FR2621027A1 - Dispositif de prehension pour le levage ou la manutention de pieces - Google Patents
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Abstract
L'invention est relative à un dispositif de préhension 1 pour le levage ou la manutention de pièces. Elle trouvera notamment son application dans le domaine de la métallurgie pour les opérations de démoulage sur chant et/ou de reprise à plat de lingots. Le dispositif est constitué : d'un bâti principal 2 portant au moins deux bras de préhension 3, 4 mobiles, présentant des moyens d'agrippage 8, 9 de ladite pièce à prendre 14, de moyens 40 de maintien en position du dispositif de préhension 1 sur la pièce à prendre 14 et de moyens de serrage irréversibles des moyens d'agrippage 8, 9 pour autoriser une pénétration contrôlée des moyens d'agrippage 8, 9 dans la pièce à prendre 14 afin d'enserrer et de verrouiller ladite pièce 14 interdisant la descente relative de la pièce 14 par rapport au dispositif 1.
Description
L'invention est relative à un. dispositif de préhension pour le levage ou la manutention de pièces. Elle trouvera notamment son application dans le domaine de la métallurgie et sera notamment destinée à la préhension de pièces de fonderie présentant généralement un chant étroit.
Particulièrement dans le domaine de la fabrication de l'aluminium, le dispositif de préhension de la présente invention conviendra aux opérations de démoulage sur chant et/ou de reprise à plat de lingot.
En effet, dans le domaine de la fabrication de l'aluminium, il est courant de couler l'aluminium dans des métiers de coulée continue de section rectangulaire ou encore en forme de Té.
Les demi produits obtenus se présentent sous la forme de lingots parallélépipédiques dont l'épaisseur varie de 250 mm à 660 mm, la largeur de 800 mm à 2600 mm et la longueur de 2000 mm à 6500 mm. De tels produits sont, d'une part, encombrants et d'autre part, peuvent atteindre jusqu'à 25 tonnes.
Pour leur manutention, il est donc obligatoire de disposer de ponts roulants et de pinces de préhension adaptées à de telles pièces. Par ailleurs, il est également connu des lingots en forme de Té de dimensions plus réduites pesant au maximum 8 tonnes et dont la section est généralement de 1300/300 mm et la longueur de 7 à 8 mètres.
Ces lingots en forme de Té sont également transportés au moyen de ponts roulants équipés de pinces de préhension ou encore par des- élévateurs à fourches en position horizontale.
De par leur coulée, les lingots sont généralement disposés à la verticale et leur démoulage s'effectue verticalement sur chant. A la suite de leur démoulage, ces lingots sont généralement basculés pour être disposés à plat.
Deux types de manutention distincts sont donc nécessaires, d'une part les opérations de démoulage sur chant vertical et d'autre part les opérations de reprise à plat des lingots pour leur stockage ou pour leur traitement ultérieur.
A cet égard, il est connu des dispositifs de préhension, généralement accrochés sur le croc d'un appareil de levage. On en connaît essentiellement de deux types, l'un pour le démoulage, l'autre pour la reprise des lingots à plat.
Dans le premier cas, le dispositif de préhension plus communément appelé pince" est composé d'une poutre formant bâti principal sur laquelle sont disposés deux bras de préhension motorisés équipés chacun d'un dispositif de préhension auto-serrant avec dispositif de sécurité.
Chacun des bras de préhension porte une pointe et la préhension du lingot est effectuée au moyen de ces deux pointes qui pénètrent dans le lingot d'aluminium et le maintiennent grace au dispositif d'auto-serrage.
Les différents mouvements sont motorisés électriquement ou hydrauliquement mais le positionnement est sous l'entière responsabilité du pontonnier.
Ainsi, l'opérateur vient positionner la pince de démoulage au-dessus de la plaque d'aluminium à démouler, puis après avoir enserré la plaque entre les pointes, effectue le démoulage et la couche au sol par pivotement autour des deux pointes d'agrippage.
Un tel dispositif de préhension présente un certain nombre d'inconvénient inhérent au manque de centrage de la pince sur le lingot, à la structure même des mécanismes d'auto serrage à la structure et au contrôle des dispositifs de verrouillage nécessaires.
En effet, la pince de préhension est généralement suspendue à un crochet simple, croc de pont roulant et il est très difficile pour iropérateur de stabiliser manuellement le dispositif de préhension en position horizontale durant les mouvements du pont roulant du fait du balancement du crochet.
