Brevet FR3058701A1 — publié le 20180518

La présente invention concerne un système de desserrage de frein à ressorts pour chariot de manutention à conducteur accompagnant complété par un ensemble de microcontacts pour assurer la pleine sécurité de l'utilisateur de chariot à conducteur accompagnant. L'état de la technique des systèmes de sécurité dans le domaine de la manutention est principalement orienté sur les systèmes électriques qui s'appliquent convenablement aux appareils mus par l'énergie électrique pour lesquels la logique de sécurité traitée par voie électrique ou électronique peut être très complète et efficace mais s'adapte très difficilement aux appareils non électriques et en particuliers aux appareils mobiles de manutention mus par - 10 d'autres moyens que électrique et précisément ceux mus par moteur thermique. Des petits chariots manuels tels que par exemple les chariots de bagages des aéroports ont un système de freinage à l'arrêt mais pas de relâchement de ce frein en cas de choc avec l'opérateur et en particulier en cas de crispation de l'opérateur sur les organes de commande ; ce qui n'a pas de grande importance dans ce cas car le chariot en question est de taille très modeste 15 et de plus non motorisé, donc très peu dangereux en termes de risques. Les systèmes de sécurité basés uniquement sur l'énergie électrique sont bien sûr techniquement applicables sur les appareils manuels mais pas économiquement viables car ils obligeraient à installer un système électrique générateur, uniquement pour remplir cette fonction. 20 D'autres systèmes existent sur un principe à manque d'énergie sur la base de systèmes hydrauliques mais sont d'une complexité assez importante et d'un prix en conséquence évidemment élevé ; par ailleurs, ils sont généralement utilisés sur des machines de tailles importantes. L'invention présentée ci-après s'applique à un chariot de manutention à conducteur 25 accompagnant équipé d'une transmission hydraulique et mécanique entraînée par un moteur thermique avec un frein à manque d'énergie monté entre la roue et son moteur de commande. Ce frein peut aussi être monté directement sur la roue du chariot. Ce système permet entr'autre d'immobiliser le chariot lorsqu'il n'est pas utilisé et de n'autoriser son mouvement seulement lorsque toutes les conditions de sécurités sont réunies 30 ainsi que de proscrire toutes fausses manoeuvres pouvant être dommageables tant à l'utilisateur qu'au chariot lui-même ou aux personnes pouvant se trouver dans le rayon d'action immédiat du chariot. Le chariot dont il est question ci-après est équipé d'un système de frein à disque classique à manque d'énergie pour chaque roue motrice ; c'est-à-dire qu'en l'absence d'énergie le chariot 35 est immobilisé et ce système de frein agit directement pour empêcher tout mouvement des 3058701 2 roues et donc du chariot lui-même, que cette sollicitation de mouvement soit provoquée par une dénivellation du sol, par un impact extérieur, ou encore par une tentative de mouvoir le chariot de par son moteur. Le dispositif, objet de l'invention permet d'avoir un effet sécuritaire par manque 5 d'énergie , est assuré de manière avantageuse par un ensemble de ressorts disposés de telle manière qu'en absence de commande l'effet des ressorts soit de comprimer suffisamment fort un jeu de garnitures adhérents sur un disque directement solidaire de la transmission, et donc de freiner le chariot. Le défreinage des roues se fait au moyen d'un cylindre hydraulique agissant sous la pression du liquide pour écarter les mâchoires et donc desserrer le disque solidaire de la transmission. Un système de maitre-cylindre agissant comme une pompe est commandé à la main, interagissant avec le conducteur depuis le timon de conduite permet de mettre sous pression le circuit hydraulique relié au cylindre de défreinage, donc de défreiner et de maintenir dans cet état tant que les conditions de sécurité sont présentes et acceptables. Ce système de maître-cylindre est disposé sur un organe du timon appelé « rouleau de manoeuvre» qui permet de gérer à la fois la sécurité de défreinage et le sens de déplacement ainsi que sa vitesse du chariot. Le système de maître-cylindre est actionné au moyen d'un bras de levier solidaire du corps de pompe et directement actionné par une barre de défreinage conçue de telle façon que sa manoeuvre provoque le basculement de ce levier et l'enfoncement du piston dans le corps du maître-cylindre chassant ainsi l'huile vers le cylindre récepteur du système de défreinage et agissant ainsi pour écarter les mâchoires. Le système de commande réalisé par la barre de manoeuvre permet d'actionner le levier de commande du maître- cylindre de manière avantageuse du fait de la géométrie de ce système qui réalise une démultiplication importante