FR2593796A1 - Appareil de manutention verticale de charge - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un appareil de manutention verticale de charge. Un tel appareil comprend au moins un vérin vertical 1 dont la tige 5 prend appui sur le sol et le corps 6 est solidaire de la charge, un réservoir 2 de fluide hydraulique, une pompe réversible 3 et un ensemble de contrôle 4 comportant une valve 22 à double pilotage, une valve 25 à pilotage unique et une valve 28 à clapet actionné par gravité. L'invention est applicable notamment au levage de charges parallélépipédiques. (CF DESSIN DANS BOPI)

Description

La présente invention concerne un appareil de manutention verticale de charge du genre structure rigide équipée de coins normalisés, ledit appareil comportant, par exemple, quatre dispositifs de levage destinés à être rendus temporairement solidaires des quatre angles d'une charge présentant la forme générale d'un parallélépipède rectangle, telle qu'une grande caisse métallique, un conteneur ou un transconteneur de transport.Dans un tel cas, l'appareil selon l'invention permet en particulier de lever la charge à partir d'une plate-forme mobile de transport, puis de la déposer au sol après retrait de ladite plate-for:ne, ou bien d'effectuer l'opération inverse en soulevant suffisamment la charge à partir du sol pour faire passer sous elle un wagon plat ou un camion-plate-forme et y déposer ensuite ladite charge, les quatre dispositifs de levage pouvant après chaque opération être séparés de la charge pour êt-e fixés sur une autre charge ou rester solidaires de la première charge après avoir été rabattus ou non en position de reps.

Dans ce domaine, on connaît à l'heure actuelle un certain nombre de dispositifs destinés à être respectivement fixés aux angles des charges parallélipédiques ou autres structures rigides équipées de coins normalisés. Par exemple, on connaît un dispositif comportant un bras que l'on fixe à l'angle de la charge et une vis qui agit sur une crémail lère verticale, au moyen d'un levier d'entrainement en rotation à cliquet, jusqu'à ce que ladite crémaillére prenne appui sur le sol et que la charge commence à monter. On connait également un dispositif dans lequel deux pignons droits sont en prise avec deux crémaillères verticales parallèles et sont assujettis aux deux faces opposées d'une roue centrale qui est en prise avec une vis sans fin disposée transversalement et entraînée par une manivelle.On connaît en outre un dispositif comportant une boîte d'engrenages de réduction agissant sur une crémaillère verticale et commandée par une manivelle, et l'on connaît aussi un dispositif à chaine verticale commandé par un levier d'entraînement.

I1 y a lieu de noter que les dispositifs antérieurs précités sont tous d'un type entièrement mécanique et que, de ce fait, ils exigent habituellement de leurs utilisateurs des efforts physiques très importants tout en présentant un faible rendement, en étant soumis à une usure rapide et en posant des problèmes de réversibilité et/ou de freinage considérables lors de la descente de la charge.

La présente invention vise à remédier à tous ces inconvénients en fournissant un appareil de levage d'un type purement hydraulique qui ne nécessite aucun effort physique important, présente un rendement optimal en toutes circonstances et n'est soumis à aucune usure particulière tout en offrant une excellente capacité de réversibilité et de "freinage" lors de la descente de la charge du fait même de la conception spécifique de son circuit hydraulique.

Plus précisément, dans un appareil de manutention verticale de charge selon l'invention, du type comprenant au moins un vérin hydraulique à double effet disposé verticalement, dont la tige est destinée à prendre appui sur le sol et dont le corps est destiné à être rendu temporairement solidaire de la charge au moyen d'un dispositif d'adaptation et comporte un orifice de fond supérieur et un orifice de tige inférieur, un réservoir de fluide hydraulique associé audit vérin et comportant un orifice inférieur, une pompe hydraulique réversible comportant deux orifices d'entréesortie, et un ensemble de contrôle hydraulique raccordé au vérin, au réservoir et à la pompe par des canalisations, l'ensemble de contrôle comprend une première canalisation reliant un orifice de la pompe à l'orifice de tige du vérin, une valve à double pilotage reliée à l'autre orifice de la pompe par une deuxième canalisation et à l'orifice de fond du vérin par une troisième canalisation et montée dans le sens passant de la pompe vers le fond du vérin, ladite valve comportant un clapet et un siège mobiles, un ressort de rappel, un ressort de tarage, un ressort d'étanchéité, un premier conduit de commande raccordé à la première canalisation et un second conduit de commande raccordé à la troi sième canalisation, une valve à pilotage unique reliée à la deuxième canalisation par une quatrième canalisation et à l'orifice du réservoir par une cinquième canalisation et montée dans le sens passant du réservoir vers la deuxième canalisation, ladite valve comportant un clapet mobile et un siège fixe, un ressort de fermeture et un unique conduit de commande raccordé à la première ca-nalisation, et une valve à clapet actionné par gravité reliée à la première canalisation par une sixième canalisation et à la cinquième canalisation par une septième canalisation et montée verticalement dans le sens passant de la cinquième canalisation vers la première canalisation.

Suivant une autre caractéristique de l'appareil selon l'invention, une valve parachute peut être raccordée en série avec la troisième canalisation, de préférence au niveau de l'orifice de fond du vérin, et comporter un clapet d'arrêt taré destiné à fonctionner unique-ment en cas de rupture accidentelle de ladite troisième canalisation.

