La présente invention concerne un engin automoteur de
manipulation de charges tel que gerbeur, de préférence
électrique.
Elle concerne plus particulièrement un engin de
manipulation de charges du type comprenant un châssis
constitué d'au moins deux longerons sensiblement parallèles
surmontés d'un dispositif de levage et de manutention de
charges et reliés à l'une de leurs extrémités par une
structure logeant au moins partiellement des moyens de
commande, de direction et de propulsion de l'engin, ce
châssis étant porté par trois roues formant entre elles un
triangle isocèle, les deux roues dites avant de l'engin
étant disposées au voisinage des extrémités libres des
longerons, la roue arrière, généralement motrice,
s'étendant à l'aplomb de la structure.
Les engins de manipulation de charges du type précité sont
bien connus à ceux versés dans cet art. Généralement, ces
engins à conducteur accompagnant ou embarqué comportent une
roue arrière motrice et directrice et deux roues avant dont
l'une est folle tandis que l'autre est fixe et positionnée
avec son axe de rotation perpendiculaire à l'axe
longitudinal des longerons pour autoriser un déplacement
frontal de l'engin. Lorsqu'il est nécessaire d'empiler des
charges sur des piles disposées côte à côte, la manoeuvre
d'un tel engin s'avère fastidieuse en raison des grands
rayons de braquage. De telles manoeuvres deviennent
impossibles lorsque l'engin se déplace dans une allée
bordée de rayonnages et doit manipuler des charges de
grande dimension, telles que des panneaux.
On connaít par ailleurs un engin dans lequel l'une des
roues avant est folle tandis que l'autre roue peut occuper
au moins deux positions, l'une dans laquelle son axe de
rotation est perpendiculaire à l'axe longitudinal du
longeron pour autoriser un déplacement frontal de l'engin,
l'autre dans laquelle son axe de rotation est parallèle à
l'axe longitudinal du longeron pour autoriser un
déplacement latéral de l'engin. A nouveau, toutefois, cette
solution n'est pas satisfaisante en terme de maniabilité de
l'engin. En outre, lorsque l'engin est dirigé au moyen d'un
timon, du fait des normes qui interdisent le positionnement
du timon sous la charge au moment d'une manoeuvre,
l'orientation du timon est limitée à l'intérieur d'une
plage angulaire étroite et empêche un maniement correct de
l'engin
On connaít également à travers le document EP-A-0.712.805
un engin de manipulation de charges dont les trois roues
sont des roues directrices dont les orientations sont
maintenues constamment dépendantes les unes des autres. En
particulier l'angle pris par la roue arrière est maintenu
constamment proportionnel aux angles pris par les roues
avant. Il en résulte la nécessité de disposer d'une unité
centrale et d'un certain nombre d'éléments de détection
qui, après mesure des angles de roue avant, déterminent
l'angle d'orientation devant être pris par la roue arrière
pour conserver une orientation optimale des roues. Un tel
dispositif de contrôle est particulièrement complexe et
onéreux. L'implantation d'une électronique sur un tel engin
génère un certain nombre d'inconvénients liés à
l'environnement dans lequel évolue un tel engin. En effet,
les vibrations, la poussière et l'exposition aux
intempéries nécessitent des protections adaptées de
l'électronique générant un surcoût de l'ensemble sans
supprimer les risques de pannes.