Or, étant donné qu'après le démoulage, on fait basculer le lingot autour de son axe de préhension, il est impératif que le lingot soit centré radialement et latéralement, ce que ne permettent pas les dispositifs existants.
En ce qui concerne l'auto serrage du lingot, généralement dans les dispositifs connus l'auto serrage des pointes s'effectue par un dispositif à deux coins guidés sur plaque bronze. La pente de chaque coin et la conicité des pointes sont choisies pour donner une pénétration optimale.
Toutefois, selon la direction de l'effort de démoulage du lingot, la course effectuée par les coulisseaux obliques, qui génèrent l'effort d'auto serrage, ne peut pas être identique, ce qui provoque l'inclinaison de la pince par rapport au lingot. Cet inconvénient est augmenté du fait de l'usure inégale des plaques de guidage.
En ce qui concerne le verrouillage nécessaire pour maintenir bloquée la pièce à manutentionner entre les pointes d'agrippage, les systèmes connus nécessitent un double verrouillage, d'une part celui des coins d'auto serrage et d'autre part celui des bras de la pince.
On réalise des systèmes de verrouillage dans ces cas par l'intermédiaire de différents dispositifs hydrauliques qu'il est nécessaire de vérifier en permanence lors d'entretiens préventifs.
En ce qui concerne le verrouillage des bras de la pince, celui-ci est généralement effectué électriquement et la détection se fait par contact ou détecteur de proximité.
Toutefois, il est courant que, lorsque les lingots n'ont pas un poids important, les contacts ne sont pas actionnés et la commande des bras de la pince n'est donc pas verrouillée.
En outre, les dispositifs de préhension ainsi prévus pour les opérations de démoulage sur chant ne permettent pas la reprise à plat des lingots dans les phases ultérieures.
Pour ces autres opérations de manutention, il est connu des pinces de reprise à plat spécifiques.
Ces pinces de reprise à plat sont constituées selon un principe similaire à la pince pour démoulage décrite ci-dessus. La différence essentielle réside dans le positionnement des éléments et dans la présence de quatre pointes d'agrippage au lieu de deux pour former un plan et immobiliser la pièce en rotation. Au niveau des contraintes d'exploitation de ce type de pinces, on retrouve les inconvénients cités précédemment inhérants au manque de centrage de la pince sur le lingot, au mécanisme d'auto serrage et au dispositif de verrouillage électrique du bras de la pince.
Un autre problème posé par les dispositifs de préhension réside dans le contrôle de l'effort de serrage du lingot.
Les dispositifs connus utilisent pour ce centrale un limiteur de couple mécanique à friction ou électronique dont le but est de tarer l'effort de prépénétration des pointes dans l'aluminium. Cet effet est transmis par un système vis écrou ou par deux chaines cinématiques dont le rendement varie avec la nature et la périodicité du graissage et engendre donc une variation dans l'effort de presserrage.
De ce fait, il est très difficile, voire même impossible, de vérifier, en production, que l'effort de serrage des pointes durant le levage répond bien à la loi de serrage
F = kP dans laquelle F représente l'effort de serrage, k le coefficient de serrage et P le poids du lingot à manutentionner.
F = kP dans laquelle F représente l'effort de serrage, k le coefficient de serrage et P le poids du lingot à manutentionner.
En outre, rappelons que deux pinces différentes sont nécessaires pour démouler et manutentionner des plaques d'aluminium, et obligent l'exploitant à utiliser deux ponts roulants au niveau de certains postes de travail.
Le but de la présente invention est de proposer un dispositif de préhension pour le levage ou la manutention de pièces, telles que notamment des pièces de fonderie présentant généralement un chant étroit, qui permette de pallier les inconvénients des dispositifs précités connus.
Un des buts de la présente invention est de proposer un dispositif de préhension destiné par exemple aux opérations de démoulage sur chant et/ou de reprise à plat de lingots, ledit dispositif pouvant être utilisé indifféremment dans l'une ou l'autre des opérations.
En effet, le dispositif de la présente invention permet d'assurer successivement le démoulage, puis la manutention à plat des lingots soit pour les gerber, soit pour alimenter des postes de travail.
Un des buts de la présente invention est de proposer un dispositif de préhension pour le levage ou la manutention de pièces telles que notamment des lingots, qui pallie au manque de centrage radial et latéral de la pince sur le lingot.