Lorsque ledit appareil est destiné à une charge présentant la forme générale d'un parallépipède rectangle, il comprend de préférence quatre vérins rendus respectivement solidaires, avec leurs réservoirs associés, des extrémités de deux faces latérales opposées dudit parallépipède rectangle. Dans ce dernier cas, l'appareil selon l'invention peut alors comprendre, soit un distributeur à quatre voies raccordé, d'une part, à la pompe par l'intermédiaire de l'ensemble de contrôle et, d'autre part, aux quatre vérins et à leurs réservoirs associés, soit deux pompes et deux ensembles de contrôle ainsi que deux distributeurs à deux voies, dont chacun est raccordé, d'une part, à l'une des pompes par l'intermédiaire de l'un des ensembles de contrôle et, d'autre part, à deux des quatre vérins et à leurs réservoirs associés.
Suivant d'autres caractéristiques correspondant à une forme de réalisation préférée de l'appareil selon lginven- tion
- chaque pompe hydraulique réversible est du type rotatif volumétrique dont l'axe d'actionnement extérieur peut être muni d'une manivelle ou d'un embout d'adaptation à l'arbre d'un moteur électrique réversible à très faible vitesse réglable,
- chaque ensemble de contrôle hydraulique se présente sous la forme d'un blcc matériel unique contenant la valve à double pilotage, la valve à pilotage unique, la valve à clapet actionné par gravité, la totalité des quatrième, sixième et septième canalisations et une partie des première, deuxième, troisième et cinquième canalisations, ces dernières débouchant dudit uloc par cinq orifices destinés à être respectivement raccordés aux orifices de fond et de tige du vérin, à l'orifice du réservoir et aux deux orifices de la pompe, le bloc étant destiné à être monté de telle sorte que la valve à clapet actionné par gravité est disposée verticalement,
- chaque pompe hydraulique réversible est fixée directement sur le bloc de contrôle hydraulique associé, de telle sorte que son axe d'actionnement est disposé selon une direction généralement horizontale,
- le réservoir est disposé périphériquement autour du corps du vérin vertical associé et est réalisé d'un seul tenant avec ce dernier, ledit réservoir comportant à sa partie supérieure un bouchon de remplissage, un voyant de vérification de niveau et une valve d'évacuation automatique d'air et, à proximité immédiate de son orifice inférieur, un filtre magnétique,
- le bloc de contrôle hydraulique sur lequel est fixée la pompe est lui-même fixé directement sur le vérin et son réservoir associé, de telle sortE que la valve parachute peut être supprimée.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé sur lequel la figure-unique représente schématiquement les éléments constitutifs essentiels de l'appareil selon l'invention, notamment la pompe et l'ensemble de contrôle, avec une vue en coupe d'une forme de réalisation préférée du vérin et du réservoir associé.

En se référant à cette figure, l'appareil de manutention verticale de charge selon l'invention est du type comprenant au moins un vérin hydraulique 1 à double effet, un réservoir 2 de fluide hydraulique associé audit vérin, une pompe hydraulique réversible 3 et un ensemble 4 de con trôle hydraulique qui est raccordé au vérin, au réservoir et à la pompe par des canalisations.

De façon connue, le vérin à double effet est disposé verticalement, sa tige 5 étant destinée à prendre appui sur le sol, par exemple par l'intermédiaire d'une chandelle fixe ou d'une chandelle réglable en hauteur ou encore d'une roue, cette dernière pouvant évidemment être munie d'un dispositif de manoeuvre.Le corps 6 du vérin est destiné à être rendu temporairement solidaire de la charge au moyen d'un dispositif d'adaptation connu en soi et n'ayant pas lieu d'être représenté, un tel dispositif comprenant généralement un organe de liaison du genre bracon, c'est-à-dire une pièce rigide comportant quatre points de liaison généralement disposés en X, par exemple deux pattes haute et basse fixées sur le vérin et deux bagues haute et basse montées à pivotement et calées en translation sur un tube vertical dit t'universel" possédant des ferrures haute et basse assujetties de façon amovible à deux points superposés de la charge.

A son extrémité supérieure, la tige 5 du vérin comporte une large tête 7 de piston ayant une section droite
SF correspondant à celle du fond S du corps 6 du vérin. Un joint d'étanchéité torique 9 est disposé dans une gorge intérieure réalisée dans la tête de la tige et porte contre la face intérieure de la paroi latérale 10 du corps de manière à délimiter un volume 11 de fond de vérin pour le fluide hydraulique. De préférence, le fond 8 du corps comporte un purgeur 12 permettant d'évacuer une foi; pour toutes l'air éventuellement contenu dans ledit volume avant la mise en service du vérin.

Le corps 6 du vérin comporte, à son extrémité inférieure, un dispositif d'obturation rapporté 13 qui présente un orifice de passage de tige ayant une section droite correspondant à la section droite ST de la tige 5 du vérin.

Un joint d'étanchéité torique 14 est disposé dans une gorge extérieure ménagée dans I'orifice du dispositif rapporté et porte contre la surface de la tige de manière à délimiter le long du corps du vérin, entre la face supérieure dudit dispositif d'obturation et la face inférieure de la tige 7, un volume 15 de tige de vérin pour le fluide hydraulique, la valeur dudit volume dépendant évidemment de la section utile de fluide de tige SUT, c'est-à-dire de la différence entre la section droite du fond du corps et la section droite de la tige.

En outre, le vérin 1 comporte un orifice de fond supérieur 16 et un orifice de tige inférieur 17, tandis que le réservoir 2 associé audit vérin-comporte un orifice inférieur 18 et que la pompe réversible 3 comporte deux orifices d'entrée-sortie, 19 et 20, tous ces orifices étant raccordés les uns aux autres par l'intermédiaire de l'ensemble de contrôle 4.

Selon l'invention, cet ensemble de contrôle hydraulique comprend essentiellement une première canalisation 21 reliant un orifice 19 de la pompe à l'orifice 17 de tige du vérin, une valve 22 à double pilotage, reliée à l'autre orifice 20 de la pompe par une deuxième canalisation 23 et à l'orifice 16 de fond du vérin par une troisième canalisation 24, ladite valve étant montée dans le sens passant de la pompe 3 vers le fond 8 du vérin 1, une valve 25 à pilotage unique, reliée à la deuxième canalisation 23 par une quatrième canalisation 26 et à l'orifice 18 du réservoir par une cinquième canalisation 27, ladite valve étant montée dans le sens passant du réservoir 2 vers la deuxième canalisation 23, et une valve 28, à clapet actionné par gravité, reliée à la première canalisation 21 par une sixième canalisation 29 et à la cinquième canalisation 27 par une septième canalisation 30, ladite valve étant montée verticalement dans le sens passant de la cinquième canalisation 27 vers la première canalisation 21.

