FR2747381A1 - Dispositif de transfert d'une charge par poussee et traction dans un meme plan - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif de transfert (1) d'une charge (60) d'un appareil de manutention sur une table de machine-outil et inversement, ce dispositif étant simple, peu coûteux, très peu encombrant et d'un poids réduit. Le dispositif de transfert comporte au moins un bras de manutention (2) articulé et couplé, d'une part, à l'appareil de manutention et, d'autre part, à ladite charge. Le bras de manutention (2) est scindé en un élément avant (4) et un élément arrière (3) reliés par une articulation (6). Le mouvement d'ouverture et de fermeture du bras (2) est donné par un vérin (11) prévu sur l'élément arrière (3), sa tige étant solidaire d'une chaîne (12) engrenant avec deux roues dentées (14, 15) prévues respectivement sur les articulations (5, 6). Ces roues dentées (14, 15) étant fixes, les éléments avant (4) et arrière (3) du bras sont animés d'un mouvement de rotation relatif par rapport au vérin (11), synchrone et dans un rapport de 2, l'extrémité fibre (7) du bras décrivant une trajectoire sensiblement rectiligne parallèle au plan de transfert de la charge. Applications: Machine-outil, presse et tout équipement nécessitant un transfert de charge.

Description

DISPOS DE TRANSFERT D'tue CHARGE PAR POUSSEE ET
TRACTION DANS UN MEME PLAiN
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.
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 chaînes 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. n 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 %.
La présente invention se propose de pallier ces inconvénients en réalisant un dispositif de transfert de fài'ble encombrement, de filable poids. et dont rarchitecture hui 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. ll représente de surcroît 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.
Ce but est atteint par un dispositif de transfert tel que défini en préambule et caractérisé en ce qu'il comporte au moins un bras de manutention articulé et agencé pour se déplacer dans un même plan, appelé plan de manutention, ce bras comprenant une première extrémité couplée audit support et une seconde extrémité pourvue de moyens d'accrochage de ladite charge, ladite seconde extrémité étant agencée pour se déplacer dans un plan parallèle audit plan de transfert, et en ce qu'il comporte des moyens d'entrainement 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 une forme de réalisation préférée de l'invention le bras de manutention comporte au moins un élément avant et un élément arrière, l'élément arrière étant couplé audit support par au moins une première articulation et l'élément avant étant couplé à l'élément arrière par au moins une seconde articulation, les deux articulations étant disposées dans ledit plan d'articulation du bras de manutention.
De préférence, les éléments avant et arrière présentent une longueur sensiblement égale et le plan d'articulation du bras de manutention est sensiblement perpendiculaire au plan de transfert de la charge.
Les moyens d'entraînement sont, avantageusement, couplés auxdites articulations par des moyens de transiiiission agencés pour déplacer angulairement et de manière synchrone les éléments avant et arrière du bras de manutention.
Dans la forme de réalisation préférée, les moyens d'entraînement comportent au moins un vérin à double effet, les moyens de transmission comportent au moins une chaîne couplée simultanément aux deux articulations au moyen respectivement d'une première et d'une seconde roues dentées, la tige du vérin étant solidaire de ladite chaîne.
Le vérin peut, par exemple, être solidaire dudit élément arrière, mais peut également être prévu sur ledit support.
De préférence, 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 chaînes disposées de part et d'autre du bras de manutention, la tige du vérin étant solidaire des deux chaînes et chaque articulation étant couplée à une paire de roues dentées disposées de part et d'autre de ladite articulation.
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'entraînement, 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 apparaîtront 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 détaillée du dispositif de transfert selon l'invention, représenté dans trois positions successives, - la figure 4 est une vue de dessus du dispositif de la figure 3, 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 et 4, 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. Les deux articulations 5 et 6 sont disposées dans ledit plan d'articulation du bras de manutention. L'extrémité libre 7 de l'élément avant 4 est couplée à ladite charge 60 par des moyens d'accrochage automatiques ou manuels 8. ll apparait 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, 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 sensblement 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'entraînement 10 comportant un vérin à double effet 1 1 hydraulique, pneumatique ou électrique. Ce vérin 1 1 peut être prévu sur l'élément arrière 3, comme illustré, 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. La tige de ce vérin 11 est rendue solidaire de deux chaînes de transmission 12 parallèles, au moyen d'une barre de couplage 13. Chaque chaîne 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'entraînement 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 1 1 sort, les chaînes de transmission 12 sont entraînées simultanément par la barre de couplage 13 suivant un déplacement rectiligne. Les premières roues dentées 14 étant fixes, le déplacement rectiligne des chaînes 12 en collaboration avec le point d'appui fixe du vérin 11 engendre un déplacement relatif d'un angle a 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 chaînes 12 en collaboration avec le point d'appui fixe du vérin 11 engendre un déplacement relatif d'un angle ss 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 Q correspondant à l'ouverture entre les deux éléments avant 4 et arrière 3 est égal à 2 fois l'angle a 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. ll 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 croit. Au démarrage, cette force est minimale puisque la hauteur du bras est maximale. n convient alors de dimensionner en conséquence les roues dentées, les chaînes. le vérin, de même que sa pression d'alimentation, afin que cette force minimale soit suffisante pour déplacer ladite charge 60. Les chaînes 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.
Les figures SA 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'entraînement 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 chames rigides.
fi 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 machme 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 filable. 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'entraînement 10 du bras de manutention pourraient comporter un moteur électrique ou d'autres moyens équivalents. De même les chaînes 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 (12)