Contrairement aux dispositifs connus dans lesquels l'opérateur guide et positionne manuellement la pince durant la fermeture des bras, la pince de la présente invention est dé posé e sur le lingot et la pré cision de positionnement que l'on peut normalement attendre d'un opérateur sera corrigée par un dispositif de centrage.
Ainsi, dans un cycle de démoulage d'un lingot, on aura un centrage radial de la pince sur le lingot qui assure le positionnement des pointes d'agrippage au milieu de l'épaisseur du lingot pour définir un bon axe de préhension par rapport à ce dernier et pour faciliter l'opération ultérieure de basculement du lingot.
Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de préhension pour le levage ou la manutention de pièces telles que notamment des lingots dans lequel la pénétration définitive des pointes dans le lingot est réalisée en fin de fermeture des bras de préhension, en petite vitesse.
Ainsi, l'effort de serrage étant réglable, il est possible de tenir compte, pour sa détermination, de la nuance et de la température des lingots d'aluminium et de ses alliages en intégrant la force de la pince.
Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de préhension pour le levage ou la manutention de pièces telles que notamment des lingots, dans lequel l'effort de serrage des pointes sur le lingot est constant dès lors que le lingot a été saisi, quel que soit le poids du lingot et quelle que soit sa position.
En effet, contrairement aux dispositifs connus dans lesquels on était en présence d'un auto serrage des pointes suivant le poids du lingot, selon la présente invention le lingot est tout d'abord positionné latéralement par rapport à la pince puis verrouillé mécaniquement par la chaîne cinématique.
Ceci permettra notamment la préhension de deux petits lingots pris simultanément.
Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de préhension pour le levage ou la manutention de pièces, telles que notamment des lingots, qui facilite le basculement du lingot après son démoulage malgré sa prise préalable en appui.
En effet, durant le levage du lingot, le contact réalisé au moment de la préhension du lingot entre celui-ci et la pince est escamoté pour laisser place à une voute de basculement pour autoriser la rotation de la pièce, au moins partiellement autour de l'axe de préhension formé par les deux pointes d'agrippage.
Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de préhension pour le levage ou pour la manutention de pièces telles que notamment des lingots, qui, de par sa structure, permet également la manutention des lingots à plat sans pour cela nécessiter de modification de structure.
En effet, comme dans la phase de démoulage, la pince est déposée sur le lingot, celle-ci étant centrée sensiblement sur l'axe du lingot, ce qui forme un appui franc complémentaire à la prise entre pointes d'agrippage pour éviter la rotation de la pièce afin de 1' immobiliser dans un sens sensiblement horizontal.
Ainsi, on évite les mauvaises prises comme c'est le cas couramment avec les dispositifs traditionnels dans lesquels il faut s'assurer physiquement que les quatre pointes sont bien en contact avec le lingot.
Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de préhension pour le levage ou la manutention de pièces, telles que notamment des lingots, destiné particulièrement aux opérations de démoulage sur chant et/ou de reprise à plat des lingots, qui autorise une manoeuvre sûre et un verrouillage efficace même en cas de panne de courant.
En effet, de par la structure du dispositif de préhension de la présente invention et notamment de par sa chaîne cinématique, on réalise un dispositif irréversible qui assure le maintien des pointes d'agrippage en position sur le lingot.
D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre qui n'est cependant donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter.
Selon la présente invention, le dispositif de préhension pour le levage ou la manutention de pièces, telles que notamment des pièces de fonderie présentant généralement un chant étroit, destiné par exemple aux opérations de démoulage sur chant et/ou de reprise à plat de lingots, constitué d'un bâti principal portant au moins deux bras de préhension mobiles, présentant des moyens d'agrippage de ladite pièce à prendre, définissant une zone de préhension présentant une ouverture de préhension dirigée vers le bas, est caractérisé par le fait qu'il comporte en combinaison
- des moyens de maintien en position du dispositif de préhension sur la pièce à prendre autorisant, dans ladite zone de préhension, la dépose en contact sur la pièce à prendre du bâti principal,
- des moyens de serrage irréversibles des moyens d'agrippage pour autoriser une pénétration contrôlée des moyens d'agrippage dans la pièce à prendre afin d'enserrer et de verrouiller ladite pièce, ainsi placée dans ladite zone de préhension, interdisant la descente relative de la pièce par rapport au dispositif.