Le document FR-A-2.319.521 décrit quant à lui un chariot
non automoteur à quatre roues, chaque roue étant reliée au
chariot par un bras articulé dont l'articulation peut être
immobilisée dans une position déterminée. Les roues avant
sont par ailleurs reliées en permanence à la colonne de
direction par des transmissions sans fin de telle sorte que
les roues avant sont des roues constamment directrices. Les
roues arrière peuvent être rendues directrices par
l'intermédiaire de transmissions débrayables couplées aux
transmissions des roues avant. On dispose ainsi d'un
chariot équipé soit de deux roues directrices, soit de
quatre roues directrices. Le fait de disposer de quatre
roues dont deux sont maintenues directrices en permanence
ne permet pas d'obtenir une maniabilité de l'ensemble sans
avoir à multiplier le nombre de transmissions et de
dispositions parallèles telles que des bras articulés entre
roues et châssis. Il en résulte à nouveau une construction
particulièrement complexe. Par ailleurs, les roues,
lorsqu'elles ne sont pas directrices, sont des roues
folles. Une telle disposition ne peut pas être étendue à
des engins de manipulation de charges. En effet, le
document précité s'applique à un chariot non automoteur
équipé de bras permettant de faire varier le polygone de
sustentation du chariot afin d'éviter son renversement. Le
maniement d'un tel chariot ne peut être comparé à celui
d'un engin de manipulation de charges automoteur à trois
roues. En conséquence, ce document appartient uniquement à
l'arrière-plan technologique.
Un but de la présente invention est de proposer un engin
automoteur de manipulation de charges dont la conception
permet de manipuler des charges de grande dimension, y
compris à l'intérieur d'allées bordées de rayonnages, cet
engin présentant un rayon de braquage court, indépendamment
de son mode de déplacement latéral ou frontal.
A cet effet, l'invention a pour objet un engin automoteur
de manipulation de charges, tel que gerbeur, de préférence
électrique, du type comprenant un châssis constitué d'au
moins deux longerons sensiblement parallèles surmontés d'un
dispositif de levage et de manutention de charges et reliés
à l'une de leurs extrémités par une structure logeant au
moins partiellement des moyens de commande, de direction et
de propulsion de l'engin, ce châssis étant porté par trois
roues formant entre elles un triangle isocèle, les deux
roues dites avant de l'engin étant disposées au voisinage
des extrémités libres des longerons, la roue arrière,
généralement motrice, s'étendant à l'aplomb de la
structure, caractérisé en ce qu'au moins l'une des roues
avant et la roue arrière de l'engin sont reliées à la
direction de l'engin par l'intermédiaire d'une transmission
différenciée, lesdites transmissions étant sélectivement
activables par l'intermédiaire d'un organe de commande
sélectionnant un mode de fonctionnement de l'engin pour
rendre la roue arrière ou respectivement la ou les roues
avant directrices, ces mêmes roues étant, à l'état inactivé
de leur transmission les reliant à la direction de l'engin,
disposées dans une position d'orientation prédéterminée
constante pour coopérer à la manoeuvre de l'engin
déplaçable suivant au moins deux modes de fonctionnement,
l'un dit à déplacement frontal, l'autre dit à déplacement
latéral.
La possibilité de rendre tour à tour la roue arrière et au
moins l'une des roues avant de l'engin directrices en
maintenant au moins l'une des autres roues dans une
orientation prédéterminée constante, c'est-à-dire qui ne
varie pas en fonction de l'orientation prise par la ou les
roue(s) directrice(s) sans avoir recours à une électronique
lourde permet de diriger l'engin de manière aisée
indépendamment du mode de déplacement sélectionné.
Selon une forme de réalisation préférée de l'invention,
dans un premier mode de fonctionnement de l'engin
correspondant à l'activation de la transmission entre roue
arrière et direction, l'axe de rotation d'au moins l'une
des roues avant est disposé perpendiculaire à l'axe
longitudinal des longerons pour autoriser un déplacement
frontal de l'engin au moyen de la roue arrière directrice
et en ce que, dans un second mode de fonctionnement de
l'engin correspondant à l'activation de la transmission
entre une roue avant et la direction, l'axe de rotation de
la roue arrière de l'engin est disposé parallèle à l'axe
longitudinal des longerons pour autoriser un déplacement
latéral de l'engin au moyen de la roue avant directrice.
