EP0892758B1

EP0892758B1 - Dispositif de transfert d'une charge par poussee et traction dans un meme plan

Info

Publication number: EP0892758B1
Application number: EP97918205A
Authority: EP
Inventors: Pierre Marcelli
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-04-12
Filing date: 1997-04-11
Publication date: 2000-07-12
Anticipated expiration: 2017-04-11
Also published as: FR2747381B1; CA2251018C; US6129502A; FR2747381A1; DE69702512T2; DE69702512D1; CA2251018A1; EP0892758A1; WO1997038934A1

Description

La présente invention concerne un dispositif de transfert d'une charge par poussée et traction dans un même plan, appelé plan de transfert, ce dispositif étant utilisé notamment pour transférer un outil, un moule ou une masse métallique, d'un support mobile sur un support fixe, ledit dispositif étant agencé pour être monté soit sur le support mobile, soit sur le support fixe, ce dispositif comportant au moins un bras de manutention articulé et agencé pour se déplacer dans un même plan, appelé plan d'articulation, ce plan d'articulation étant sensiblement perpendiculaire au plan de transfert de la charge, ce bras comprenant au moins un élément avant et un élément arrière, l'élément arrière étant couplé audit support par au moins une première articulation, l'élément avant étant couplé d'une part à l'élément arrière par au moins une seconde articulation et d'autre part à ladite charge par des moyens d'accrochage prévus à son extrémité libre, les deux articulations étant disposées dans ledit plan d'articulation du bras de manutention, ce dispositif comportant également des moyens d'entraínement agencés pour déplacer ledit bras entre deux positions extrêmes, une première position repliée dans laquelle le bras est escamoté entre la charge et le support, et, une seconde position dépliée dans laquelle le bras est étendu entre la charge et le support, et inversement.

Dans l'industrie, on utilise d'une manière courante des chariots élévateurs ou des gerbeurs pour manutentionner des charges importantes. Plus spécifiquement, dans le domaine des machines outils ou des presses utilisées dans le découpage ou l'emboutissage de tôles métalliques, ou de toute autre matière, le changement de l'outil est effectué par des chariots élévateurs qui sont équipés d'un dispositif de transfert travaillant en poussée et en traction dans un même plan. Afin de transférer l'outil, du plateau ou des fourches du chariot élévateur sur la table ou le plateau d'une machine outil ou d'une presse, et réciproquement, les dispositifs de transfert connus permettant de pousser et de tirer la charge sont installés entre l'outil et le tablier coulissant sur le mât du chariot. Ces dispositifs de transfert comportent généralement un vérin à double effet de poussée directe, un système à ciseaux multiplicateurs ou des chaínes travaillant par poussée et traction. Néanmoins, ces dispositifs présentent tous l'inconvénient d'être encombrants notamment dans le sens du transfert, ce qui éloigne la charge du mât dudit chariot. L'éloignement de la charge a pour conséquence l'éloignement de son centre de gravité par rapport au centre de gravité du chariot, les incidences de cet éloignement étant les suivantes : la nécessité de surdimensionner la longueur du plateau ou des fourches du chariot, la réduction de la maniabilité du chariot et la diminution de l'adhérence de la roue motrice. Il est important de préciser que les capacités d'un appareil de manutention, tel qu'un chariot élévateur, sont données par la valeur de la charge maximale transportable et l'éloignement du centre de gravité de la charge transportée par rapport à l'axe du mât. Le montage des dispositifs de transfert évoqués ci-dessus a donc pour inconvénient de pénaliser de manière importante les capacités nominales des appareils de manutention, pénalité que l'on pourrait chiffrer entre 25 et 35 %.

