Brevet FR2911861A1 — publié le 20080801

Domaine de l'invention La présente invention concerne un chariot élévateur comportant un mât de levage composé d'une partie fixe et d'au moins une partie mobile verticalement par rapport à celle-ci ainsi que d'une installation de levage de charge mobile le long du mât de levage dans le sens montant et descendant, ainsi qu'au moins un consommateur d'énergie électrique installé sur l'installation de levage de charge ou sur la partie mobile de levage. Etat de la technique Les chariots élévateurs du type défini ci-dessus ont des composants électriques fixés à l'installation de levage de charge (par exemple la fourche) ou sur la partie mobile du mât de levage, et alimentés en énergie électrique par des câbles. Cela est vrai à la fois pour les composants demandant une puissance relativement importante tels que par exemple des moteurs électriques mais aussi pour des composants à faible consommation tels que des capteurs ou des systèmes de prise d'images. Les câbles électriques prévus pour l'alimentation en énergie électrique des consommateurs sont en général enroulés sur un tambour à câble prévu sur le côté du mât de levage. Ce système relativement coûteux crée souvent une gêne au niveau de la sécurité dans la région du mât de levage. De plus, le tambour à câble s'endommage facilement. On ne peut envisager une variante pour les lignes électriques consistant à les placer le long du mât de levage à l'intérieur du mât de levage. Cette solution n'est pas envisageable à cause de la place très ré- duite qui serait disponible. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un chariot élévateur du type défini ci-dessus, permettant une meilleure ali- mentation en énergie électrique du consommateur fixé à l'installation de levage de charge ou à la partie mobile du mât de levage. Exposé et avantages de l'invention Ce problème est résolu selon l'invention dans le cas d'un chariot élévateur du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'au moins un consommateur d'énergie électrique est relié à un convertisseur d'énergie équipant l'installation de levage de charge ou le mât de levage, et qui transforme en énergie électrique, l'énergie disponible au niveau du mât de levage. La caractéristique essentielle de l'invention consiste ainsi à réaliser l'alimentation en énergie du ou des consommateurs portés par l'installation de levage de charge ou de la partie mobile du mât de levage sous forme d'énergie électrique récupérée à partir de l'énergie disponible directement dans l'environnement de l'installation de levage de charge ou du mât de levage. Cela permet d'éviter l'utilisation de lignes électriques installées le long du mât de levage ou l'utilisation d'un tambour à câble prévu dans la région du mât de levage. Suivant un développement avantageux de l'invention, un accumulateur d'énergie électrique est installé entre le convertisseur d'énergie et le consommateur d'énergie électrique, ce qui permet 15 d'assurer l'alimentation en énergie même dans les phases au cours des-quelles la conversion d'énergie n'est pas possible, ou on ne dispose pas d'énergie convertible au niveau du mât de levage. Pour convertir l'énergie ou fournir de l'énergie électrique, on peut appliquer différents principes suivant l'énergie que l'on veut 20 transformer en énergie électrique. Ainsi, selon un développement avantageux de l'invention, le convertisseur d'énergie est un convertisseur qui transforme l'énergie cinétique du mât de levage en énergie électrique. Pour le mouvement naturel du mât de levage, l'énergie 25 pour lever et abaisser est disponible dans l'installation de levage de charge et dans le mât de levage et apparaît sous la forme d'oscillations et de vibrations. Cette énergie de mouvements peut être convertie en énergie électrique par un convertisseur d'énergie approprié et alimenter ainsi le ou les consommateurs d'énergie électrique prévus sur 30 l'installation de levage de charge ou sur la partie mobile du mât de levage. Une application avantageuse de ce principe permet de réaliser le convertisseur d'énergie sous la forme de convertisseur inductif à translation. De tels convertisseurs inductifs sont connus en soi. Ils récupèrent l'énergie à partir de la différence entre les tensions induites générées par le mouvement relatif entre une bobine et un aimant. Suivant une autre caractéristique, le convertisseur inductif comporte un boîtier relié à l'installation de levage de charge ou à la partie du mât et une bobine électrique solidaire du boîtier et le boîtier reçoit un organe