- des moyens de maintien en position du dispositif de préhension sur la pièce à prendre autorisant, dans ladite zone de préhension, la dépose en contact sur la pièce à prendre du bâti principal,
- des moyens de serrage irréversibles des moyens d'agrippage pour autoriser une pénétration contrôlée des moyens d'agrippage dans la pièce à prendre afin d'enserrer et de verrouiller ladite pièce, ainsi placée dans ladite zone de préhension, interdisant la descente relative de la pièce par rapport au dispositif.
Selon un mode de réalisation avantageux de la présente invention, lesdits moyens de maintien se présentent sous la forme de moyens de positionnement du dispositif de préhension sur la face supérieure de la pièce à prendre aptes, dans le cas de la prise d'une pièce sur chant verticalement, à s' escamoter lorsque la pièce est enserrée entre les moyens d'agrippage pour créer une voute de pivotement afin de permettre la rotation de la pièce, au moins partiellement, autour dudit axe de préhension.
En outre, cesdits moyens de positionnement sont aptes, dans le cas de la prise d'une pièce à plat horizontalement, à former un appui franc sur la face supérieure de la pièce lorsque celle-ci est enserrée entre les moyens d'agrippage afin d'immobiliser la pièce dans un plan sensiblement horizontal.
Par ailleurs, ces moyens de positionnement permettront avantageusement le centrage de la pièce à prendre par rapport aux moyens d'agrippage pour faciliter la préhension.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante accompagnée des dessins en annexe qui en font partie intégrante.
La figure 1 représente une vue de face schématique d'un dispositif de préhension pour le levage ou la manutention selon la présente invention.
La figure 2 montre une vue de dessus du dispositif représenté à la figure 1.
La figure 3 montre une vue de profil du dispositif représenté à la figure 1.
La figure 4 montre un schéma de principe de la chaîne cinématique spécifique au dispositif de préhension de la présente invention.
Les figures 5a à 5d montrent sciccessivement en -vue de profil le dispositif représenté à la figure 1 lors des opérations de démoulage d'un lingot.
Les figures 6a à 6d montrent les vues de face correspondantes aux figures 5a à 5d.
Les figures 7a et 7b montrent en vue de profil un dispositif de préhension de la présente invention lors d'un cycle de reprise à plat d'un lingot d'aluminium.
Les figures Sa et 8b montrent les vues de face correspondantes respectivement aux figures 7a et 7b.
L'invention vise un dispositif de préhension pour le levage ou la manutention de pièces, telles que notamment des pièces de fonderie.
C'est généralement le cas dans la fabrication d'aluminium ob les lingots obtenus de fonderie présentent généralement un chant étroit par rapport aux autres dimensions, longueur et largeur.
Le dispositif de préhension de l'invention sera particulièrement destiné aux opérations de démoulage sur chant et/ou de reprise à plat de lingots. A ce sujet, il est à noter qutil s'agit du même dispositif de préhension qui permet les différentes manoeuvres successivement.
Naturellement, le dispositif de préhension a été plus spécialement développé pour la manutention de lingots d'aluminium. Néanmoins on pourrait envisager l'utilisation du dispositif de l'invention à tout autre type de pièces pré sentant les mêmes caractères et nécessitant les mêmes manutentions.
D'une manière générale, le dispositif de préhension (1) est constitué d'un bâti principal (2) portant au moins deux bras mobiles de préhension (3) et (4) définissant avec le bâti une zone de préhension présentant une ouverture de préhension dirigée vers le bas.
Plus précisément, le bâti principal (2) est constitué d'une part d'un corps de pince (5) et d'autre part d'une poutre principale (6) sensiblement perpendiculaire au corps de pince, dont l'axe longitudinal définit l'axe longitudinal du dispositif (1) et sur laquelle sont guidés et motorisés les bras de préhension (3, 4).
La poutre principale (6) est saillante de part et d'autre du corps de pince et comporte des systèmes de glissière traditionnels pour faire coulisser et ainsi rapprocher ou écarter les deux bras de préhension (3) et (4).
Par ailleurs, ce dispositif de préhension étant généralement utilisé sur un pont roulant, on retrouvera à la partie supérieure du corps de pince (5) un dispositif de chape de levage (7) qui permettra notamment de passer le croc du crochet de levage.