Certains dispositifs de transfert ont été conçus pour essayer de résoudre ces problèmes en utilisant un bras articulé de poussée et de traction dans un même plan. Dans la publication US-A-2 672 249, le bras est constitué de deux parties distinctes déplacées par un vérin central qui entraíne des crémaillères verticales engrènant des secteurs dentés prévus à l'extrémité correspondante des deux parties du bras. Ce système d'entraínement est relativement encombrant, n'est pas escamotable dans l'épaisseur du mât et nécessite d'avoir deux points d'appui de part et d'autre du bras, un premier du côté du mât et un second du côté de la charge. Le système d'accrochage de la charge à l'extrémité du bras est complexe et peu rapide à mettre en oeuvre. De plus, le nombre de leviers et d'articulations rend ce dispositif très cher et complexe à mettre en oeuvre. Dans la publication DE-A-17 81 367, le bras est commandé par un vérin dont le corps est solidaire de la partie arrière, la tige est solidaire de la partie avant du bras et le bras est doublé par des tiges complémentaires articulées pour le guider dans son déplacement. Même s'il semble plus simple que le précédent, ce système d'entraínement présente sensiblement les mêmes inconvénients. De plus, ce bras n'est pas du tout rigide dans l'espace et nécessite de reposer son extrémité libre sur un plan d'appui constitué par un plateau horizontal. La publication DE-A-1 233 557 décrit un châssis relevable au moyen d'un vérin couplé audit châssis et qui actionne une crémaillère engrénant une roue dentée à l'extrémité d'une béquille articulée à un appareil roulant, comportant ce châssis. Dans cette publication, on cherche à relever un châssis d'une position horizontale à une position sensiblement verticale, l'extrémité du châssis décrivant ainsi une trajectoire sensiblement circulaire, ce qui ne correspond pas à l'objet de la présente invention.

La présente invention se propose de pallier ces inconvénients en réalisant un dispositif de transfert de faible encombrement, de faible poids, et dont l'architecture lui permet de s'intégrer aisément à l'arrière du tablier coulissant, c'est-à-dire dans l'épaisseur du mât d'un chariot élévateur. Par conséquent, les capacités de l'appareil de manutention ne sont aucunement affectées. Ce dispositif de transfert présente en plus une conception et une structure simples. Il représente de surcroít un faible investissement et peut être installé sur tout appareil de manutention ou directement sur une machine outil. Par ailleurs, la trajectoire de ce dispositif de transfert en cours de transfert est stable et ne nécessite aucun guidage extérieur, ni d'appui supplémentaire.

Ce but est atteint par un dispositif de transfert tel que défini dans la revendication 1.

Les éléments avant et arrière présentent une longueur sensiblement égale.

Les moyens d'entraínement comportent au moins un vérin à double effet et les moyens de transmission comportent au moins une chaíne couplée simultanément aux deux articulations au moyen respectivement d'une première et d'une seconde roues dentées.

La chemise du vérin peut être solidaire de l'élément arrière et, dans ce cas, la tige du vérin est solidaire de la chaíne, ou, la tige du vérin peut être solidaire de l'élément arrière et, dans ce cas, la chemise du vérin est solidaire de la chaíne. La chemise du vérin peut également être solidaire du support et, dans ce cas, la tige du vérin est solidaire de la chaíne, ou inversement.

La première roue dentée couplée à la première articulation est solidaire dudit support et la seconde roue dentée couplée à la seconde articulation est solidaire de l'élément avant.

De plus, la première roue dentée comporte un nombre de dents double de celui de la seconde roue dentée, de manière à déplacer angulairement lesdits éléments avant et arrière dans un rapport constant sensiblement égal à 2.

Les moyens de transmission peuvent comporter deux chaínes disposées de part et d'autre du bras de manutention et, dans ce cas, chaque articulation est couplée à une paire de roues dentées disposées de part et d'autre de ladite articulation.

Les moyens d'accrochage comportent avantageusement au moins deux tourillons coaxiaux prévus à l'extrémité de l'élément avant du bras de manutention et au moins deux pattes d'accrochage fixées à ladite charge et agencées pour recevoir lesdits tourillons.

Dans le cas où le support mobile est un chariot élévateur pourvu d'un mât, d'un tablier coulissant le long de ce mât et d'un plateau ou de fourches solidaires dudit tablier, le dispositif de transfert peut être avantageusement monté dans le mât à l'arrière du tablier coulissant.

