Brevet FR2901261A1 — publié le 20071123

La présente invention concerne un appareil de manutention de charge, notamment de charge suspendue, du type comprenant une structure porteuse se présentant sous forme d'un corps allongé, tel que poutre, rail, bras, et un treuil de manutention de charge porté par ladite structure. io Le transport de charges suspendues, au moyen d'appareils appropriés, est un procédé courant dans de nombreuses industries nécessitant la manipulation de lourdes charges. De nombreux dispositifs existent à cet effet. Ils se composent d'une structure porteuse, généralement une poutre sous laquelle un chariot est monté à coulissement. Ledit chariot peut se déplacer le long de la poutre et 15 présente un treuil motorisé dont le câble est destiné à porter la charge à manipuler. La poutre est elle-même mobile le long de deux rails suspendus, afin d'autoriser un déplacement du treuil selon deux axes. Le câble est apte à s'enrouler ou se dérouler suivant les consignes données par l'opérateur afin de provoquer l'élévation ou l'abaissement de ladite charge. 20 Dans les dispositifs actuels, l'axe longitudinal du treuil est placé parallèlement à l'axe de la poutre de manière à ce que l'axe médian dudit treuil soit en général dans un plan vertical confondu avec celui passant par l'axe longitudinal médian de la poutre. Cependant, le tambour du treuil ayant un rayon non nul, le point 25 de suspension du câble ne se trouve pas à la verticale de l'axe médian de la poutre porteuse. Il en va de même du centre de gravité de l'ensemble treuil et câble qui n'est pas nécessairement situé sur l'axe médian dudit chariot. En effet, la présence habituelle de modules de commandes rapportés sur les faces latérales du treuil décale généralement le centre de gravité de ce dernier 30 latéralement. Dans ce cas, le centre de gravité n'est pas situé à la verticale de l'axe médian de la structure porteuse. Les positions excentrées de la charge et du centre de gravité du treuil vont donc induire un couple sur la structure porteuse comme l'illustre la figure 1. Ce couple peut être relativement important en cas de lourdes charges, si le tambour d'enroulement présente un large diamètre ou bien si le centre de gravité du treuil est considérablement éloigné de l'axe médian dudit treuil. De plus, l'effet ce couple peut être accentué par un balancement éventuel de la charge et il en résulte une flexion voire un endommagement de la structure porteuse ou des moyens de liaison du treuil à s ladite structure. Cet effet est systématiquement présent lorsque la commande de déplacement du chariot s'opère à partir du câble par inclinaison de ce dernier. Un but de l'invention est donc de proposer un appareil de manutention de io charge, notamment de charge suspendue, dont la conception permet de réduire sensiblement, voire d'annuler, tout couple exercé par le treuil et la charge sur la structure porteuse afin d'éviter un endommagement de ladite structure ou des moyens de liaison entre structure et treuil. 15 A cet effet, l'invention a pour objet un appareil de manutention de charge, notamment de charge suspendue, du type comprenant une structure porteuse se présentant sous forme d'un corps allongé, tel que poutre, rail, bras, et un treuil de manutention de charge porté par ladite structure et des moyens de liaison du treuil à ladite structure porteuse, caractérisé en ce que le plan 20 vertical, passant par l'axe d'inertie longitudinal de la structure porteuse, forme, avec le plan vertical passant le centre de gravité du treuil et le point de suspension du câble sur le tambour du treuil, un angle inférieur à 10 de manière à réduire fortement les couples de torsion exercés par le treuil et la charge suspendue à l'extrémité du câble de treuil. 