La valve 22 à double pilotage est une valve à pression de passage réglable qui est réalisée en adaptant un dispositif hydraulique vendu dans le commerce sous la dénomi nation "soupape d'équilibrage "SUN" ". . Une telle valve com- prend essentiellement un clapet et un siège mobiles, un fai ble ressort 31 de rappel de siège, un puissant ressort 32 de tarage réglable au moyen d'une vis de butée de queue de clapet, un premier conduit de commande 33 raccordé à la première canalisation 21 , un second conduit de commande 34 raccordé à la troisième canalisation 24 et un important ressort 35 de tête de clapet destiné à rendre la valve 22 parfaitement étanche dans le sens bloqué ou non passant tout en modifiant de façon importante la valeur de la pression de passage du fluide hydraulique dans le sens passant.

La valve 25 à pilotage unique est une valve comprenant essentiellement un clapet mobile et un siège fixe, un faible ressort 36 de fermeture et un unique conduit 37 de commande d'ouverture qui est raccordé à la première canalisation 21, de telle sorte que l'ouverture de cette valve 25 peut être commandée par une très faible pression, comme c'est également le cas pour la valve 28 à clapet actionné par gravité.

Par ailleurs, il est particulièrement souhaitable que l'appareil selon l'invention comprenne une valve parachute 38 raccordée en série avec la troisième canalisation 24, de préférence au niveau de l'orifice 16 de fond du vérin.

En effet, une telle valve parachute ou valve de freinage à la descente comporte un clapet d'arrêt taré destiné à se fermer dès que le débit du fluide hydraulique dépasse la valeur de réglage, par exemple en cas de rupture accidentelle de la troisième canalisation 24, afin d'interdire toute descente brutale de la charge.

Par ailleurs, la pompe hydraulicue réversible 3 est de préférence du type rotatif volumétrique, par exemple à organes ou galets planétaires, et fonctionne à très basse vitesse. Ce type de pompe est bien connu en soi et son axe d'actionrlement extérieur peut être muni directement et de façon amovible ou non, d'une manivelle d'entraînement manuel ou bien, par exemple, d'un embout d'adaptation à l'arbre d'un moteur électrique réversible à très faible vitesse réglable, tel que celui d'une perceuse portative du commerce.

Lorsque l'appareil selon l'invention est destiné à la manutention verticale d'une structure rigide comportant des coins normalisés, en particulier une charge présentant la forme générale d'un parallélépipède rectangle, ledit appareil comprend de préférence quatre vérins 1 qui sont rendus respectivement solidaires, avec leurs réservoirs associés 2, des extrémités de deux faces latérales opposées dudit parallélépipède rectangle. Dans un tel cas, le dispositif d'adaptation à la charge, qui est associé à chaque vérin et a été précédemment décrit comme pouvant être du type à bracon, est généralement fixé à des pattes supérieure et inférieure solidaires du corps 6 du vérin, telles que la patte 39 représentée à titre d'exemple comme faisant partie d'un collier soudé ou fixé autrement sur l'extrémité supérieure du corps du vérin.

Selon une forme de réalisation possible, l'appareil de manutention verticale de charge selon l'invention comprend un distributeur à quatre voies qui est raccordé, d'une part, à la pompe 3 par l'intermédiaire de l'ensemble de contrôle 4 et, d'autre part, aux quatre vérins 1 et à leurs réservoirs associés 2. Selon une seconde forme de réalisation possible, l'appareil selon l'invention comprend deux pompes 3 et deux ensembles de contrôle 4 ainsi que deux distributeurs à deux voies, dont chacun est raccordé, d'une part, à 11 une des pompes 3 par l'intermédiaire de l'un des ensembles de con trôle 4 et, d'autre part, à deux des quatre vérins 1 et à leurs réservoirs associés.

De tels distributeurs à deux ou quatre voies sont bien connus en soi et n'ont pas lieu d'être décrits en détail.

A titre d'exemple, on a cependant représenté un distributeur à deux voies, qui est désigné dans son ensemble par 40 et qui comporte évidemment trois orifices de répartition 41, 42 et 43 respectivement raccordés aux première, troisième et cinquième canalisations 21, 24 et 27, les deux voies correspondant à chacun de ces trois orifices de répartition étant respectivement raccordées aux deux orifices de tige 17, 17a et aux deux orifices de fond 16, 16a de deux des vérins 1 et aux deux orifices 18, 18a de leurs deux réservoirs associés 2.

En outre, si l'on associe à la pompe hydraulique 3 un moteur d'entraînement électrique réversible monté à poste fixe, on peut envisager d'actionner ladite pompe dans l'un ou l'autre sens de rotation au moyen d'un boîtier de commande à distance de type connu en soi.

Les formes de réalisation précitées, avec distributeurs à deux ou quatre voies1 permettent généralement un excellent équilibrage des pressions régnant dans les deux ou quatre vérins concernés, ces derniers devant évidemment être parfaitement identiques. Cependant, la multiplication des canalisations de raccordement implique une augmentation des risques de rupture accidentelle de ces dernières sous l'effet de facteurs extérieurs, par exemple le passage des roues d'un camion. Par conséquent, lorsque lesdites canalisations ne peuvent pas être convenablement protégées contre les risques de détérioration sur le terrain, il est préférable d'envisager une forme de réalisation dans laquelle toutes les canalisations présentent des longueurs réduites à la valeur minimale et sont entièrement protégées contre les ruptures accidentelles pouvant provenir de facteurs extérieurs.