Par ailleurs, le dispositif de transfert peut comporter au moins deux bras de manutention, associés chacun à leurs propres moyens d'entraínement, ces bras étant prévus de part et d'autre du mât et les moyens d'accrochage de la charge étant communs et reliés auxdits bras de manutention.

La présente invention et ses avantages apparaítront mieux dans la description suivante d'un exemple de réalisation, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :

la figure 1 représente schématiquement, en vue de profil, un chariot élévateur portant une charge et équipé du dispositif de transfert selon l'invention, en position repliée,
la figure 2 est une vue similaire à la figure 1, le dispositif de transfert étant en position dépliée et la charge étant transférée sur un support fixe,
la figure 3 est une vue de profil du dispositif de transfert selon l'invention, représenté dans trois positions successives,
la figure 4A est une vue de dessus du dispositif de transfert de la figure 3,
la figure 4B est une vue partielle similaire à celle de la figure 4A d'une variante de réalisation du dispositif de transfert selon l'invention, et
les figures 5A, 5B et 5C représentent schématiquement, en coupe et vue de dessus, trois exemples de montage du dispositif de transfert selon l'invention sur un chariot élévateur.

En référence aux figures 1 et 2, le dispositif de transfert 1 selon l'invention est monté sur un support mobile, tel qu'un chariot élévateur 50. D'une manière connue, le chariot élévateur 50 comporte un châssis roulant 51, un mât 52 sensiblement vertical solidaire du châssis 51, un tablier 53 coulissant le long du mât 52, un plateau horizontal ou des fourches horizontales 54 solidaires du tablier 53 et une unité de motorisation 55 dudit châssis 51 et dudit tablier 53. Le dispositif de transfert 1 prévu sur ce chariot est agencé pour transférer, dans un même plan, appelé par la suite plan de transfert, une charge 60 portée par le plateau ou les fourches 54 du chariot élévateur 50 sur un support fixe, tel qu'une machine outil ou une presse 70, et inversement. Le plan de transfert est défini par une table 71 de la machine outil 70 en prolongement de laquelle sont positionnés le plateau ou les fourches 54 du chariot élévateur 50. Pour garantir la stabilité du plan pendant le transfert de la charge 60, l'extrémité du plateau ou des fourches 54 est pourvue d'un rebord agencé pour prendre appui sur la table 71 de la machine outil 70.

En référence également aux figures 3, 4A et 4B, le dispositif de transfert 1 comporte un bras de manutention 2 articulé dans un même plan, appelé par la suite plan d'articulation, ce bras étant scindé en un élément arrière 3 et un élément avant 4. L'élément arrière 3 est couplé au chariot élévateur 50, et notamment au tablier coulissant 53, par une première articulation 5 prévue sur un support 5' solidaire dudit tablier. L'élément avant 4 est couplé à l'élément arrière 3 par une seconde articulation 6. L'extrémité libre 7 de l'élément avant 4 est couplée à ladite charge 60 par des moyens d'accrochage automatiques ou manuels 8 constituant une troisième articulation 40 qui se déplace dans un plan parallèle au plan de transfert. Les trois articulations 5, 6 et 40 sont disposées dans ledit plan d'articulation du bras de manutention. Cette troisième articulation 40 est constituée de deux tourillons 41 coaxiaux prévus de part et d'autre de l'extrémité 7 en forme de T de l'élément avant 4. Ces tourillons 41 peuvent être fixes ou escamotables dans ladite extrémité 7. Dans le cas de tourillons 41 fixes, la charge 60 est pourvue de pièces d'accrochage 61 en forme de cornière ouverte vers le haut et vers le bas et fixées à ladite charge 60 par des vis ou d'autres moyens de fixation appropriés. Le décrochage ou l'accrochage du bras 2 à la charge 60 est obtenu simplement lors de la descente ou de la levée du tablier 53 du chariot élévateur 50. Ce mouvement de haut en bas et inversement permet soit l'entrée, soit la sortie des tourillons 41 dans les cornières d'accrochage 61. Dans le cas de tourillons 41 escamotables dans l'extrémité 7 du bras de manutention 2, les pièces d'accrochage 61 prévues sur la charge 60 peuvent comporter par exemple des rampes d'accès inclinées agencées pour escamoter automatiquement les tourillons dans l'extrémité 7 lors de l'accrochage et/ou du décrochage, et des logements intérieurs pour recevoir lesdits tourillons en position sortie permettant de verrouiller l'accrochage de la charge 60.