25 Le positionnement du point de suspension de la charge à la verticale de l'axe d'inertie de la structure porteuse permet d'annuler le couple exercé par la charge sur ladite structure alors que le positionnement du centre de gravité du treuil à la verticale dudit axe d'inertie permet d'annuler le couple exercé par 30 ledit treuil sur la structure porteuse. L'invention sera bien comprise à la lecture cle la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 représente un appareil de manutention de charge conforme à l'état de la technique. La figure 2 représente une vue en perspective d'un appareil de manutention de s charge monté sur une structure porteuse. La figure 3 représente une vue de dessous de l'appareil de manutention de la figure 2 et i0 La figure 4 représente une vue partielle en position éclatée des éléments constitutifs d'un appareil de manutention conforme à l'invention. La figure 1 représente un appareil de manutention de charge conforme à l'état de la technique. Cet appareil comporte un treuil, monté à l'extrémité d'une 15 structure porteuse, constituée ici d'un poutre creuse délimitant un chemin de guidage pour un chariot portant ledit treuil. Dans ce cas, le treuil est disposé de manière à ce que son axe longitudinal médian soit placé à la verticale de l'axe longitudinal médian de la structure porteuse. Ainsi, l'effort exercé par la charge sur ladite structure n'est pas exercé à la verticale de l'axe longitudinal de la 20 structure. Cet effort induit un couple de torsion sur ladite structure, ce qui peut l'endommager. De même, la configuration de l'appareil de manutention de charge représenté à la figure 1 ne tient pas compte de la position du centre de gravité du treuil. Si ledit centre de gravité est décalé latéralement par rapport à l'axe longitudinal de l'appareil, un couple de torsion est également induit sur la 25 structure. L'invention a pour but de pallier ces inconvénients et de limiter fortement les couples induits par la charge 13 et l'appareil sur la structure 1 porteuse. Comme représenté à la figure 2, l'appareil de manutention de charge 13, objet 30 de l'invention, est généralement constitué d'un treuil 2 comportant un tambour 6 d'enroulement d'un câble 5 et des moyens d'enrouler et/ou dérouler ledit câble 5. Le treuil 2 est monté sur une structure 1 porteuse et la charge 13 à déplacer est portée par le câble 5. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 2, la structure 1 porteuse est constituée d'une poutre creuse délimitant un chemin 11 de guidage d'un chariot 10, ledit chariot 10 étant couplé par des moyens de liaison appropriés à une platine 7 du treuil 2. Le chariot 10, auquel le treuil est relié, est monté à s coulissement sur la structure 1 porteuse afin d'autoriser notamment un déplacement de la charge 13 suspendue, par déplacement du treuil 2 le long de la structure 1 porteuse. Il doit être noté que la poutre de la structure 1 porteuse est également elle-même généralement rnobile le long de deux rails parallèles pour obtenir un déplacement du treuil 2 suivant au moins deux axes. 10 L'objet de l'invention porte sur le positionnement du treuil 2 par rapport à la structure 1 porteuse. On positionne de préférence le treuil 2 de manière à ce que le plan vertical passant par l'axe (XX') d'inertie longitudinal de la structure 1 porteuse forme, avec le plan vertical passant par le centre 3 de gravité du treuil 15 2 et le point 4 de suspension du câble 5 sur le tambour 6 du treuil 2, un angle inférieur à 10 de manière à réduire fortement les couples de torsion exercés par le treuil 2 et la charge 13 suspendue à l'extrémité du câble 5 de treuil 2. Cette disposition du treuil 2, représentée à la figure 3, permet de réduire fortement voire d'annuler les couples exercés par la charge 13 et le treuil 2 sur 20 la structure 1 porteuse, notamment sur le chariot 10. L'axe longitudinal de la structure 1 porteuse est représenté par la référence )X' sur la figure 3 et correspond ici sensiblement à l'axe longitudinal médian de la poutre constitutive de la structure porteuse. Le but de l'invention est de placer les points d'application des poids de l'ensemble treuil-câble et celui de la charge 13, à la 25 verticale de cet axe de manière à ce que les forces exercées par ces éléments n'induisent pas de couple sur la structure 1 porteuse. Le point d'application du poids du treuil 2 est son centre de gravité. Suivant la configuration dudit treuil 2, et en