oscillant magnétique, mobile linéairement dans la di-rection verticale. Cela permet de convertir l'énergie cinétique de translation produite dans la direction verticale lors du soulèvement ou de l'abaissement et au passage d'irrégularités du sol en énergie électrique. Selon un autre développement avantageux de l'invention, le convertisseur d'énergie est un élément piézo-électrique. L'énergie cinétique de l'installation de levage de charge du mât de levage qui s'exprime par des déformations élastiques de pièces est convertie en énergie électrique. Dans ce contexte, il est également possible que l'élément piézo-électrique coopère avec un composant conduisant du liquide hydraulique sous pression du mât de levage et/ou de l'installation de levage de charge. La variation de la pression d'huile dans les composants hydrauliques (par exemple dans des tuyaux d'installations hydrauli- ques) convertit en énergie électrique par le composant piézo-électrique, les oscillations produites par les opérations de levée et d'abaissement de l'installation de levage de charge ou de la partie mobile du mât de levage et aussi les vibrations produites au passage d'irrégularités du sol. Enfin, il est possible de réaliser le convertisseur d'énergie comme générateur électrique équipé d'un arbre d'entraînement rotatif, l'arbre d'entraînement coopérant avec une transmission qui convertit les mouvements linéaires verticaux de l'installation de levage de charge de la partie mobile du mât de levage en mouvements de rotation. Dans ce contexte il est avantageux que la transmission comporte une roue de friction mobile en hauteur avec l'installation de levage de charge ou de la partie mobile du mât de levage et soit en prise avec un chemin installé par rapport à l'installation de levage de charge ou au mât de levage de façon fixe sur le mât de levage. En variante, la transmission comporte un pignon mobile en hauteur avec l'installation de levage de charge ou la partie mobile du mât de levage et en prise avec une crémaillère portée par le mât de levage et qui est fixe par rapport à l'installation de levage de charge ou à la partie mobile du mât de levage. Selon un autre développement avantageux de l'invention, le convertisseur d'énergie est une cellule solaire. L'énergie lumineuse dans l'environnement du mât de levage est ainsi convertie en courant électrique. Il est également possible de réaliser le convertisseur d'énergie sous forme de générateur électrique comportant une roue de turbine entraînée par le liquide hydraulique dans un vérin hydraulique ou une conduite hydraulique reliée au vérin hydraulique, le vérin coopérant avec l'installation de levage de charge et/ ou la partie mobile du mât de levage. De façon avantageuse, le générateur est intégré dans ce cas dans le vérin hydraulique ou est fixé à celui-ci. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés schématiquement dans les dessins dans lesquels : -la figure 1 est un schéma de principe d'un chariot élévateur selon l'invention, - la figure 2 est une coupe d'un convertisseur inductif à translation, - la figure 3 est une coupe d'une variante d'un convertisseur inductif à translation, - la figure 4 est un schéma de principe d'une variante de réalisation du chariot élévateur selon l'invention, - la figure 5 est un schéma de principe d'une seconde variante de chariot élévateur selon l'invention, - la figure 6 est un schéma de principe d'une troisième variante de réalisation du chariot élévateur selon l'invention, - la figure 7 est une coupe de la région du pied d'un vérin hydraulique et - la figure 8 est une vue partielle en perspective du vérin hydraulique coupé dans la région du pied. Descriptions de modes de réalisation de l'invention Les figures 1 et 4 à 6 montrent respectivement un chariot élévateur en forme de chariot à fourche et contrepoids. Le côté avant du chariot élévateur à fourche est équipé d'un mât de levage 1 le long du- quel se déplace une installation de levage de charge 2 en forme fourche. Le mât de levage 1 peut comporter une ou plusieurs parties mobiles déployables par rapport à une partie fixe du mât (ces parties ne sont pas représentés). Dans ce cas, l'installation de levage de charge 2 est montée de manière connue sur la partie mobile déployable du mât comme mobile verticalement. L'installation de levage de charge 2 ou la partie mobile déployable du mât de levage 1 comporte au moins un consommateur d'énergie électrique 3. Il peut s'agir par exemple d'un capteur de hauteur de levage, d'une caméra vidéo ou d'un moyen analogue. Dans le présent