Il apparaít clairement sur ces figures, que le bras de manutention 2 est agencé pour se déplacer entre deux positions extrêmes, une première position repliée dans laquelle il se range et se confond dans la structure du mât 52 et du tablier coulissant 53 dudit chariot élévateur 50 et une seconde position dépliée dans laquelle il est étendu entre ledit mât 52 et la charge 60 transférée ou à transférer. Ce bras de manutention 2 est spécialement conçu pour que son extrémité libre 7 puisse se déplacer, dans le vide, sans dispositif de guidage, sans point d'appui, suivant une trajectoire sensiblement rectiligne comprise dans un plan sensiblement parallèle au plan de transfert de la charge, d'une position extrême à l'autre et inversement. Dans l'exemple illustré, le plan d'articulation du bras de manutention est sensiblement perpendiculaire au plan de transfert de la charge.

Les positions extrêmes du bras de manutention 2 sont représentées par la figure 3 en trait fort pour ladite première position, en trait fin pour ladite seconde position et en traits interrompus courts pour une position intermédiaire. Ce bras de manutention 2 est associé à des moyens d'entraínement 10 comportant un vérin à double effet 11 hydraulique, pneumatique ou électrique. Ce vérin 11 peut être prévu sur l'élément arrière 3, comme illustré par les figures 3 et 4A, mais peut être également prévu directement sur la structure du chariot élévateur 50 ou sur un autre point d'appui fixe dissocié dudit bras de manutention 2. Dans la figure 4A, la chemise 11a du vérin 11 est solidaire de l'élément arrière 3 et la tige 11b de ce vérin 11 est rendue solidaire de deux chaínes de transmission 12 parallèles, au moyen d'une barre de couplage 13. A l'inverse, dans la figure 4B, la tige 11b du vérin 11 est solidaire de l'élément arrière 3 et la chemise 11a du vérin 11 est rendue solidaire des chaínes de transmission 12 par la barre de couplage 13. Chaque chaíne 12 est prévue pour engrener simultanément dans une première roue dentée 14 prévue sur la première articulation 5 et dans une seconde roue dentée 15 prévue sur la seconde articulation 6. Les premières roues dentées 14 sont fixées rigidement sur le mât 52 du chariot élévateur 50 tandis que les secondes roues dentées 15 sont fixées rigidement sur l'élément avant 4 dudit bras de manutention. Lesdites premières roues dentées 14 présentent un nombre de dents double de celui desdites secondes roues dentées 15.

Cet agencement particulier des moyens d'entraínement 10 permet d'assurer le déplacement angulaire et en synchronisme des éléments avant 4 et arrière 3 du bras de manutention 2 au moyen d'un seul vérin. Quand la tige du vérin 11 sort, les chaínes de transmission 12 sont entraínées simultanément par la barre de couplage 13 suivant un déplacement rectiligne. Les premières roues dentées 14 étant fixes, le déplacement rectiligne des chaínes 12 en collaboration avec le point d'appui fixe du vérin 11 engendre un déplacement relatif d'un angle α dudit élément arrière 3, l'axe de la seconde articulation 6 décrivant un arc de cercle dont le centre correspond à l'axe de la première articulation 5. Simultanément, le déplacement rectiligne des chaínes 12 en collaboration avec le point d'appui fixe du vérin 11 engendre un déplacement relatif d'un angle β dudit élément avant 4, dans le sens inverse à l'élément arrière 3, l'extrémité libre 7 se déplaçant le long d'une droite parallèle audit plan de transfert de charge. Les premières et secondes roues dentées 14, 15 ayant un rapport constant de 2, les éléments avant 4 et arrière 3 dudit bras de manutention se déplacent dans le même rapport. Par conséquent, l'angle β correspondant à l'ouverture entre les deux éléments avant 4 et arrière 3 est égal à 2 fois l'angle α correspondant au débattement de l'élément arrière 3 par rapport à un axe sensiblement vertical passant par la première articulation 5. C'est grâce à ce rapport constant de 2 que la trajectoire de l'extrémité libre 7 du bras de manutention 1 est sensiblement rectiligne.