Dans cette forme de réalisation préférée de l'appareil de manutention verticale de charge selon l'invention, l'ensemble de contrôle hydraulique 4 se présente sous la forme d'un bloc matériel unique 44, de préférence en métal, qui n'a pas lieu d'être représentéen- détail et qui contient la valve 22 à double pilotage, la valve 25 à pilotage unique, la valve 28 à clapet actionné par gravité, la totalité des quatrième, sixième et septième canalisations 26, 29 et 30 et une partie des première, deuxième, troisième et cinquième canalisrlliolls 21, 23, 24 et 27, ces dernières débouchant dudit bluc par cinq orifices 45, 46, 47, 48 et 49 destinés à être respectivement raccordés aux orifices de fond 16 et de tige 17 du vérin 1, à l'orifice 18 du réservoir 2 et aux deux orifices 19 et 20 de la pompe 3. Ledit bloc métallique 44 est évidemment destiné à être monté de telle sorte que la valve 28 à clapet actionné par gravité est disposée verticalement.

En outre, la pompe hydraulique réversible 3 est fixée directement sur le bloc de contrôle hydraulique 44 de telle sorte que les deux orifices d'entrée-sortie 19 et 20 de la pompe sont respectivement raccordés directement aux deux orifices 48 et 49 du bloc métallique, les canalisations de raccordement extérieures étant ainsi supprimées. De plus, dans le cas où la pompe hydraulique réversible 3 est du type rotatif volumétrique comme indiqué précédemment, elle est de préférence fixée sur le bloc de contrôle hydraulique 44 de telle sorte que son axe d'actionnement extérieur 50 est disposé selon une direction généralement horizontale.

Si l'on se réfère maintenant au réservoir de fluide hydraulique 2, ce dernier peut se présenter évidemment sous la forme d'une bâche séparée, de type connu, dans laquelle la pompe aspire ou refoule le fluide hydraulique par la cinquième canalisation 27 et l'orifice 18 ménagé à la partie inférieure dudit réservoir. Cependant, dans la forme préférée de réalisation de l'appareil selon l'invention, le réservoir de fluide hydraulique 2 est disposé périphériquement autour du corps 6 du vérin vertical associé 1 et est réalisé d'un seul tenant avec ce dernier. Ce réservoir périphérique vertical 2 comporte à sa partie supérieure un bouchon de remplissage 51, un voyant 52 de vérification visuelle du niveau du fluide hydraulique et, à proximité immédiate de son orifice inférieur 18, un filtre 53 destiné au fluide hydraulique, ce filtre étant de préférence du type magnétique de manière à retenir essentiellement les impuretés métalliques.

De plus, ledit réservoir doit comprendre un bouchon de mise à l'air libre devant être ouvert avant la mise en service de l'appareil afin d'éviter qu'aucune surpression préjudiciable ne puisse apparaître dans le réservoir lorsque la pompe y refoule du fluide hydraulique. Dans la forme de réalisation préférée de l'appareil selon l'invention, ce bouchon de mise à l'air libre est remplacé par une valve 54 d'évacuation automatique d'air qui est tarée de manière à laisser l'air s'échapper dès que la pression régnant à l'intérieur du réservoir atteint la valeur de réglage, de telle sorte que l'oubli de l'ouverture du bouchon de mise à l'air libre par l'utilisateur ne peut plus entraîner aucune détérioration accidentelle du réservoir.

Selon une autre particularité de l'invention, lorsque le réservoir 2 est périphérique au vérin vertical 1 et présente donc une surface intérieure circulaire d'un seul tenant avec la paroi latérale 10 du corps du vérin, ledit réservoir 2 peut présenter une surface extérieure 55 à section droite rectangulaire, de telle sorte que la contenance du réservoir en fluide hydraulique est très augmentée pour une faible augmentation de son encombrement. En outre, le réservoir 2 est de préférence disposé autour de la partie inférieure du corps 6 du vérin, la partie supérieure de ce dernier pouvant être protégée par un capot amovible monté de façon à être approximativement aligné avec la face extérieure 55 du réservoir.

Dans le cas où le réservoir 2 de fluide hydraulique est disposé périphériquement au corps 6 du vérin 1, le dispositif d'adaptation destiné à être relié temporairement à la charge peut être rendu directement solidaire du réservoir et non plus seulement du corps du vérin, par exemple au moyen d'organes fixés sur le réservoir, tels que des pattes supérieure et inférieure, 56 et 57, qui sont représentées à titre d'exemple. Ce mode de fixation du dispositif d'adaptation, qui peut etre du type à bracon comme indiqué précédemment, permet de supprimer les pattes solidaires du corps du vérin, telles que la patte supérieure 39, lorsque cela facilite le montage du capot de protection amovible associé à la partie supérieure du corps 6 du vérin.

Dans la orme de réalisation préférée de l'appareil selon l'invention, le bloc 44 de controle hydraulique sur lequel est fixée la pompe réversible 3 est lui-même fixé directement sur le vérin vertical 1 et sur son réservoir associé 2. De préférence, le bloc 44 est fixé directement sur la partie inférieure de la surface extérieure plane 55 du réservoir périphérique 2, de telle sorte que les première, troisième et cinquième canalisations de raccordement 21, 24 et 27, sont totalement supprimées ou réduites à une longueur minimale. En outre, du fait que la première canalisation 21 peut être entièrement protégée par le capot associé à la partie supérieure du corps 6 du vérin, la valve parachute 38 peut également être supprimée.

Dans cette forme de réalisation préférée de l'appareil de manutention verticale de charge selon l'invention, le vérin vertical 1 à double effet, son réservoir associé 2, la pompe réversible 3 et le bloc 44 de contrôle hydraulique forment une structure d'un seul tenant, dans laquelle le bloc 44 de contrôle est évidemment monté de telle sorte que la valve 28 à clapet actionné par gravité est disposée selon une direction généralement verticale, tandis que la pompe réversible 3 est fixée sur ledit bloc 44 de telle sorte que son axe d'actionnement 50 est disposé selon une direction généralement horizontale.