L'invention sera bien comprise à la lecture de la
description suivante d'exemples de réalisation, en
référence aux dessins annexés dans lesquels :
la figure 1 représente une vue en perspective de dessous d'un engin de manipulation de charges de type
gerbeur conforme à l'invention dans un mode de
fonctionnement correspondant à un déplacement latéral
de l'engin ; la figure 2 représente une vue en perspective de
l'engin de la figure 1, le chariot porte-mât ayant été
enlevé ; la figure 3 représente une vue en perspective de
dessous de l'engin de la figure 1, le détail de la
manoeuvre du chariot porte-mât ayant été représenté ; la figure 4 représente une vue en perspective de
dessus de l'engin de la figure 1 et la figure 5 représente une vue partielle en coupe d'un
dispositif d'embrayage apte à coupler chaque poulie
menante à la colonne de direction.
L'engin de manipulation de charges, objet de l'invention,
encore appelé gerbeur ou chariot à fourche, comprend un
châssis constitué d'au moins deux longerons 2 sensiblement
parallèles surmontés d'un dispositif 3 de levage et de
manutention de charges. Les deux longerons 2 sont
généralement constitués de profilés creux métalliques. Ces
longerons 2 sont reliés à l'une de leurs extrémités par une
structure 4 logeant au moins partiellement les moyens de
commande, de direction et de propulsion 7, 8, 9 de l'engin.
L'engin est de préférence à propulsion électrique. La
structure 4 de l'engin peut affecter un grand nombre de
formes. Dans les exemples représentés, elle est constituée
par un caisson, l'engin étant du type à conducteur
accompagnant.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, non
représenté, la structure 4 peut affecter la forme d'un
caisson surmonté d'une cabine, l'engin de manipulation
étant alors du type à conducteur embarqué.
Les moyens de commande et de propulsion de l'engin ne
seront pas décrits plus en détail ci-après car ils sont
bien connus à ceux versés dans cet art.
Pour la commande en particulier du dispositif 3 de levage
et de manutention de charges, la structure comporte sur sa
face du dessus trois manettes 20 gérant les fonctions
hydrauliques et permettant notamment le déplacement monte
et baisse du dispositif de levage, la rétraction du mât 16
de levage qui sera décrite ci-après et l'inclinaison du
tablier 14 qui sera également décrit ci-après.
Le châssis de l'engin 1 est porté par trois roues 5A, 5B, 6
formant entre elles un triangle isocèle. Les deux roues 5A,
5B dites avant de l'engin sont disposées au voisinage des
extrémités libres des longerons 2 et permettent l'appui des
longerons 2 au sol tandis que la roue arrière 6,
généralement motrice, s'étend à l'aplomb de la structure 4.
De manière caractéristique à l'invention, au moins l'une 5A
des roues avant 5A, 5B et la roue arrière 6 de l'engin 1
sont reliées à la direction 7, 8, 9 de l'engin par
l'intermédiaire d'une transmission 10, 11 différenciée,
plus particulièrement représentée à la figure 2. Ces
transmissions 10, 11 sont sélectivement activables par
l'intermédiaire d'un organe de commande 12, tel qu'un
inverseur constitué d'un poussoir électrique, sélectionnant
un mode de fonctionnement de l'engin 1 pour rendre la roue
arrière 6 ou respectivement la ou les roues avant 5A, 5B
directrices. Ces mêmes roues sont, à l'état inactivé de
leur transmission les reliant à la direction 7, 8, 9 de
l'engin, disposées dans une position prédéterminée pour
coopérer à la manoeuvre de l'engin déplaçable suivant au
moins deux modes de fonctionnement, l'un dit à déplacement
frontal, correspondant à la flèche F dans la figure 1,
l'autre dit à déplacement latéral, correspondant à la
flèche L dans la figure 1.