Une telle structure est notamment illustrée aux figures 1, 2, 3 et est relativement traditionnelle.
A la partie inférieure des bras de préhension (3) et (4), sont disposés des moyens d'agrippage (8) et (9), ceux-ci définissant un axe (10) sensiblement horizontal appelé axe de préhension.
Dans un mode de réalisation particulier, lesdits moyens d' agrippage (8, 9) sont constitués par deux pointes placées respectivement à la partie inférieure de chaque bras de préhension, en vis-à-vis pour définir ledit axe de préhension (10). Ceci est particulièrement illustré à la figure 1.
Dans la position normale du dispositif de préhension de la présente invention, cet axe de préhension (10) sera sensiblement horizontal et parallèle à l'axe de la poutre principale (6). Autrement dit, l'axe longitudinal (11) du dispositif de préhension sera sensiblement perpendiculaire à l'axe de préhension (10).
Selon une caractéristique de la présente invention, le dispositif de préhension (1) comporte des moyens de maintien (40) en position du dispositif de préhension (1) sur la pièce à prendre (14) autorisant, dans ladite zone de préhension, la dépose en contact sur la pièce à prendre du bâti principal (2).
Selon un mode de réalisation avantageux, ces moyens de maintien (40) se présentent sous la forme de moyens de positionnement (12) du dispositif de préhension (1) sur la face supérieure (13) de la pièce à prendre (14) représentée partiellement en traits mixtes aux figures 1 et 2.
Ces moyens de positionnement (12) interviennent dans les deux cas d'utilisation du dispositif de préhension de la présente invention à savoir pour le démoulage sur chant et/ou pour la reprise à plat des lingots. Pour le démoulage des lingots, rappelons qu'il est nécessaire d'effectuer la prise de la tête du lingot sur chant puis généralement cette manoeuvre est suivie d'un basculement du lingot pour le déposer à plat, soit pour les gerber, soit pour alimenter les postes de travail.
A cet égard, les moyens de positionnement (12) du dispositif de préhension (1) sur la face supérieure (13) de la pièce à prendre (14), dans le ca5 de la prise d'une pièce sur chant verticalement, sont aptes à s'escamoter lorsque la pièce (14) est enserrée entre les moyens d'agrippage (8, 9) pour créer une voute de pivotement (15), telle qu'illustrée notamment à la figure 3, afin de permettre la rotation de la pièce (14), au moins partiellement, autour dudit axe de préhension (10), pour faire basculer la pièce à plat.
Par ailleurs, dans le cas de la prise d'une pièce à plat horizontalem-ent, les mêmes dits moyens de positionnement (12) sont aptes à former un appui franc sur la face supérieure (13) de la pièce (14) lorsque la pièce est enserrée entre les moyens d'agrippage (8) et (9) afin d'immobiliser la pièce (14) dans un plan sensiblement horizontal.
Cela étant, pour faciliter le centrage, lors des différentes opérations que ce soit dans le cas de la prise à plat d'une pièce ou dans le cas de la prise d'une pièce sur chant verticalement, les moyens de positionnnement (12) sont aptes à centrer la pièce (14) par rapport aux moyens d'agrippage (8, 9).
Par ailleurs, le dispositif de la ' présente invention présente des moyens de serrage irréversibles des moyens d' agrippage (8, 9) pour autoriser une pénétration contrBlée des moyens d'agrippage (8, 9) dans la pièce à prendre (14) afin d'enserrer et verrouiller la pièce à prendre, ainsi placée dans ladite zone de préhension, interdisant la descente relative de la pièce (14) par rapport au dispositif (1).
Ainsi, contrairement aux dispositifs connus, dans lesquels le serrage et 1' auto-verrouillage s'effectuent au moyen de boîtes à coins en utilisant la gravité et le poids du lingot, dans le cas de la présente invention les moyens de serrage sont fixes par rapport au bâti, c'est-à-dire que l'on n'a pas de mouvement vertical du bâti par rapport à la pièce.
Ainsi, la prise de la pièce est correctement effectuée indépendamment du poids, de la nature, de l'alliage, de la température de la pièce à prendre.
De plus, ces moyens sont contrôlés afin d'obtenir un réglage possible compte tenu des différents paramètres de la pièce à déplacer.
