui génère un signal de consigne pour le deuxième dispositif de commande ou de réglage en fonction d'un mouvement de braquage du timon, caractérisé en ce que la barre de timon raccordée au bisoir par deux points de palier distants horizontalement, et qu'au moins un capteur pour mesurer la force agissant entre la barre de timon et le bisoir est associé à chacun des points de palier, le deuxième dispositif de commande ou de réglage engendrant un signal de commande pour le moteur de direction à partir des signaux fournis par les deux capteurs. Le chariot de manutention selon l'invention peut en outre présenter une ou plusieurs des caractéristiques avantageuses suivantes: - les capteurs mesurent la composante horizontale de force dans les points de palier; le premier dispositif de commande ou de réglage génère un signal de commande pour le moteur d'entraînement à partir des signaux provenant des capteurs et en fonction de la force de traction ou de poussée appliquée au timon; - un élément extensible élastiquement est disposé entre une broche de palier et des ouvertures de palier du bisoir recevant la broche de palier; - l'élément extensible élastiquement est formé par un anneau ou un disque ou similaire en un matériau élastique; - les capteurs mesurent également les composantes verticales de la force appliquée au timon, et qu'un ordinateur détermine la direction de la résultante des composantes de force horizontales et verticales afin de déterminer l'angle d'inclinaison du timon; - le poids du timon est enregistré dans l'ordinateur afin de calculer l'angle d'inclinaison du timon de façon plus précise. Dans le chariot de manutention à conducteur accompagnant selon l'invention, la barre de timon est raccordée au bisoir par deux points de palier distants horizontalement. Ceci n'est pas nouveau en soi. Au moins un capteur est disposé à chacun des deux points de palier afin de mesurer la force entre la barre de timon et le bisoir. Les forces de traction ou de poussée existant à la barre de timon agissent sur les deux capteurs dans la même direction, et elles peuvent donc être additionnées. Par contre, si le timon est pivoté, on obtient des signaux opposés des capteurs sur les points de palier. Ces signaux peuvent être utilisés pour commander un dispositif de direction assistée. Une direction assistée présente d'importants avantages dans des chariots de manutention à conducteur accompagnant plus grands. Ces chariots demandent donc un moteur de direction. En fonction des signaux sur les points de palier, le couple moteur du moteur de direction peut être déterminé. Par conséquent, les capteurs sur les points de palier peuvent produire les valeurs de consigne pour le moteur de direction. Cependant, selon un développement de l'invention, il suffit largement si les capteurs sont disposés de telle manière qu'ils mesurent la composante de force horizontale aux points de palier car la force de direction agit exclusivement dans un plan horizontal. La force de traction et de poussée agissant sur la barre de timon est appliquée en règle générale à l'axe de direction dans un angle par rapport à la verticale ou l'horizontale, respectivement. Cet angle est variable dans une mesure limitée selon l'opération du chariot de manutention et la taille de l'opérateur. Par conséquent, les composantes de force verticales et horizontales sont différentes. Par le placement du capteur à chaque point de palier pour la mesure des composantes horizontales de force, il est quand même possible de déterminer la force de traction ou de poussée agissant sur le tube de timon de façon suffisamment précise et de la convertir en un signal de consigne correspondant pour le premier dispositif de commande ou de réglage. Il est naturellement également possible de mesurer, par un capteur spécial par point de palier, les forces verticales agissant sur le point de palier et de produire un signal correspondant à la force réelle de traction ou de poussée à partir des résultantes de la composante horizontale et verticale. On peut imaginer de faire agir le timon dans la région des points de palier immédiatement sur des capteurs de forces qui, à leur tour, cèdent légèrement de manière élastique. Il est évidemment nécessaire de ramener le timon dans la position neutre après la fin de l'attaque de la force. De manière alternative, il est proposé selon une réalisation de l'invention de disposer un élément extensible élastiquement entre une broche de palier et une ouverture de palier recevant la broche dans le bisoir, par exemple un anneau ou un disque en un matériau élastique. Par exemple, un anneau élastique peut être inséré dans des ouvertures de palier, une broche de palier s'étendant à travers l'ouverture de l'anneau. Les capteurs coopèrent avec les broches