De préférence, cette structure d'un seul tenant comporte en outre un dispositif d'adaptation à la charge, par exemple du type à bracon et à tube universel du genre précédemment décrit, dont les ferrures haute et basse sont destinées à être rendues temporairement solidaires de deux points superposés de la charge. Il y a lieu de se rendre compte que l'appareil de manutention verticale de charge comprend alors nécessairement plusieurs structures séparées, à l'exclusion de tout distributeur à quatre ou deux voies.

Dans le cas d'une charge présentant la forme générale d'un parallélépipède rectangle, l'appareil comprend de préférence quatre structures séparées qui peuvent être commandées indépendamment les unes des autres au moyen de manivelles ou de moteurs électriques réversibles, mais on peut également envisager de commander simultanément ces quatre structures en montant les moteurs à poste fixe sur les pompes associées et en installant un unique boîtier de commande électrique desdits moteurs.

On va maintenant étudier ci-après le fonctionnement de tous les éléments essentiels de l'appareil selon l'invention, c'est-à-dire le vérin 1, son réservoir associé 2, la pompe réversible 3 et l'ensemble de contrôle 4 raccordé à ces trois éléments.

Pour fixer les idées, et d'après les recherches qui ont conduit à l'invention, on va considérer le cas de quatre vérins destinés à la manutention verticale d'une charge parallépipédique rectangle présentant un poids maximal PM de 10 tonnes et l'on va admettre, à titre d'exemple uniquement, les hypothèses ci-après
1. La section utile de fluide SF au niveau du fond 8 du corps du vérin 1 a pour valeur environ 78,5 cmZ tandis que la section utile de fluide SUT au niveau de la tige 5 dudit vérin a pour valeur environ 21,8 cm2, c'est-à-dire que lesdites sections utiles de fluide sont dans un rapport compris entre 3/1 et 4/1, par exemple 3,6/1.

2. La tige 5 étant disposée sur une chandelle ou une roue ayant une hauteur ou garde au sol de l'ordre de 50 à 60 cm, on désire que la course maximale de levage du corps 6 du vérin i soit d'environ 165 cm, ce qui implique que le réservoir associé 2 doit avoir une contenance en fluide hydraulique d'environ
165 cm x 78,5 cm2 = 13 litres ledit réservoir étant conçu pour résister à des pressions de l'ordre de 1 bar et sa valve 54 d'évacuation automatique d'air se déclenchant pour une pression d'environ 0,5 bar.

3. Compte tenu de l'existence de quatre vérins identiques destinés à soulever ensemble le poids maximal PM, on admet un coefficient de sécurité compris entre la moitié et le quart de la charge totale pour chaque vérin, c'està-dire compris entre le poids maximal portant sélectivement sur deux vérins en diagonale et uniformément réparti sur les quatre vérins. On choisit par exemple une valeur de tarage égale au tiers de la pression maximale possible pour la valve 22 à double pilotage.Plus précisément, on règle le ressort de tarage 32 de la valve 22 pour une pression correspondant, dans l'exemple choisi, au tiers du poids maximal PM de la charge rapportée à la section utile SF du fond 8 du vérin 1, c'est-à-dire que l'on a
Pression de tarage - 1 10000 kg = 42,5 bars
3 78,5 cmt
4. également à titre d'exemple, on choisit, pour la même valve 22, un ressort 35 de fermeture de clapet exer çant une pression de 15 bars, ainsi qu'un ressort de rappel 31 ayant pour valeur 0,3 bar, tandis que le ressort de fermeture 36 de la valve 25 à pilotage unique a également pour valeur 0,3 bar et que le clapet actionné par gravité de la valve 28 fonctionne pour une valeur de 0,1 bar environ.

5. Compte tenu du fait que les trois ressorts 31, 32 et 35 associés à la valve 22 à double pilotage peuvent exercer ensemble une pression atteignant 57,8 bars et que la pompe réversible 3 doit pouvoir fournir une pression supérieure à cette valeur, il faut considérer, dans ce cas particulier, que la pression de service de l'appareil est de l'ordre de 60 bars et qu'il doit pouvoir résister à une pression maximale d'essai atteignant à peu près le double de la pression de service.

Pour étudier en détail le fonctionnement de l'appareil de manutention verticale de charge selon l'invention, on va considérer successivement les opérations de levage, maintien et descente de la charge, puis de relevage, maintien et descente de la tige.

A. Pour déterminer le levage, agrès avoir vérifié le remplissage du réservoir 2, on fait tourner la pompe 3 de telle sorte qu'elle refoule une pression croissante dans la deuxième canalisation 23, ce qui a pour effet immédiat de fermer ou bloquer la valve 25 à pilotage unique par l'intermédiaire de la quatrième canalisation 26. Simultsnément, la pompe 3 aspire du fluide hydraulique dans la première canalisation 21 et dans le volume 15 de tige de vérin, le complément de fluide hydraulique étant aspiré à partir du réservoir 2 par l'intermédiaire de la valve 28, dont le clapet actionné par gravité à 0,1 bar s'est immédiatement ouvert, le fluide passant ainsi du réservoir 2 jusqu'à la pompe 3 par les cinquième, septième, sixième et première canalisations 27, 30, 29 et 21.

Au fur et à mesure que la pompe tourne, la pression augmente dans la deuxième canalisation 23 jusqu'à atteindre une valeur pour laquelle la valve 22 à double pilotage s 'ou- vre ou devient passante, le fluide sous pression circulant alors dans la troisième canalisation 24 pour atteindre le volume 11 de fond de vérin et soulever la charge en prenant appui sur la tête 7 de la tige 5 du vérin qui est supposée être initialement en appui contre le sol. Il règne donc dans le volume 11 de fond de vérin une pression légèrement supérieure à la pression maximale due à la charge et, par conséquent, il pourrait régner dans le volume 15 de tige de vérin une pression maximale proportionnelle dans le rapport des sections utiles de fluide pour le fond et la tige du vérin.