Dans l'exemple représenté, les éléments avant 4 et arrière 3 du bras de manutention 2 sont de longueurs sensiblement égales. Il est évident que cette caractéristique n'a pas un caractère obligatoire au même titre que le rapport constant de 2 existant entre les roues dentées 14, 15. Les éléments avant 4 et arrière 3 peuvent avoir des longueurs différentes sans pour autant remettre en cause le fonctionnement du bras de manutention 2. Le bras de manutention 2 tel qu'illustré dans les figures 1 à 4 correspond à une réalisation optimale. La force de poussée qu'il exerce à son extrémité libre 7 sur la charge 60 est directement proportionnelle au rapport du couple exercé sur les articulations 5, 6 sur la hauteur du bras. Plus le bras se déplie, plus la hauteur du bras diminue et plus la force de poussée croít. Au démarrage, cette force est minimale puisque la hauteur du bras est maximale. Il convient alors de dimensionner en conséquence les roues dentées, les chaínes, le vérin, de même que sa pression d'alimentation, afin que cette force minimale soit suffisante pour déplacer ladite charge 60. Les chaínes peuvent comporter une ou plusieurs rangées. Dans le but de faciliter le transfert de la charge 60 en limitant notamment les efforts de poussée ou de traction nécessaires, le plateau ou les fourches 54 du chariot élévateur 50 sont généralement pourvus de rangées de billes ou de roulements disposés dans le sens du transfert. Pendant le transport de la charge 60, ces billes ou roulements (non représentés) sont escamotables dans l'épaisseur du plateau ou des fourches 54. Par ailleurs, grâce à la configuration des moyens d'accrochage 8, l'opération d'accrochage ou de décrochage du bras 2 par rapport à la charge 60 s'effectue simultanément avec la prise ou la dépose de ladite charge. La conjugaison simultanée de ces fonctions n'est rendue possible que grâce à la grande rigidité verticale du bras de manutention 2 obtenue par la présence des deux chaínes de transmission 12.

Les figures 5A à 5C illustrent différentes possibilités de mise en oeuvre dudit dispositif de transfert 1 selon l'invention. Dans la figure 5A, le bras de manutention 2 est inclus dans la structure du chariot élévateur 50, notamment à l'arrière du tablier 53 et entre les profilés du mât 52, comme dans les figures 1 et 2. Dans ce cas, seule l'extrémité libre 7 munie des moyens d'accrochage 8 dépasse du tablier 53. Dans la figure 5B, le dispositif de transfert 1 est doublé par deux bras de manutention 2 prévus de part et d'autre du mât 52 à l'arrière du tablier 53. Cette construction peut être envisagée pour des charges très importantes. Dans ce cas, les extrémités libres 7 sont couplées à des moyens d'accrochage 8 communs pour assurer un déplacement régulier de la charge. Les deux bras de manutention 2 sont associés à leurs propres moyens d'entraínement dont la commande peut être commune pour assurer un déplacement synchrone. Dans la figure 5C, le bras de manutention 2 est monté sur un chariot élévateur 50 existant, à l'avant du tablier 53. Même dans cette configuration, le dispositif de transfert selon l'invention est moins encombrant que les dispositifs connus tels que les vérins à poussée directe, les ciseaux ou les chaínes rigides.

Il ressort clairement de cette description que le dispositif de transfert selon l'invention atteint tous les buts fixés. Sa mise en place étant relativement simple, il est possible d'envisager qu'il soit directement monté sur une machine outil ou une presse ou sur toute autre machine nécessitant un transfert de charge. De plus et comme le montre la figure 5B, son encombrement étant relativement faible, il est envisageable de prévoir plusieurs dispositifs de transfert 1 en parallèle et de les coupler par des moyens d'accrochage communs dans le cas de charges extrêmement lourdes.