des efforts produits par le serrage de la poignée. Par ailleurs il faut noter la présence d'un jeu de bielles liant le levier d'actionnement du Maître-cylindre dont les caractéristiques géométriques associées à celles du levier permettent avantageusement de retenir le piston du maître-cylindre sous effort notablement réduit du fait d'une position extrême très proche de l'arc-boutement de la bielle de tirage par rapport au levier ,soit les points d'articulation de la bielle et le point d'articulation du levier presque aligné, assurant ainsi à l'opérateur une action de maintien du défreinage beaucoup plus aisée en regard des efforts réellement nécessaires au défreinage 3058701 3 Une barre de sécurité articulée judicieusement placée sur le timon de conduite à toute proximité du rouleau permet, en cas de collision du chariot avec l'opérateur de libérer les efforts sur le piston de défreinage au moyen d'un doigt d'indexage tiré par un système de câble. La barre de sécurité (42) est rappelée dans sa position médiane par un ressort (44) 5 judicieusement placé de telle sorte qu'un déplacement de ce levier vers le haut ou vers le bas ait le même effet de traction sur le câble (89) pour actionner le verrou(81). Ce système de barre de sécurité possède un autre avantage notoire qui permet de déclencher le système de frein indépendamment de la volonté du conducteur, et en particulier lorsque le chariot recule vers le conducteur et que celui-ci, pris de panique, se crispe sur la 10 poignée de défreinage au lieu de la relâcher pour freiner. L'effet de ce système de sécurité est alors particulièrement pertinent par le fait qu'il immobilise immédiatement le chariot du fait de la désolidération du poussoir mobile avec le piston du maître-cylindre réduisant ainsi au minimum les conséquences négatives de cet état de fait. 15 Les ressorts de freinage agissent alors librement pour freiner tout mouvement mécanique. Le relâchement du frein venant de fait de l'absence d'action mécanique sur le piston du maître-cylindre a pour conséquence la chute de pression dans le circuit hydraulique de défreinage, donc le changement d'état du microcontact de pression défreinage qui arrête le 20 moteur thermique. Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 représente le chariot de manutention sur lequel l'invention est appliquée. La figure 2 représente le dispositif de frein à manque d'énergie monté sur la transmission du chariot. 25 La figure 3 représente le timon de conduite du chariot. La figure 4 représente le rouleau de conduite du chariot. La figure 5 représente le montage du maître-cylindre de défreinage. La figure 6 représente l'agencement des microcontacts de sécurité. 30 Un mode de réalisation concerne précisément l'application de l'invention sur un chariot de manutention à conducteur accompagnant suivant la figure 1. On peut ainsi distinguer la transmission (1) actionnée par un moteur (2) et supportant le frein (3). 3058701 4 Le dit chariot est commandé par un conducteur accompagnant au moyen d'un timon de conduite (4) de la figure 1 et suivant la figure 3 supportant un rouleau de conduite (5) et un dispositif de défreinage (6)de la figure 1 et suivant la figure 5. L'état du frein situé sur la transmission, suivant la figure 2, en l'absence de toute action 5 extérieure est serré du fait de l'action des ressorts (26) tendant à éloigner la mâchoire (25) de la plaque de base (24), vers la mâchoire (27) donc avec un effet de serrage des dites mâchoires sur le disque (22) lui-même solidaire de l'arbre du réducteur (21), donc le chariot est immobilisé. L'utilisation normale du chariot prévoit de mettre en route le moteur du chariot afin de le faire préchauffer. 10 A l'état initial le microcontact de pression (29) du circuit frein est « ouvert » et relié en parallèle avec le microcontact (9) « fermé » du levier de mouvement suivant la figure 1 ,solidaire de la tête de commande du distributeur déterminant le sens et l'intensité du mouvement du chariot au moyen du levier (8). Ces contacts sont montés en parallèle et intégrés en montage dit « série'> avec un 15 microcontact supplémentaire (45) de la figure 3, normalement fermé installé à l'articulation basse du timon. Cet ensemble est monté « en série » dans la « boucle » du microcontact ON/OFF de démarrage et arrêt du moteur tel que nous pouvons le voir sur le schéma A. Dans le cas présent l'ensemble des contacts de sécurité additionnels gardent la continuité 20 électrique du contact initial ON/OFF du moteur et le fonctionnement du moteur thermique est autorisé. Le chariot est toujours freiné dans cette situation et pour provoquer un déplacement, il faut desserrer le frein (3) avant toute manoeuvre. Le desserrage du frein se produit figure 4 lorsque lé conducteur serre la barre de 25 défreinage (62) sur le rouleau de manoeuvre (63), pour faire pivoter le levier de commande (86) de la figure 5 et tirer sur les bielles (85) pour entrainer la tige d'actionnement du piston (83) du maître-cylindre (88) grâce à un verrou (81) ramené à sa position verrouillé par un ressort de rappel (82) entrainant la pénétration du piston dans le support verrou (87) et donc le déplacement d'un volume d'huile sous pression dans les cylindres frein (28) qui desserre les 30 mâchoires (25 et 27) ; avec pour effet corollaire la fermeture du microcontact de pression défreinage (29) du circuit de défreinage L'état du circuit d'arrêt du moteur est toujours « fermé », donc le moteur est toujours autorisé à fonctionner. 