exemple de réalisation selon la figure 1, l'installation de levage de charge 2 comporte un convertisseur d'énergie 4 qui convertit l'énergie cinétique produite lors du soulèvement ou de l'abaissement et aussi sous la forme de vibrations et d'oscillations, en énergie électrique utilisée pour alimenter le ou les consommateurs 3. Dans ce contexte, l'accumulateur d'énergie électrique (non représenté dans les figures) est avantageusement installé entre le convertisseur d'énergie 4 et l'utilisateur 3, par exemple un accumulateur. Comme le montrent les figures 2 et 3, le convertisseur d'énergie peut être un convertisseur inductif à translation. Il dispose d'un boîtier 5 relié à l'installation de levage de charge 2. Le boîtier est équipé d'une bobine 6 en une ou plusieurs parties. Un organe magnétique oscillant 7 est installé dans le boîtier 5. Cet organe oscillant peut osciller verticalement dans le boîtier 5. L'organe oscillant 7 se déplace ainsi verticalement entre deux aimants permanents 8, 9 (figure 2) ou est suspendu à des ressortsspirales 10, 11. L'oscillation verticale de l'organe oscillant 7 excité par le soulèvement et l'abaissement de l'installation de levage de charge 2 ou de la partie mobile du mât de levage induit une tension dans la bobine 6 et l'énergie électrique ainsi récupérée est stockée de façon intermédiaire dans un accumulateur d'énergie électrique non représenté pour être fournie à la demande au consommateur 3 d'énergie électrique. En variante de son montage sur l'installation de levage de charge 2, le convertisseur d'énergie 4 peut également être monté sur la partie mobile déployable du mât de levage 1. Dans la variante de réalisation représentée à la figure 4, le convertisseur d'énergie 4 est un générateur électrique dont l'arbre d'entraînement coopère avec une transmission convertissant en un mouvement de rotation les mouvements verticaux linéaires. La transmission peut comporter une roue à friction 12 roulant sur un chemin de circulation verticale du mât de levage. A la place d'une roue à friction on peut également utiliser une roue dentée en prise avec la crémaillère installée sur le mât de levage 1. La variante de réalisation du chariot élévateur selon l'invention représentée à la figure 5 dispose d'un convertisseur d'énergie 4 sous la forme d'un élément piézo-électrique qui convertit les déforma- tions élastiques des pièces telles que par exemple les déformations pro-duites par les oscillations ou les vibrations, en énergie électrique. Un élément piézo-électrique peut également s'utiliser dans cette variante ; il peut convertir en énergie électrique, les variations de la pression d'huile dans les composants hydrauliques, par exemple dans un tuyau hy- draulique 13 (figure 6), engendrées par l'énergie cinétique. L'élément piézo-électrique coopère ainsi avec un composant dans lequel passe le liquide hydraulique sous pression du mât de levage et/ou de l'installation de levage de charge. Selon une autre variante du chariot élévateur selon l'invention, le convertisseur d'énergie est un générateur électrique muni d'une roue de turbine entraînée par l'agent de pression hydraulique. Le générateur 14 et la roue de turbine 15 peuvent être installés dans la zone de base d'un vérin de levage à piston déployable 18 constituant le vérin hydraulique 16 comme cela est représenté aux figures 7 et 8. L'énergie cinétique du liquide hydraulique qui entre dans le vérin hydraulique 16 (mouvement de soulèvement) et celle qui s'en échappe de nouveau (mouvement d'abaissement), donnent un courant d'huile converti en un mouvement de rotation du rotor de turbine 15 si bien que le générateur 14 l'utilise pour fournir du courant électrique. Le générateur 14 est logé dans un écrou-chapeau 16a fixé à la zone de talon du vérin 16. Le générateur comporte un boîtier 14a logeant l'aimant 14b et une bobine 14c. Le rotor de turbine 15 est fixé sur l'arbre 14 du générateur 4 et l'arbre est monté à rotation dans l'aimant 14b à laide de deux paliers 14e. Les perçages radiaux 17 du boîtier 14a et dans l'écrou-chapeau 16a permettent la sortie de câble du pied du cylindre 16 ; ces câbles, le cas échéant avec des lignes hydrauliques, peuvent être installés comme hydrauliques supplémentaires par rapport à l'installation de levage de charge. Dans le cas d'une consommation de courant interne au vérin (par exemple un capteur mesurant la course du piston) il n'est pas nécessaire d'avoir des perçages radiaux. L'écrou-chapeau 16a est décalé sur la face frontale par rapport à un perçage de branchement A permettant au