particulier l'ajout ou non de modules d'automatisme sur ses faces latérales, la position du centre de gravité peut varier. Le réglage de la position 30 du treuil 2 est donc différent d'un modèle de treuil à un autre. Le point d'application du poids de la charge 13 sur le treuil 2 est situé au niveau du point 4 de suspension de ladite charge 13, c'est-à-dire le point du câble 5 le plus proche de ladite charge 13 à être en contact avec le tambour 6 d'enroulement. Le but de l'invention est donc de placer les deux points 3, 4 décrits ci-dessus à 2901261 la verticale de l'axe XX'. Afin de réaliser ce positionnement du treuil 2, il est avantageux de disposer de moyens de réglage de la position dudit treuil 2. Ainsi, le treuil 2 est monté, de préférence, orientable par rapport à la structure 1 porteuse, pour d'une part, optimiser l'alignement entre le plan vertical passant par le centre 3 de gravité du treuil 2 et le point 4 de suspension du câble 5 sur le tambour 6 du treuil 2, et le plan vertical passant par l'axe longitudinal de la structure 1 porteuse et d'autre part, maintenir le point 4 de suspension du câble 5 sur le tambour 6 à io l'intérieur du polygone de sustentation formé par la structure 1 porteuse. Les moyens permettant de régler l'orientation du treuil permettent alors de positionner au mieux le centre 3 de gravité dudit treuil 2 et le point 4 de suspension de la charge 13 à la verticale de l'axe XX' de la structure 1 porteuse. De manière générale, l'orientation du treuil 2 par rapport à la 15 structure 1 porteuse est obtenue par déplacement angulaire dudit treuil 2 par rapport au plan vertical passant par l'axe XX' de la structure 1 porteuse. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 2, le treuil 2 est équipé d'une platine 7 pourvue d'au moins une lumière 8 oblongue, chaque lumière 8 20 oblongue coopérant avec au moins un organe de serrage (non représenté) pour la fixation à ladite platine 7, d'au moins une pièce 12 de liaison du treuil 2 à la structure 1 porteuse, le réglage de l'orientation du treuil 2 par rapport à la structure 1 porteuse étant obtenu à partir de la position de chaque organe de serrage à l'intérieur de sa lumière 8. Le treuil 2 est en effet pourvu d'une platine 25 7 au niveau de sa face supérieure. Ladite platine 7 permet de réaliser la liaison entre le treuil 2 et la structure 1 porteuse et possède une conception particulière. En effet, la platine 7 décrite à la figure 2 est équipée de préférence de deux lumières 8 oblongues. Lesdites lumières 8, permettant le réglage de l'orientation du treuil 2, sont de préférence disposées perpendiculairement à 30 l'axe longitudinal dudit treuil 2. L'utilisation de deux lumières 8 distinctes confère au treuil 2 deux degrés de liberté de mouvement, autorisant ainsi une orientation quelconque de la platine 7 dans un plan horizontal. On peut alors positionner aisément le centre 3 de gravité du treuil 2 à la verticale de l'axe XX' par déplacement du treuil suivant l'axe d'une lumière 8. Une fois la position d'une des lumières 8 par rapport à la structure 1 porteuse déterminée, on règle la position du point 4 de suspension par mouvement du treuil suivant l'axe de la seconde lumière 8. Pour immobiliser le treuil 2 dans une orientation donnée, on utilise au moins un organe de serrage par lumière 8, généralement un boulon. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1, la liaison entre le treuil 2 et le chariot 10 coulissant sous la structure 1 porteuse est réalisée par l'intermédiaire d'une pièce 12 de liaison. Cette la pièce 12 de liaison du treuil 2 à la structure 1 porteuse est munie de lumières 9 oblongues permettant un io réglage de la position dudit treuil 2 suivant l'axe longitudinal de ladite structure 1 porteuse. Cette pièce 12 de liaison est avantageusement constituée d'une plaque métallique pliée affectant la forme d'une équerre, l'une de ses faces 14 étant en appui sur la platine 7 du treuil 2. Cette face 14 porte deux lumières 9 oblongues, disposées parallèlement à l'axe XX' longitudinal de la structure et 15 positionnées de manière à chevaucher chacune