Ainsi, dans un premier mode de fonctionnement de l'engin 1
correspondant à l'activation de la transmission 11 entre
roue arrière 6 et direction 7, 8, 9, l'axe de rotation d'au
moins l'une 5A des roues avant 5A, 5B de l'engin est
disposé perpendiculaire à l'axe longitudinal des longerons
2 pour autoriser un déplacement frontal de l'engin au moyen
de la roue arrière 6 directrice. Dans un second mode de
fonctionnement de l'engin 1 correspondant à l'activation de
la transmission 10 entre une roue avant 5A et direction 7,
8, 9, représentées aux figures 1 et 2, l'axe de rotation de
la roue arrière 6 de l'engin 1 est disposé parallèle à
l'axe longitudinal des longerons 2 pour autoriser un
déplacement latéral de l'engin 1 au moyen de la roue avant
5A directrice.
Dans le cas d'un engin de manipulation de charges dans
lequel chaque roue avant 5A, 5B de l'engin 1 est reliée à
la direction 7, 8, 9 de l'engin par une transmission 10
sélectivement activable, ces transmissions 10 entre roue
avant 5A, 5B et direction de l'engin fonctionnent en
synchronisme pour permettre un déplacement parallèle et
simultané des roues avant 5A, 5B.
Dans un autre mode de réalisation de l'engin 1 de
manipulation de charges dans lequel une roue avant 5B de
l'engin n'est pas reliée à la direction 7, 8, 9 par une
transmission 10, cette roue avant 5B est une roue folle. Ce
second mode de réalisation est représenté aux figures.
La direction de l'engin est quant à elle constituée d'une
colonne de direction 8 déplaçable angulairement par
l'intermédiaire d'un organe de manoeuvre 7 tel qu'un timon
ou un volant. Cette direction peut être assistée au moyen
d'une servocommande représentée en 9 aux figures pour
faciliter le maniement de la direction. Chaque transmission
10, 11 est quant à elle constituée d'une poulie menante
10A, 11A et d'une poulie menée 10B, 11B reliées entre elles
par un organe sans fin 13 tel qu'une chaíne. Chaque poulie
menante 10A, 11A est accouplable mécaniquement à la colonne
de direction 8 par l'intermédiaire d'un embrayage, de
préférence électromagnétique, activé en fonction du mode de
fonctionnement sélectionné. Le mouvement angulaire de
l'ensemble colonne de direction 8/poulie menante 10A, 11A à
l'état embrayé est transmis par l'organe sans fin 13 à la
poulie menée 10B, 11B déplaçant ainsi angulairement la roue
5A, 6 à laquelle la poulie menée est couplée de manière à
rendre cette dernière directrice. Cette configuration de
transmission est plus particulièrement représentée à la
figure 2. L'embrayage peut encore être constitué, comme
l'illustre la figure 5, par un vérin 21 hydraulique ou
pneumatique coopérant avec un verrou 22 mécanique chargé
par ressort et déplaçable axialement parallèlement à l'axe
longitudinal de la colonne de direction 8 pour rendre
solidaire une poulie menante soit de la colonne de
direction à l'état activé de la transmission, soit d'une
structure fixe à l'état inactivé de la transmission. Dans
ce cas, la direction est constituée, outre la colonne de
direction 8, déplaçable angulairement par l'organe de
manoeuvre 7, tel qu'un timon ou un volant, d'un plateau 23
solidaire en rotation de la colonne 8. Ce plateau est
disposé entre les poulies menantes 10A, 11A des
transmissions 10, 11 de telle sorte que les faces des
poulies menantes s'étendent sensiblement parallèlement aux
faces du plateau 23. Ce plateau 23 est couplé en permanence
à une servocommande représentée en 9 aux figures. Les
poulies menantes 10A, 11A sont elles-mêmes doublées chacune
d'un plateau fixe 24, 25. Un verrou 22 mécanique s'étend à
chaque fois, parallèlement à la colonne 8, entre poulie
menante 10A ou 11A et plateau 23 solidaire en rotation de
la colonne 8. Ce verrou 22, chargé par ressort 26 et
déplaçable par un vérin 21, peut passer d'une première
position à une seconde position. Dans la première position,
représentée en haut à gauche de la figure 5, une des
extrémités du verrou 22 munie d'un galet 27 roule sur le