Cependant, la rotation de la pompe détermine une aspiration correspondant à un débit dont la valeur est nettement supérieure à celle du débit pouvant etre fourni par le volume 15 de tige de vérin, de telle sorte que c'est le réservoir 2 qui doit continuer à fournir le complément de fluide hydraulique comme indiqué précédemment.

B. Dès que l'entraînement en rotation de la pompe 3 est interrompu, la charge exerce la pression maximale sur le fond B du corps du vérin et dans la troisième canalisation 24 de telle sorte que la valve 2:? à double pilotage passe immédiatement à l'état bloqué ou non passant, l'étan ctie,ité parfaite de cette valve étant assurée par le ressort 35, ce qui interdit toute descente même lente de la charge.

Cependant, le fluide sous pression se trouvant encore dans la deuxième canalisation 23 juste avant la fermeture de la valve 22 retourne dans la première canalisation 21 en traversant la pompe 3, qui est passante lorsqu'elle ne tourne pas. près avoir traversé la pompe 3, cette petite quantité de fluide sE mélange au fluide qui provient du volume 15 de tige de vérin et qui est maintenant lui-même soumis à une pression maximale dans le rapport des sections utiles du fond et de la tige du vérin, c' est-à-dire une pression correspondant environ au quart de la pression maximale due à la charge.La pression de ces deux fluides provoque la fermeture de la valve 28 à clapet actionné par gravité et provoque éventuellement, en agissant par le conduit 37, l'ouverture de la valve 25 à pilotage unique, ce qui permet au fluide excédentaire provenant du volume 15 de tige-de vérin, de la première canalisation 21, de la pompe 3 et de la deuxième canalisation 23 de retourner jusqu'au réservoir 2 par l'intermédiaire des quatrième et cinquième canalisations 26 et 27.

C. Pour provoquer la descente d la charge, on fait tourner la pompe 3 dans le sens inverse de celui déterminant le levage, c'est-à-dire que l'on refoule une pression croissante dans la première canalisation 21, ce qui provoque tout d'abord la fermeture de la valve 28 et :.'ouverture de la valve 25 dans le cas où ces opérations n'ont pas déjà été déclenchées par l'interruption de l'entraînement en rotation, comme indiqué précédemment. Pendant un certain laps de temps, l'augmentation de la pression dans la première canalisation 21 et dans le volume 15 de tige de vérin ne produit pas d'effet particulier sur ledit vérin, puisque son fond 8 reste soumis à la pression maximale de la charge et que la valve 22 reste bloquée.Toutefois, la pression maximale régnant dans la troisième canalisation 24 sous l'effet de la charge règne également dans le second conduit de commande 34 de la valve 22 à double pilotage. Par ailleurs, la pression croissante qui règne dans la première canalisation 21, sous l'effet du fluide refoulé par la pompe 3, règne également dans le premier conduit 33 de commande de la valve 22. Par conséquent, lorsque la pression du fluide refoulé par la pompe 3 atteint une valeur telle que la somme des deux pressions régnant respectivement dans les premier et second conduits de commande 33 et 34 est supérieure à la pression de blocage exercée par les ressorts 31, 32 et 35, la valve 22 à double pilotage s ouvre légèrement et laisse s'échapper du fluide provenant de la troisème canalisation 24, qui passe ainsi dans la deuxième canalisation 23 soumise à aspiration par la pompe 3.

Il y a lieu de noter en effet qu'avant que la valve 22 ne s'entrouve, la deuxième et la quatrième canalisations 23 et 26, ont été soumises à aspiration par la pompe 3, de telle sorte que du fluide a été aspiré à partir du réservoir 2 et le long de la cinquième canalisation 27 pour rejoindre les quatrième et deuxième canalisations, 26 et 23, en passant par la valve 25 à pilotage unique, qui avait été précédemment ouverte par la pression de refoulement régnant dans son conduit de commande 37.Dès que la valve 22 à double pilotage passe à l'état entrouvert, le fluide provenant de la troisième canalisation 24 va remplir le réservoir 2 en passant par les deuxième et quatrième canalisations, 23 et 26, la valve 25 à pilotage unique et la cinquième canalisation 27, tandis que la charge descend plus ou moins lentement en fonction de la valeur de l'ouverture de la valve 22 qui est provoquée par l'importance de la surpression de refoulement régnant dans le premier conduit de commande 33.

D. Si l'on cesse à un moment quelconque d'entraîner la pompe en rotation pendant la descente de la charge, la valve 22 à double pilotage passe immédiatement à l'état bloqué, comme indiqué pour le stade opératoire 8, du fait que la pression régnant dans la première canalisation 21 et le premier conduit de commande 33 diminue de telle sorte que la somme des deux pressions régnant respectivement dans les premier et second conduits, 33 et 34,devient inférieure à la pression de blocage exercée par les trois ressorts 31, 32 et 35, étant étendu qu'à ce moment initial la pression régnant dans la première canalisa 21 et le premier conduit de commande 33 corres-pond u quement à la pression régnant dans le volume 15 de tige de vérin, c'est-à-dire une pression maximale qui est proportionnelle à celle exercée par la charge en fonction du rapport des sections utiles de fluide au niveau du fond et de la tige du vérin, SF et
SUT. Cependant, du fait que la pompe 3 reste passante à l'état arrêté et que la valve 25 est maintenue ouverte par son conduit de commande 37, le fluide traversant lentement la pompe 3 retourne au réservoir 2 en passant par ladite valve 25 et les deuxième, quatrième et cinquième canalisations 23, 26 et 27, tandis que la pression régnant dans la première canalisation 21 et le premier conduit 33 de commande de la valve 22 diminue petit à petit, ladite valve 22 à double pilotage restant évidemment à l'état bloqué pour maintenir la charge à la hauteur correspondant à l'interruption de l'entraînement de la pompe.