l'une des lumières 8 portées par la platine 7 du treuil 2. Ces lumières 9 permettent un positionnement précis du treuil par rapport au chariot 10 dans la direction de l'axe XX' longitudinal de la structure 1 porteuse, conférant ainsi un troisième degré de liberté de mouvement au treuil 2. On utilise de préférence un même organe de serrage 20 pour immobiliser le treuil dans une lumière 8 portée par la platine 7 et dans la lumière 9, recouvrant ladite lumière 8, portée par la pièce 12 de liaison. Une fois le treuil positionné de manière adéquate par rapport aux deux lumières 8 et 9 se chevauchant, on insère un organe de serrage traversant les deux lumières 8, 9 puis on réalise le serrage afin d'immobiliser ledit treuil 2 dans cette 25 position. La présence de ces deux lumières 9 oblongues supplémentaires autorise également une variation d'écartement entre les organes de serrage. On peut ainsi positionner à volonté le treuil 2 n'importe où à l'intérieur des lumières 8 portées par la platine 7, sans rencontrer de problème d'écartement entre les organes censés être insérés dans lesdites lumières 8. 30 Une fois le treuil 2 positionné de manière à ce que la droite reliant le centre 3 de gravité du treuil 2 au point 4 de suspension de la charge 13 soit à la verticale de l'axe XX' de la structure 1 porteuse, le couple induit par la charge 13 et le treuil 2 sur la structure 1 porteuse est nul. Cependant, lors de l'enroulement ou le déroulement du câble 5, le point 4 de suspension de la charge 13 va se déplacer légèrement sur l'épaisseur du tambour 6. Dans le cas le plus général, le tambour 6 d'enroulement présente une forme cylindrique. L'enroulement ou le déroulement du câble 5 provoque donc un déplacement du point 4 de suspension de la charge 13 le long d'une droite parallèle à l'axe longitudinal du treuil 2. Le treuil 2 étant fixe en rotation par rapport à la structure 1 porteuse, le point 4 de suspension de la charge 13 n'est généralement plus à la verticale de l'axe XX'. Le tambour 6 possédant une épaisseur relativement faible par rapport à la longueur du treuil 2, ce déplacement du point 4 de suspension de la charge 13 ne provoque pas un grand décalage. De manière caractéristique, Na droite reliant ledit point 4 de suspension au centre 3 de gravité du treuil présente un angle inférieur à 10 avec l'axe XX' de la structure porteuse. L'angle présentant une faible valeur, le couple induit par les poids de la charge 13 et du treuil 2 reste faible également. Pour pallier cet inconvénient, le tambour 6 d'enroulement du câble 5 présente, dans un mode de réalisation avantageux, une forme sensiblement conique. Dans cette configuration, la génératrice 15 du tambour 6 d'enroulement n'est pas parallèle à l'axe longitudinal. La génératrice 15 du tambour 6 est de préférence disposée de manière à ce que le centre 3 de gravité du treuil 2 soit sur ladite génératrice 15, dans son prolongement. Une fois le treuil 2 positionné pour un point 4 de suspension donné, la génératrice 15 du tambour 6 d'enroulement se trouve à la verticale de l'axe XX" de la structure 1 porteuse. Ainsi, lorsque le point 4 de suspension se déplace le long de la génératrice 15 du tambour, ledit point 4 de suspension reste à la verticale de l'axe XX' et le couple induit par la charge 13 sur la structure 1 porteuse est nul. La structure 1 porteuse représentée aux figures 2 et 3 est une poutre creuse, délimitant un chemin 11 de guidage pour un chariot 10. Ce chariot 10 comprend une pluralité de galets 16 aptes à s'insérer et à coulisser dans ledit chemin 11 de guidage. Les galets 16 sont portés par des pièces 17 présentant une forme de fourche ou d'étrier, chacune de leurs branches étant munie d'un perçage apte à coopérer avec des perçages équipant la branche verticale de la pièce 12 de liaison entre treuil 2 et structure 1. L'immobilisation de ce montage peut être réalisé par un organe de serrage traversant les perçages équipant les fourches 17 et la pièce 12. Ces moyens de liaison du treuil 2 à la structure 1 porteuse sont adaptés à un montage à coulissement du treuil 2 par rapport à ladite