de palier ou, respectivement, les extrémités d'une broche de palier traversante, et un mouvement relatif entre le capteur et la broche de palier a par conséquent pour résultat la formation d'un signal de capteur correspondant. La disposition d'un élément élastique au point d'articulation de la barre de timon présente l'avantage qu'on obtient une position neutre univoque en raison des forces de rappel des éléments élastiques. II est connu de mesurer l'inclinaison d'un timon dans un chariot de manutention dirigé par timon, en particulier les positions angulaires dans la région de la verticale et de l'horizontale afin d'actionner un frein et de déconnecter le moteur d'entraînement. Ceci est prévu pour raison de sécurité. Selon une réalisation de l'invention, les signaux provenant des capteurs qui mesurent les forces verticales et horizontales sont utilisés pour déterminer la direction de la résultante. Celle-ci correspond essentiellement à l'inclinaison du timon. L'angle d'inclinaison du timon peut donc être déterminé de manière simple. Un processeur est nécessaire pour cette détermination qui se trouve cependant de toute façon déjà incorporé dans le dispositif de commande ou de réglage. L'invention sera expliquée dans ce qui suit à l'aide de dessins. La figure 1 montre très schématiquement la partie d'entraînement d'un chariot de manutention dirigé par timon avec le timon. La figure la montre un capteur pour un point de palier du timon selon la figure 1. Les figures 2 à 5 représentent très schématiquement la partie d'entraînement de la figure 1 en vue de dessus dans des directions d'entraînement et de braquage différentes. La figure 6 montre un schéma fonctionnel d'une direction assistée. La figure 7 représente une vue en coupe du palier de timon de la figure 1 selon la ligne 7-7. Une roue d'entraînement 10 d'un chariot de manutention à conducteur accompagnant dont les détails ne sont pas représentés, est logée de manière rotative autour d'un axe horizontal dans un bisoir 12. Un moteur d'entraînement 14 est placé sur le bisoir et entraîne la roue d'entraînement 10. Le chariot de manutention comporte également un dispositif de commande ou de réglage du moteur d'entraînement 14 mais qui n'est pas représenté. En plus, on a représenté un moteur de direction 15 qui fait pivoter le bisoir par l'intermédiaire d'un engrenage 17. Un deuxième dispositif de commande et de réglage est associé au moteur de direction mais qui n'est pas représenté non plus. Le bisoir 12 comporte une partie en fourche 16 ayant des ouvertures de palier 18 distancées horizontalement à travers lesquelles s'étend une broche de palier 20. Les ouvertures de palier 18 comportent un anneau élastique inséré 22 ayant une ouverture centrale à travers laquelle s'étend la broche de palier 20. Par conséquent, la broche 20 est articulée de manière élastique. Une barre de timon 24 dont les détails ne sont pas représentés, est reliée à la broche 20. Lorsqu'une force de traction ou de poussée, respectivement, est exercée sur la barre de timon 24 en direction de la flèche double 26, la broche 20 est déviée selon la direction d'actionnement de la barre de timon 24, le degré de déviation étant fonction des forces de traction ou de poussée appliquées, respectivement. Une force de pivotement appliquée à la barre de timon 24, amène une déviation de la broche 20. Dans les fig. 2 à 5, l'articulation est représentée à nouveau de manière schématique. Ces figures montrent également une tête de timon 28 par laquelle l'opérateur saisit le timon. On voit dans les fig. 2 à 5 que la broche de palier 20 est raccordée au bisoir 12 dans deux points de palier distants horizontalement. Un capteur est associé à chacun de ces points de palier, ce qui est indiqué de manière schématique. dans la fig. la, par le signe de référence 30. Ce capteur est associé à la broche de palier 20. Lorsque la broche de palier 20 est déplacée par rapport au capteur 30, par exemple comme indiqué par la flèche double 32, un signal de capteur correspondant est engendré. La grandeur du signal de capteur est une mesure de la force agissant sur le point de palier, par exemple en direction horizontale. Il est indiqué dans la fig. 2 qu'une force de traction 34 est exercée sur la barre de timon 24. Ceci produit deux composantes de force de même direction dans les points de palier ou, respectivement, les capteurs de force qui y sont disposés. Par contre, lorsqu'une force de poussée 36 selon la fig. 3 est appliquée à la barre de timon 28, on obtient des composantes de force opposées de même direction ce qui produit un couple moteur sur le moteur d'entraînement 14 en sens inverse de rotation. Par conséquent, la grandeur des composantes de force en direction de traction ou de poussée détermine le couple