liquide hydraulique de passer dans le cylindre 16 et de mettre ainsi en mouvement le 15 rotor de turbine 15. L'huile traverse les perçages axiaux B du boîtier 14a du générateur 14 vers la face frontale du piston 18 qui se déploie hors du cylindre 16. L'installation du générateur 14 dans un écrou-chapeau 16a permet de monter le système sur un cylindre en principe quelcon- 20 que grâce à une adaptation appropriée du pied du cylindre. Les figures ne montrent pas d'exemple selon lequel le convertisseur d'énergie 4 équipant l'installation de levage de charge 2 ou le mât de levage 1 sont des piles solaires convertissant l'énergie lumineuse dans l'environnement de l'ossature en énergie électrique. 25 30 REVENDICATIONS 1 ) Chariot élévateur comportant un mât de levage composé d'une partie fixe et d'au moins une partie mobile verticalement par rapport à celle-ci ainsi que d'une installation de levage de charge mobile le long du mât de levage dans le sens montant et descendant, ainsi qu'au moins un consommateur d'énergie électrique installé sur l'installation de levage de charge ou sur la partie mobile de levage, caractérisé en ce qu' au moins un consommateur (3) d'énergie électrique est relié à un convertisseur d'énergie (4) équipant l'installation de levage de charge (2) ou le mât de levage (1), et qui transforme en énergie électrique, l'énergie disponible au niveau du mât de levage (1). 2 ) Chariot élévateur selon la revendication 1, 15 caractérisé par un accumulateur d'énergie électrique entre le convertisseur d'énergie (4) et le consommateur d'énergie électrique (3). 3 ) Chariot élévateur selon la revendication 1 ou 2, 20 caractérisé en ce que le convertisseur d'énergie (4) est un convertisseur d'énergie (4) transformant l'énergie cinétique du mât de levage (1) en énergie électrique. 4 ) Chariot élévateur selon la revendication 2 ou 3, 25 caractérisé en ce que le convertisseur d'énergie (4) est un convertisseur inductif par translation. 5 ) Chariot élévateur selon la revendication 4, 30 caractérisé en ce que le convertisseur inductif comporte un boîtier (5) relié à l'installation de levage de charge (2) ou à la partie mobile du mât et comporte une bobine électrique (6) solidaire du boitier, le boîtier (5) recevant un organe oscillant magnétique (7), mobile linéairement dans la direction verticale. 356 ) Chariot élévateur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le convertisseur d'énergie (4) est un élément piézo-électrique. 7 ) Chariot élévateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément piézo-électrique coopère avec une unité conduisant du liquide hydraulique (tuyau 13) du mât de levage et/ou de l'installation de levage de charge (2). 8 ) Chariot élévateur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le convertisseur d'énergie (4) est réalisé comme générateur électrique avec un arbre d'entraînement rotatif, l'arbre d'entraînement coopérant avec une transmission convertissant en un mouvement de rotation, le mouvement linéaire vertical de l'installation de soulèvement de charge (2) ou de la partie mobile du mât. 9 ) Chariot élévateur selon la revendication 8, caractérisé en ce que la transmission comporte une roue de friction (12) mobile en hauteur avec l'installation de soulèvement de charge (2) ou la partie mobile du mât et en prise avec un chemin de circulation équipant le mât de levage (1), fixe par rapport à l'installation de levage de charge (2) ou à la partie mobile du mât. 10 ) Chariot élévateur selon la revendication 8, caractérisé en ce que la transmission comporte un pignon denté mobile en hauteur avec l'installation de levage de charge ou la partie mobile du mât et qui est en prise avec une crémaillère portée par le mât de levage (1) et qui est fixe par rapport à l'installation de levage de charge (2) ou la partie mobile du mât.3511 ) Chariot élévateur selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le convertisseur d'énergie (4) est une unité à cellule solaire. 12 ) Chariot élévateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le convertisseur d'énergie (4) est un générateur électrique (14) comportant une roue de turbine (15) entraînée par un moyen de pression, cette turbine étant reliée à un vérin hydraulique (16) ou à une conduite hydraulique reliée au vérin hydraulique (16), le vérin (16) coopérant avec l'installation de levage de charge (2) et/ ou la partie mobile du mât (1). 13 ) Chariot élévateur selon la revendication 12, 15 caractérisé en ce que le générateur (14) est intégré dans le vérin hydraulique (16) ou est fixé à celui-ci. 20