plateau 23 solidaire en rotation de la colonne 8, tandis
que son autre extrémité, également munie d'un galet 28,
solidarise la poulie menante 11A et le plateau 24 doublant
la poulie de manière à verrouiller la roue 6 arrière reliée
à la colonne 8 par cette transmission dans une position
prédéterminée. Dans la seconde position du verrou 22,
correspondant à celle représentée en bas à droite de la
figure 5, l'extrémité du verrou, également munie du galet
28, peut rouler sur le plateau 25 doublant la poulie
menante 10A, tandis que la première extrémité du verrou,
munie d'un galet 27, est logée au moins partiellement dans
le plateau 23 solidaire en rotation de la colonne 8 pour
rendre la poulie menante 10A et la colonne 8 solidaires en
déplacement de telle sorte que la roue avant 5A et/ou 5B,
soumise à l'action de la poulie menante 10A, est rendue
directrice. Bien évidemment, comme l'engin dispose de deux
transmissions et donc de deux poulies menantes, il dispose
également de deux verrous dont les parties identiques
portent des références numériques identiques. Le passage
d'un des verrous d'une première position à une seconde
position s'opère en synchronisme avec le passage de l'autre
verrou de la seconde position à la première position. Le
passage de la première position à la seconde position
s'effectue sous l'action du vérin 21 par extension de la
tige de ce dernier, tandis que le retour de la seconde
position à la première position s'effectue par des moyens
de rappel tels que des ressorts 26 coopérant avec un organe
d'appui 29 affectant la forme d'un doigt radial au corps
tubulaire du verrou. Cette solution présente l'avantage
d'intégrer, dans un même ensemble, à la fois les moyens
d'embrayage des différentes transmissions et les moyens
d'immobilisation des roues dans une position déterminée. Le
plateau 23, solidaire en rotation de la colonne 8, comporte
des logements 30 des extrémités 27 des verrous décalés à
90° pour permettre un fonctionnement en synchronisme. Il
est à noter qu'il est prévu en outre un élément amortisseur
31 entre tige du vérin 21 et extrémité 28 du verrou 22 pour
rendre progressive l'action de la tige de vérin.
Pour réduire l'encombrement dans le sens de la longueur de
l'engin et faciliter la manoeuvre de ce dernier, notamment
en permettant à l'opérateur de repérer visuellement la
position des roues, en particulier des roues directrices,
l'organe de manoeuvre 7 de la direction de l'engin,
constitué ici par un timon, est monté déporté par rapport à
l'axe longitudinal médian de l'engin.
Pour garantir un fonctionnement optimal dans l'un
quelconque des modes de fonctionnement, la désactivation
d'une transmission et/ou respectivement l'activation d'une
autre transmission commandées par l'organe de commande 12
de sélection du mode de fonctionnement de l'engin sont
asservies au positionnement de la ou des roues directrices
5A, 6 avant désactivation. Ainsi, dans l'exemple représenté
aux figures 1 et 2, l'engin 1 est dans un mode de
fonctionnement dit latéral dans lequel la roue arrière 6
est positionnée de manière fixe avec son axe de rotation
parallèle à l'axe longitudinal des longerons et la roue
avant 5A est directrice grâce à l'activation de la
transmission 10 entre roue avant 5A et colonne de direction
8 tandis que la roue avant 5B est folle. La commutation de
ce mode de fonctionnement à déplacement latéral vers un
mode de fonctionnement à déplacement frontal de l'engin
nécessite de positionner la roue avant 5A de manière telle
que son axe de rotation ou axe de roulement s'étende
perpendiculairement à l'axe longitudinal du longeron. Une
fois cette position occupée, la désactivation de la
transmission 10 et par suite l'activation de la
transmission 11 peuvent être commandées. Ainsi, la
désactivation de la transmission 10 et l'activation de la
transmission 11 ne seront rendues possible que lorsque la
roue 5A occupera la position prédéterminée mentionnée ci-dessus.