3058701 5 La rotation du rouleau de manoeuvre (63) vers l'avant provoque le déplacement du chariot vers l'avant et vice versa ; l'effet corollaire est la fermeture du microcontact de déplacement (9) du levier de déplacement (8). L'état du circuit d'arrêt du moteur est toujours fermé puisqu'il y a un contact fermé (9) 5 monté en parallèle avec le microcontact pression défreinage (29) et l'ensemble monté en série avec le contact bas timon fermé (45). Le conducteur peut évidemment faire les manoeuvres inverses en ramenant le rouleau de manoeuvre (63) à un état neutre puis arrêter le moteur par action sur le bouton on/off d'arrêt de celui-ci. 10 Les éléments ci-dessus décrivent un fonctionnement normal de l'appareil mais le système de sécurité en objet dans ce brevet permet d'empêcher les situations dangereuses de dégénérer en accidents aux conséquences fâcheuses. Nous pouvons d'abord examiner ce qui se passerait en cas de non-respect de la procédure de démarrage : si par exemple le conducteur engage un mouvement par action sur le rouleau de 15 manoeuvre (63) qui agit au moyen d'un câble mécanique de transmission sur le levier de déplacement (8) et ferme donc le microcontact de déplacement (9) avant d'avoir défreiné, donc avant d'avoir ouvert le microcontact pression défreinage (29) : le moteur se trouve alors empêché de tourner car le frein est serré d'une part mais est aussi arrêté à cause du circuit électrique d'arrêt qui se trouve ainsi « ouvert »et empêche le moteur de fonctionner. 20 On voit donc que le système de sécurité est tout à fait adapté et tout à fait opérationnel pour cette manoeuvre. Considérons maintenant le cas d'un fonctionnent normal suivant la description ci-dessus à la base dans une situation où le conducteur lâche les commandes c'est-à-dire qu'il lâche le rouleau de commande (63) du timon de complet(4) pour quelque raison que ce soit : panique ou 25 inadvertance ou autre... Il se produit alors 2 phénomènes différents : _1_Ie rouleau de manoeuvre (63) se met à tourner sur lui-même sous l'effet du ressort de rappel du distributeur hydraulique : ce qui va arrêter le chariot dès que le distributeur sera en position neutre médiane puisque ce distributeur est à centre dit « fermé »; c'est-à-dire que le circuit 30 hydraulique est fermé lorsque le levier est en position « non actionné » et empêche par là même les roues du chariot de tourner .. Le microcontact de déplacement (9) va passer de l'état fermé à l'état ouvert. _2_ le cylindre de frein n'est plus sous pression et le frein va immédiatement se serrer sur le disque et donc immobiliser le chariot mais aussi le microcontact de pression (29) va s'ouvrir. 3058701 6 Nous constatons donc que qu'il y a d'une part un freinage mécanique certain qui agit directement sur la transmission figure 2 et d'autre part un rappel du levier de distributeur à la position neutre, donc sans mouvement possible du chariot, par ailleurs les microcontacts (9) et (29) changent tous les deux d'état en même temps, ce qui n'interdit pas le fonctionnement du 5 moteur. Un état intermédiaire risque de se produire compte tenu de la puissance des ressorts de freinage : l'état du microcontact (29) risque de changer plus rapidement que le microcontact (9) du timon et de ce fait arrêter le moteur. Conclusions : dès le lâcher des commandes le chariot s'arrête. 10 Considérons maintenant le cas d'un fonctionnement normal à la base dans une situation où le conducteur recule de manière intempestive sans regarder derrière lui alors qu'il y a un obstacle. Dans le cas général le conducteur qui ne s'attend pas à cette situation est surpris et se crispe sur les commandes, c'est-à-dire qu'il ne lâche pas prise, bien au contraire. 