moteur sur le moteur d'entraînement 14. La direction des composantes de force, par contre, détermine le sens de rotation du moteur d'entraînement 14. Par contre, si un mouvement de direction est exercé selon la fig. 4 ou 5, il se produit des composantes de force en direction opposée dont la grandeur est utilisée par le dispositif de commande ou de réglage pour établir la valeur de consigne du moteur de direction. Ce moteur est utilisé pour faire pivoter le bisoir 12 autour de l'axe vertical et d'assister l'opérateur au mouvement de guidage. La direction des composantes de force agissant de manière opposée détermine le sens de rotation du moteur de direction, et la grandeur des composantes de force, son couple moteur. Dans la fig. 6, le bloc 21 représente l'opérateur du chariot à timon selon la fig. 1. II exerce une force de direction FM sur le dispositif de capteur 22. Le dispositif de capteur 22 produit de manière analogue à cette force, une tension de commande U qui est transmise à un dispositif de réglage 23 afin de produire un signal de commande I du moteur de direction 15. Ceci entraîne alors la roue guidée 10 avec une vitesse V. La force ou respectivement le couple F exercé par le moteur est, comme représenté, renvoyé au dispositif de capteur 22 qui s'occupe de la formation d'une différence des forces ou des couples. Le moteur de direction 15 est mis en oeuvre en fonction de la force de manière décrite ci-dessus. II se produit de cette manière une commande par asservissement qui confère à l'opérateur une sensation agréable de braquage. Le dispositif de réglage 23 évalue le signal de tension U reçu selon un algorithme préétabli afin de produire le signal de commande I désiré. Le dispositif de réglage 23 peut contenir un régulateur PID (régulateur proportionnel, intégrateur et dérivateur) auquel est appliquée une courbe caractéristique. La fig. 7 montre de façon plus claire l'articulation du timon 24 du chariot selon la fig. 1. II ne paraît pas nécessaire de décrire ces paliers dans tous les détails. REVENDICATIONS 1. Chariot de manutention à conducteur accompagnant, comportant un moteur d'entraînement et un timon ayant une tête et une barre et qui est articulé autour d'un axe horizontal à un bisoir du chariot de manutention et dans lequel est logée la roue motrice entraînée par le moteur d'entraînement; un premier dispositif de commande ou de réglage du moteur d'entraînement; un moteur de direction pour une direction assistée; un deuxième dispositif de commande ou de réglage du moteur de direction; et un dispositif à capteur qui génère un signal de consigne pour le deuxième dispositif de commande ou de réglage en fonction d'un mouvement de braquage du timon, caractérisé en ce que la barre de timon (24) raccordée au bisoir (12) par deux points de palier distants horizontalement, et qu'au moins un capteur (30) pour mesurer la force agissant entre la barre de timon (24) et le bisoir (12) est associé à chacun des points de palier, le deuxième dispositif de commande ou de réglage engendrant un signal de commande pour le moteur de direction (15) à partir des signaux fournis par les deux capteurs (30). 2. Chariot de manutention à conducteur accompagnant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les capteurs (30) mesurent la composante horizontale de force dans les points de palier. 3. Chariot de manutention à conducteur accompagnant selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier dispositif de commande ou de réglage génère un signal de commande pour le moteur d'entraînement (14) à partir des signaux provenant des capteurs (30) et en fonction de la force de traction ou de poussée appliquée au timon. 4. Chariot de manutention à conducteur accompagnant selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un élément extensible élastiquement est disposé entre une broche de palier (20) et des ouvertures de palier (18) du bisoir (12) recevant la broche de palier (20) . 5. Chariot de manutention à conducteur accompagnant selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément extensible élastiquement est formé par un anneau (22) ou un disque ou similaire en un matériau élastique. 6. Chariot de manutention à conducteur accompagnant selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les capteurs (30) mesurent également les composantes verticales de la force appliquée au timon (24), et qu'un ordinateur détermine la direction de la résultante des composantes de force horizontales et verticales afin de déterminer l'angle d'inclinaison du timon (24). 7. Chariot de manutention à conducteur accompagnant selon la revendication 6, caractérisé en ce que le poids du timon (24) est enregistré dans l'ordinateur afin de calculer l'angle d'inclinaison du timon (24) de façon plus précise.