Pour asservir la désactivation ou respectivement
l'activation des transmissions à cette position de la roue
5A ou de manière similaire à la roue 6, il peut être prévu
un organe de détection de position de roue, tel qu'un
capteur de position des roues 5A et 6. Il est à noter que,
dans l'exemple décrit ci-dessus d'un verrou mécanique, il
n'est pas nécessaire de disposer de capteur de position. En
effet, le passage d'une position à une autre position du
verrou ne peut s'effectuer que lorsque les roues sont dans
une position déterminée.
Les roues directrices 5A ou 6 sont amenées manuellement
dans une position prédéterminée avant désactivation de la
transmission 10, 11 qui les relie à la transmission par
l'intermédiaire de la direction elle-même, en particulier
par maniement de l'organe de manoeuvre 7 de la direction, à
savoir le timon. Ainsi, l'opérateur, au moyen du timon 7,
amène par exemple la roue 5A dans la position prédéterminée
correspondant à un déplacement frontal de l'engin, c'est-à-dire
dans une position dans laquelle l'axe de rotation de
la roue 5A s'étend perpendiculairement à l'axe longitudinal
du longeron. Cette position est alors détectée par le
capteur de position ou automatiquement verrouillée sous
l'action de ressort. La désactivation de la transmission 10
et l'activation de la transmission 11 sont alors rendues
possibles.
Pour parfaire le fonctionnement, les roues de l'engin, à
l'état inactivé de leur transmission les reliant à la
direction 7, 8, 9 de l'engin, sont maintenues immobilisées
dans une position prédéterminée au moyen d'au moins une
butée mécanique. Cette butée mécanique peut être constituée
par le verrou déplaçable axialement comme mentionné ci-dessus.
Dans le cas d'un autre dispositif d'embrayage, la
butée mécanique peut être déportée et positionnée au
voisinage des roues.
De la description ci-dessus, il en résulte un
fonctionnement particulièrement simple de l'engin et une
commutation d'un mode de fonctionnement à un autre qui peut
s'effectuer en toute sécurité.
L'engin 1, comme mentionné ci-dessus, comporte encore un
dispositif 3 de levage et de manipulation de charges. Ce
dispositif 3 de levage est constitué d'un tablier 14 porte-fourches
15 animé d'un mouvement de monte et baisse le long
d'un mât 16 d'un chariot 17 porte-mât monté à coulissement
sur les longerons 2. La base du chariot 17 est munie
d'organes 18 rotatifs moteurs synchrones à sens de rotation
inversible coopérant chacun avec une chaíne 19 dont les
extrémités sont montées fixes le long d'un longeron 2. La
chaíne est maintenue au moins partiellement enroulée autour
de l'organe moteur rotatif 18 pour permettre, lors de
l'entraínement en rotation des organes 18 rotatifs, le
déplacement du chariot 17 porte-mât 16 le long des
longerons 2 suivant un axe parallèle à l'axe longitudinal
des longerons 2. Ainsi, il peut occuper une position dans
laquelle il s'étend à l'aplomb de l'extrémité des longerons
2 comme l'illustre la figure 3 ou, au contraire, venir
s'adosser contre la paroi frontale de la structure 4 comme
l'illustre la figure 1. L'utilisation de chaínes permet
d'adapter un tel dispositif de déplacement à des
configurations variables de châssis. Il suffit en effet de
découper la chaíne à la longueur voulue et de l'enrouler
ensuite autour des organes 18 rotatifs. En outre, une telle
solution simplifie la maintenance du dispositif, limite les
stocks puisque les chaínes peuvent être enroulées sur une
bobine comparativement à des solutions classiques type
crémaillère.