La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits mais s'étend à toute modification et variante évidente pour un homme du métier. Les moyens d'entraínement 10 du bras de manutention pourraient comporter un moteur électrique ou d'autres moyens équivalents. De même, les chaínes 12 et les roues dentées 14, 15 pourraient être remplacées par des courroies crantées ou non et des poulies correspondantes, ou par une série de pignons d'engrenage, ou d'autres moyens équivalents.

Claims

Dispositif de transfert (1) d'une charge (60) par poussée et traction dans un même plan, appelé plan de transfert, ce dispositif étant utilisé notamment pour transférer un outil, un moule ou une masse métallique d'un support mobile (50) sur un support fixe (70) et réciproquement, ledit dispositif étant agencé pour être monté soit sur ledit support mobile, soit sur ledit support fixe, ce dispositif comportant au moins un bras de manutention (2) articulé et agencé pour se déplacer dans un même plan, appelé plan d'articulation, ce plan d'articulation étant sensiblement perpendiculaire au plan de transfert de la charge (60), ce bras comprenant au moins un élément avant (4) et un élément arrière (3) les éléments avant (4) et arrière (3) présentant une longueur sensiblement égale, l'élément arrière (3) étant couplé audit support (50, 70) par au moins une première articulation (5), l'élément avant (4) étant couplé d'une part à l'élément arrière (3) par au moins une seconde articulation (6) et d'autre part à ladite charge (60) par des moyens d'accrochage (8) prévus à son extrémité libre (7) et formant une troisième articulation (40), les trois articulations (5, 6, 40) étant disposées dans ledit plan d'articulation du bras de manutention (2), ce dispositif comportant également des moyens d'entraínement (10) agencés pour déplacer ledit bras (2) entre deux positions extrêmes, une première position repliée dans laquelle le bras est escamoté entre la charge et le support, et, une seconde position dépliée dans laquelle le bras est étendu entre la charge et le support, et inversement, caractérisé en ce que les moyens d'entraínement (10) comportent au moins un vérin (11) à double effet associé audit élément arrière (3) et des moyens de transmission (12, 14, 15), ces moyens de transmission comportant au moins une chaíne (12) couplée simultanément aux deux articulations (5, 6) au moyen respectivement d'une première (14) et d'une seconde (15) roues dentées, la première roue dentée (14) étant solidaire dudit support fixe (50, 70) et la seconde roue dentée (15) étant solidaire de l'élément avant (4), la première roue dentée (14) comportant un nombre de dents double de celui de la seconde roue dentée (15), de manière à déplacer angulairement lesdits éléments avant (4) et arrière (3) dans un rapport constant sensiblement égal à 2.
Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chemise (11a) du vérin (11) est solidaire dudit élément arrière (3) et la tige (11b) du vérin (11) est solidaire de ladite chaíne (12).
Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige (11b) du vérin (11) est solidaire dudit élément arrière (3) et la chemise (11a) du vérin (11) est solidaire de ladite chaíne (12).
Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de transmission comportent deux chaínes (12) disposées de part et d'autre du bras de manutention (2) et en ce que chaque articulation (5, 6) est couplée à une paire de roues dentées (14, 15) disposées de part et d'autre de ladite articulation.
Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'accrochage (8) comportent au moins deux tourillons (41) coaxiaux prévus à l'extrémité (7) de l'élément avant (4) du bras de manutention (2) et au moins deux pattes d'accrochage (61) fixées à ladite charge (60) agencées pour recevoir lesdits tourillons (41).
Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le cas où le support mobile est un chariot élévateur (50) pourvu d'un mât (52), d'un tablier (53) coulissant le long de ce mât et d'un plateau ou de fourches (54) solidaires dudit tablier, le dispositif de transfert (1) est monté dans le mât (52) à l'arrière du tablier coulissant (53).
Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux bras de manutention (2), associés chacun à leurs propres moyens d'entraínement (10), ces bras étant prévus de part et d'autre du mât (52) et les moyens d'accrochage (8) de la charge (60) étant communs et reliés auxdits bras de manutention.