Revendications
1. 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, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un bras de manutention (2) articulé et agencé pour se déplacer dans un même plan, appelé plan d'articulation, ce bras comprenant une première extrémité (5) couplée audit support (50, 70) et une seconde extrémité (7) pourvue de moyens d'accrochage (8) de ladite charge (60), ladite seconde extrémité (7) étant agencée pour se déplacer dans un plan parallèle audit plan de transfert, et en ce qu'il comporte des moyens d'entraînement (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.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bras de manutention (2) comporte au moins un élément avant (4) et un élément arrière (3), l'élément arrière (3) étant couplé audit support (50, 70) par au moins une première articulation (5) et l'élément avant (4) étant couplé à l'élément arrière (3) par au moins une seconde articulation (6), les deux articulations (5, 6) étant disposées dans ledit plan d'articulation du bras de manutention (2).
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments avant (4) et arrière (3) présentent une longueur sensiblement égale.
4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le plan d'articulation du bras de manutention (2) est sensiblement perpendiculaire au plan de transfert de la charge (60).
5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement (10) sont couplés auxdites articulations (5, 6) par des moyens de transmission (12, 14,
15) agencés pour déplacer angulairement et de manière synchrone les éléments avant (4) et arrière (3) du bras de manutention (2).
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement (10) comportent au moins un vérin (11) à double effet, en ce que les moyens de transmission comportent au moins une chaîne (12) couplée simultanément aux deux articulations (5, 6) au moyen respectivement d'une première (14) et d'une seconde (15) roues dentées, la tige du vérin (11) étant solidaire de ladite chaîne (12).
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le vérin (11) est solidaire dudit élément arrière (3).
8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la première roue dentée (14) couplée à la première articulation (5) est solidaire dudit support (50, 70) et la seconde roue dentée (15) couplée à la seconde articulation (6) est solidaire de l'élément avant (4).
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la première roue dentée (14) comporte 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.
10. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de transmission comportent deux chaînes (12) disposées de part et d'autre du bras de manutention (2), la tige du vérin (11) étant solidaire des deux chaînes (12) 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.
11. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que. dans le cas où le support mobile est un chanot 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).
12. Dispositif selon la revendication 11. caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux bras de manutention (2), associés chacun à leurs propres moyens d'entraînement (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.
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