E. Si l'on fait à nouveau tourner la pompe 3 dans le sens correspondant à la descente, c'est-à-dire en la faisant refouler du Fluide dans la première canalisation 21, on retrouve rapidement la situation décrite pour le stade opératoire C, la valve 22 à double pilotage étant entrouverte et la charge descendant lentement, la valve 25 à pilotage unique restant ouverte tandis que la valve 28 à clapet actionné par gravité reste bloquée du fait que la pression régnant dans les première et sixième canalisations 21 et 29 est supérieure à celle pouvant régner dans les cinquième et septième canalisations 27 et 30.

Dès que la descente s'achève, c'est-à-dire lorsque la charge commence à reposer sur son support, la pression maximale régnant dans le volume 11 de fond de vérin et dans la troisième canalisation 24 passe à une valeur très faible, voire nulle et, du fait que le second conduit 34 de commande de la valve 22 n'est plus soumis à une pression élevée, ladite valve 22 à double pilotage passe à nouveau à l'état bloqué.

F. Par conséquent, pour faire remonter la tige 5 dans le corps 6 du vérin 1, qui est solidaire de la charge reposant sur son support, par exemple une plate-forme de transport, il faut rouvrir la valve 22 de telle sorte que le fluide contenu dans le volume 11 de fond de vérin puisse s'échapper tandis que du fluide sous pression pénètre dans le volume 15 de tige de vérin.

Pour obtenir ce résultat, il faut faire tourner la pompe 3 en exerçant un effort considérablement accru de façon à ce qu elle refoule dans la première canalisation 21 et dans le premier conduit de commande 33 du fluide soumis à une pression supérieure à la pression de blocage fournie par les trois ressorts 31, 32 et 35.Dès que la valve 22 s'entrouvre à nouveau, l'importante pression régnant dans la première canalisation 21 et dans le volume 15 de- tige de vérin repousse la tête 7 vers le haut en obligeant le fluide encore contenu dans le volume 11 de fond de vérin à retcurner jusqu'au réservoir 2 en passant par la troisième canalisation 24, la valve 22 à double pilotage, les deuxième et quatrième canalisations, 23 et 26, la valve 25 à pilotage unique et la cin- quième canalisation 27, la valve 28 à clapet actionné par gravité restant évidemment à l'état bloqué.

G. Si l'on cesse momentanément d'entraîner la pompe en rotation pendant la remontée de la tige ou si l'on n'exerce plus un effort suffisant sur la pompe pour obtenir dans le premier conduit de commande 33 la pression nécessaire au déblocage de la valve 22 à double pilotage, cette valve 22 repasse immédiatement à l'état bloqué étanche,notamment sous l'effet de son ressort 35.

Dans le cas où la pompe est arrêtée, celle-ci reste légèrement passante et laisse circuler un peu de fluide de la première canalisation 21 à la deuxième canalisation 23, ledit fluide retournant jusqu'au réservoir en passant par la valve 25 encore ouverte. Par conséquent, les pressions régnant dans les première et deuxième canalisations, 21 et 23, vont très rapidement s'équilibrer et il en résulte que les pressions régnant dans la quatrième canalisation 26 et dans le conduit de commande 37 de la valve 25 à pilotage unique vont également s'équilibrer, de telle sorte que cette valve 25 va passer à l'état bloqué sous l'effet de son ressort de fermeture 36.Dans ces conditions, le fluide se trouvant dans les première, deuxième et quatrième canalisations 21, 23 et 23, ne peut plus s'échapper et la tige 5 est maintenue pendante par ie fluide qui est emprisonné dans le volume 15 de tige de vérin, dans la pompe 3 et dans les trois canalisations précitées.

H. Si l'on fait à nouveau tourner la pompe 3 de manière à refouler du fluide dans la première canalisation et le premier conduit de commande 33 avec une pression suffisante pour entrouvrir la valve 22 à double pilotage, on retrouve la situation précédemment décrite dans le stade opératoire F et l'on peut faire ainsi remnnter la tige 5 jusqu'd la rentrer complètement dans le corps 6 du vérin, étant entendu que la tige est ensuite maintenue pendante comme indiqué dans la stade opératoire G, toutes les valves 22, 25 et 28 étant à i'état bloqué. Au fur et à mesure que la tige remonte, le réservoir 2 se remplit et la valve 54 évacue automatiquement l'air qui y est éventuellement emprisonné.

I. Pour faire redescendre la tige 5, il suffit d'entrainer la pompe 3 dans le sens voulu pour refouler du fluide dans la deuxième canalisation 23 avec une pression suffisante pour vaincre au moins la pression du ressort d'étanchéité 35 et ouvrir la valve 22 à double pilotage, de telle sorte que le fluide sous pression pénètre dans le volume Il de fond de vérin, en passant par la troisième canalisation 24, et repousse la tige 5 vers le bas, la valve 25 à pilotage unique étant à l'état bloqué tandis que ia valve 28 à clapet actionné par gravité s'ouvre sous l'effet de l'aspiration de la pompe 3 dans les première et sixième canalisations 21 et 29 pour permettre au réservoir 2 de fournir le fluide nécessaire.

Lorsque la tige atteint le sol et qu'il faut soulever la charge, on se retrouve dans la situation déjà décriteen détail dans le stade opératoire A.

il est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif mais nullement limitatif et qu'on pourra y apporter toute modification utile, notamment dans le domaine des équivalences techniques, sans sortir de son cadre. En particulier, les proportions et valeurs chiffrées n'ont été données qu'à titre d'exemple et elles peuvent être considérablement modifiées tout en permettant d'obtenir sensiblement les mêmes résultats pour la manutention verticale du même tonnage ou de tonnages très différents, notamment en ce qui concerne le rapport entre les sections utiles de fluide pour le fond et la tige de chaque vérin et le choix des valeurs du ressort de tarage et du ressort d'étanchéité ainsi que tous les réglages effectués en usine.