15 Il se trouve alors que le chariot continue sa course vers le conducteur jusqu'à ce que la barre de sécurité (42) suivant la figure 3 heurte le conducteur, bascule autour de son axe et tire la barre de transmission sécurité (43) qui agit par l'intermédiaire d'un câble (89) de la figure 5 et déclenche le verrou (81), grâce à un levier multiplicateur d'effort (84). Le déclenchement du verrou (81) libère la tige actionnement piston (83) qui se trouve 20 repoussé en position arrière par un ressort de rappel interne d'une part et la pression du circuit hydraulique d'autre part avec pour conséquence immédiate le relâcher du frein qui arrête le chariot et l'ouverture du microcontact (29) qui arrête le moteur. Le réarmement du verrou se fait par le conducteur, manuellement en repoussant la barre de défreinage (62), ce qui a pour effet de faire reculer le support verrou (87) jusqu'à ce que le 25 verrou (81) redescende derrière la tige d'actionnement piston (83) de manière à pouvoir de nouveau l'entraîner.. Conclusions : dès le contact de la barre de sécurité (42) avec un obstacle physique le chariot s'arrête. 30 L'invention est susceptible d'application industrielle en particulier sur les chariots à conducteurs accompagnants dont la motorisation est autre que électrique car ce système protège le conducteur de l'appareil des fausses manoeuvres et autres situations périlleuses en agissant le plus directement possible sur les éléments de puissance et que le principe de base soit à manque d'énergie donc de manière intrinsèque. 3058701 7 D'autres machines qui ne seraient pas des appareils de manutention mais pour lesquelles il y aurait besoin d'un opérateur pour les déplacer en toute sécurité pourraient également être équipés de ce système de sécurité. REVENDICATIONS1. Dispositif de sécurité d'utilisation pour véhicule ou machine à conducteur accompagnant caractérisé en ce qu'il comporte au moins un frein à manque d'énergie à ressort (3) commandé par un mécanisme hydraulique de type pompe ou maitre-cylindre(88) actionné à la main au moyen d'un système de barre de défreinage (62) maintenue contre le rouleau de manoeuvre(63)dont le maintien est libérable en cas de nécessité absolue au moyen d'un verrou (81) judicieusement placé dans la transmission du mouvement entre la barre de défreinage (62) et l'actionnement du maitre-cylindre (88). 2. Dispositif de sécurité d'utilisation selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il est complété par au moins un jeu de 2 microcontacts dépendants pour l'un (29) de la position de l'état d'actionnement du frein (3) et pour l'autre(9) de l'état de la commande du mouvement du chariot, ce système de contacts obligeant le conducteur à desserrer le frein (3) avant de pouvoir commander un mouvement de déplacement du chariot. _3_ Dispositif de sécurité d'utilisation suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le verrou (81) de libération de la barre de défreinage(62) est commandé par une barre de sécurité (42) agissant tant vers le haut que vers le bas au moyen d'un système de gaine et de câble pour débloquer le verrou.(81) _4_ Dispositif de sécurité d'utilisation suivant les revendications 1 et 3 caractérisé en ce que la barre de sécurité(42) est rappelée dans sa position médiane par un ressort judicieusement placé de telle sorte qu'un déplacement de ce levier vers le haut ou vers le bas ait le même effet de traction sur le câble (89) pour actionner le verrou( 81). _5_Dispositif de sécurité d'utilisation suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le mécanisme de maitre-cylindre (88) de commande est monté sur un ensemble de type rouleau (63) pivotant autour des articulations (61) servant directement à commander les mouvements de translation du chariot. _6_Dispositif de sécurité d'utilisation suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le maitre- cylindre (88) de mise en pression de l'huile du circuit de défreinage est actionné par un levier de commande(86) associé à une ou plusieurs bielles de tirage (85) disposées de telle manière que la position rentrée du piston du maitre-cylindre (88) soit très proche de l'arc-boutement, soit les points d'articulation de la bielle et le point d'articulation du levier presque aligné de manière à réduire notablement les efforts de maintien de la barre de défreinage (62). _7_Dispositif de sécurité d'utilisation suivant les revendications 1 et 5 caractérisé en ce que l'ensemble rouleau (5) portant la barre de défreinage (62) et le système de maître-cylindre(88) sont eux même montés sur le timon (4) qui permet de diriger l'appareil. _8_ Dispositif de sécurité d'utilisation suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le frein à manque d'énergie(3) est un frein à disque(22) dont un ou plusieurs ressorts (26) maintient serrés les mâchoires. (25 et 27) _9_ Dispositif de sécurité d'utilisation suivant les revendications 1 et 8 caractérisé en ce que le frein à manque d'énergie (3) est monté sur la transmission(1) entre la roue et son moteur de commande (2). _10_ Dispositif de sécurité d'utilisation suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le frein à manque d'énergie est monté directement sur la roue du chariot.