structure 1. Cependant, d'autres types de structure porteuse sont s envisageables. Dans un autre mode de réalisation non représenté, la structure 1 porteuse est un bras, articulé ou non, muni de moyens de solidarisation du treuil 2 au voisinage de son extrémité libre. Lorsque le bras est articulé, les mouvements dudit bras permettent de positionner le treuil 2, il n'est donc plus nécessaire de monter ce dernier à coulissement sur la structure porteuse. On lo peut également utiliser une potence comme structure porteuse. Dans ce cas, à nouveau le treuil 2 est généralement fixe sur la potence. Quelle que soit la structure porteuse utilisée, la conception de l'appareil de manutention de charge, objet de l'invention, permet de réduire forternent le couple exercé par la charge sur ladite structure et de prolonger ainsi sa durée de vie. 15 REVENDICATIONS 1. Appareil de manutention de charge, notamment de charge suspendue, du type comprenant une structure (1) porteuse se présentant sous forme d'un corps allongé, tel que poutre, rail, bras et un treuil (2) de manutention de charge (13) porté par ladite structure et des moyens de liaison du treuil (2) à ladite structure (1) porteuse, caractérisé en ce que le plan vertical, passant par l'axe (XX') d'inertie longitudinal de la structure (1) porteuse, forme, avec le plan vertical passant le io centre (3) de gravité du treuil et le point (4) de suspension du câble (5) sur le tambour (6) du treuil (2), un angle (a) inférieur à 10 , de manière à réduire fortement les couples de torsion exercés par le treuil (2) et la charge (13) suspendue à l'extrémité du câble (5) de treuil (2). 15 2. Appareil de manutention de charge selon la revendication 1, caractérisé en ce que le treuil (2) est monté orientable par rapport à la structure (1) porteuse, pour, d'une part, optimiser l'alignement entre le plan vertical passant par le centre (3) de gravité du treuil (2) et le point (4) de suspension du câble (5) sur le tambour (6) du treuil (2) et le plan vertical passant par l'axe 20 longitudinal de la structure (1) porteuse et, d'autre part, maintenir le point (4) de suspension du câble (5) sur le tambour (6) à l'intérieur du polygone de sustentation formé par la structure (1) porteuse. 3. Appareil de manutention de charge selon la revendication 2, 25 caractérisé en ce que l'orientation du treuil (2) par rapport à la structure (1) porteuse est obtenue par déplacement angulaire dudit treuil (2) par rapport au plan vertical passant par l'axe longitudinal de la structure (1) porteuse. 4. Appareil de manutention de charge selon l'une des revendications 1 à 3, 30 caractérisé en ce que le treuil (2) est équipé d'une platine (7) pourvue d'au moins une lumière (8) oblongue, chaque lumière (8) oblongue coopérant avec au moins un organe de serrage pour la fixation à ladite platine (7), d'au moins une pièce (12) de liaison du treuil (2) à la structure (1) porteuse, le réglage de l'orientation du treuil (2) par rapport à la structure (1) porteuse étant obtenu à 9i0 partir de la position de chaque organe de serrage à l'intérieur de sa lumière (8). 5. Appareil de manutention de charge selon la revendication 4, caractérisé en ce que la pièce (12) de liaison du treuil (2) à la structure (1) porteuse est munie de lumières (9) oblongues permettant un réglage de la position dudit treuil (2) suivant l'axe longitudinal de ladite structure (1) porteuse. 6. Appareil de manutention de charge selon la revendication 4, caractérisé en ce que la structure (1) porteuse est constituée d'une poutre io creuse délimitant un chemin (11) de guidage d'un chariot (10), ledit chariot (10) étant couplé par des moyens de liaison appropriés à la platine (7) du treuil (2). 7. Appareil de manutention de charge selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure (1) porteuse est un bras, articulé ou non, is muni de moyens de solidarisation du treuil (2) au voisinage de son extrémité libre. 8. Appareil de manutention de charge selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le tambour (6) d'enroulement du câble (5) présente une 20 forme sensiblement conique.