Claims (11)

REVENDICATIONS

1. Appareil de manutention verticale de charge, du type comprenant au moins un vérin hydraulique (1) à double effet disposé verticalement, dont la tige (5) est destinée à prendre appui sur le sol et dont le corps (6)

est destiné à être rendu temporairement solidaire de la charge au moyen drun dispositif d'adaptation et comporte un orifice (16) de fond supérieur et un orifice (17) de tige inférieur, un réservoir (2) de fluide hydraulique associé audit vérin et comportant un orifice inférieur (18), une pompe hydraulique réversible (3) comportant deux orifices d'entréesortie (19,20), et un ensemble (4) de contrôle hydraulique raccordé au vérin, au réservoir et à la pompe par des canalisations, caractérisé par le fait que ledit ensemble de con trôle comprend une première canalisation (21) reliant un orifice (19)- de la pompe à l'orifice (17) de tige du vérin, une valve (22) à double pilotage reliée à l'autre orifice (20) de la pompe par une deuxième canalisation (23) et à l'orifice (16) de fond du vérin par une troisième canalisation (24) et montée dans le sens passant de la pompe (3) vers le fond (8) du vérin, ladite valve comportant un clapet et un siège mobiles, un ressort (31) de rappel, un ressort (32) de tarage, un ressort (35) d'étanchéité, un premier conduit (33) de commande raccordé à la première canalisation (21) et un second conduit (34) de commande raccordé à la troisième canalisation (24), une valve (25) à pilotage unique reliée à la deuxième canalisation (23) par une quatrième canalisation (26) et à l'orifice (18) du réservoir par une cinquième canalisation (27) et montée dans le sens passant du réservoir (2) vers la deuxième canalisation (23), ladite valve comportant un clapet mobile et un siège fixe, un ressort de fermeture (36) et un unique conduit (37) de commande raccordé à la première canalisation (21), et une valve (28) à clapet actionné par gravité reliée à la première canalisation (21) par une sixième canalisation (29) et à la cinquième canalisation (27) par une septième canalisation (30) et montée verticalement dans le sens passant de la cinquième canalisation (27) vers la première canalisation (21).

2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend une valve parachute (38) raccordée en série avec la troisième canalisation (2), de préférence au niveau de l'orifice (16) de fond du vérin, et comportant un clapet d'arrêt taré destiné à fonctionner uniquement en cas de rupture accidentelle de ladite troisième canalisation.

3. Appareil suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il est destiné a une charge présentant la forme générale d'un parallépipède rectangle et comprenant quatre vérins (1) rendus respectivement solidaires, avec leurs réservoirs associés (2), des extrémités de deux faces latérales opposées dudit parallélépipède rectangle.

4. Appareil suivant la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il comprend un distributeur à quatre voies, raccordé, d'une part, à la pompe (3) par l'intermédiaire de l'ensemble de contrôle (4) et, d'autre part, aux quatre vérins (1) et à leurs réservoirs associés (2).

5. Appareil suivant la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il comprend deux pompes (3) et deux ensembles de contrôle (4) ainsi que deux distributeurs à deux voies (40), dont chacun est raccordé, d'une part, à l'une des pompes par l'intermédiaire de l'un des ensembles de contrôle et, d'autre part, à deux des quatre vérins (1) et à leurs réservoirs associés (2).

6. Appareil suivant l'une quelconque des revendica tions 1 à 5, caractérisé par le fait que chaque pompe hydraulique réversible (3) est du type rotatif volumétrique dont l'axe d'actionnement extérieur (50) peut être muni d'une manivelle ou d'un embout d'adaptation à l'arbre dgun moteur électrique réversible à très faible vitesse réglable.

7. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que chaque ensemble de contrôle hydraulique (4) se présente sous la forme d'un bloc materiel unique (44) contenant la valve (22) à double pilotage, la valve (25) à pilotage unique, la valve (28) à clapet actionné par gravite, la totalité des quatrième, sixième et septième canalisations (26,29,30) et une partie des première, deuxième, troisième et cinquième canalisations (21,23,24,27), ces dernières débouchant dudit bloc par cinq orifices (45,46,47,48,49) destinés à être respectivement raccordés aux orifices de fond (16) et de tige x17, du vérin, à l'orifice (18) du réservoir et aux deux orifices (19,20) de la pompe, le bloc étant destiné à être monté de telle sorte que la valve (28) à clapet actionné par gravité est disposée verticalement.

8. Appareil suivant l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé par le fait que chaque pompe hydraulique réversible (3) est fixée directement sur le bloc de contrôle hydraulique associé (4 ; 44) de telle sorte que son axe d'actionnement (50) est disposé selon une direction généralement horizontale.

9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que le réservoir (2) est disposé périphériquement autour du corps (6) du vérin vertical associé (1) et est réalisé d'un seul tenant avec ce dernier, ledit réservoir comportant à sa partie supérieure un bouchon de remplissage (51), un voyant (52) de vérification de niveau et une valve (54) d'évacuation automatique d'air et, à proximité immédiate de son orifice inférieur (18), un filtre magnétique (53).

10. Appareil suivant la revendication 9, caractérisé par le fait que le bloc de contrôle hydraulique (4 ; 44) sur lequel est fixée la pompe (30) est lui-même fixé directement sur le vérin (1) et son réservoir associé (2), de telle sorte que la valve parachute (38) peut être supprimée.

11. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que les sections utiles de fluide correspondant respectivement au fond du vérin (SF) et à sa tige (SUT) sont approximativement dans un rapport compris entre 3/1 et 4/1, tandis que le ressort (32) de tarage de la valve (22) à double pilotage est réglé pour une pression correspondant approximativement au tiers du poids maximal de la charge rapporté à la section utile du fond (8) du vérin.