Ces moyens de serrage irréversibles sont constitués par la coopération du bâti principal (2), des bras de préhension (3) et (4), des moyens d'agrippage (8, 9) et des moyens cinématiques d'entraînement petite et grande vitesses qui seront décrits ultérieurement.
Dans le cas de la réalisation représentée aux figures 1 à 3, les moyens de positionnement (12) du dispositif de préhension (1) sur la face supérieure (13) de la pièce à prendre (14) sont constitués au moins par
- un organe support (16), solidaire du bâti principal (2) et plus précisément du corps (5), sensiblement dans l'axe longitudinal (11) de celui-ci et placé entre les deux dits bras de préhension (3) et (4),
- au moins deux supports (17, 18) de barres d'appui et/ou de centrage, mobiles horizontalement en translation dans une direction perpendiculaire au déplacement des bras de préhension (3, 4) et audit axe de préhension (10) ; il est à remarquer que par souci d'équilibre et de symétrie on placera avantageusement deux supports de chaque côté par rapport à ltaxe longitudinal du dispositif (11),
- au moins deux barres d'appui (19, 20), placées sous lesdits supports (17, 18) en regard du chant supérieur (13) de la pièce à prendre (14) ; ces barres d'appui seront avantageusement placées de manière amovible pour être interchangées en cas d'usure,
- au moins deux barres de centrage (21, 22), placées sous lesdits supports (17, 18) extérieurement aux barres d'appui (19, 20) par rapport à l'axe longitudinal (11) du bâti principal (2), aptes à positionner radialement le dispositif de préhension (1) sur le chant (13) de la pièce à prendre (14).
- un organe support (16), solidaire du bâti principal (2) et plus précisément du corps (5), sensiblement dans l'axe longitudinal (11) de celui-ci et placé entre les deux dits bras de préhension (3) et (4),
- au moins deux supports (17, 18) de barres d'appui et/ou de centrage, mobiles horizontalement en translation dans une direction perpendiculaire au déplacement des bras de préhension (3, 4) et audit axe de préhension (10) ; il est à remarquer que par souci d'équilibre et de symétrie on placera avantageusement deux supports de chaque côté par rapport à ltaxe longitudinal du dispositif (11),
- au moins deux barres d'appui (19, 20), placées sous lesdits supports (17, 18) en regard du chant supérieur (13) de la pièce à prendre (14) ; ces barres d'appui seront avantageusement placées de manière amovible pour être interchangées en cas d'usure,
- au moins deux barres de centrage (21, 22), placées sous lesdits supports (17, 18) extérieurement aux barres d'appui (19, 20) par rapport à l'axe longitudinal (11) du bâti principal (2), aptes à positionner radialement le dispositif de préhension (1) sur le chant (13) de la pièce à prendre (14).
Par ailleurs, il est à remarquer que selon la présente invention, lesdites barres d'appui (19, 20) et leurs supports (17, 18) définissent d'une part une ligne de référence (23) pour la pose du dispositif de préhension (1) sur le chant (13) du lingot (14) lors du centrage et d'autre part une voute de pivotement (15) lorsque les barres de centrage (21, 22) sont écartées de la pièce à prendre (14).
En outre, lesdites barres de centrage (21, 22) sont munies de galets d'appui (24, 25) mobiles librement en rotation par rapport aux barres de centrage pour former ledit appui franc sur la face supérieure (13) de la pièce (14) dans le cas de la prise d'une pièce à plat. Leur rible est notamment illustré aux figures 7 et 8.
De même, pour faciliter le centrage et minimiser les frottements entre la pièce et les moyens de positionnement, les barres de centrage (21, 22) présenteront avantageusement sur leur face intérieure en regard des faces latérales de la pièce (14) à prendre un jeu de galets de guidage (26, 27).
Cela étant, selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de préhension (1) comporte des moyens cinématiques d'entraînement petite vitesse et grande vitesse, aptes à rendre irréversibles les mouvements des bras de préhension (3, 4) et par suite des moyens d'agrippage (8, 9) lorsqu'ils ne sont plus entraînés, ce par bouclage de la chaîne grande vitesse et de la chaîne petite vitesse.
Plus précisément, ces moyens cinématiques sont constitués, comme le montre particulièrement la figure 4, par
- un organe moteur commun (28),
- un ensemble transmission de petite vitesse (29) réversible accouplé audit organe moteur commun (28) par un premier embrayage (30) dont les plateaux (31, 32) sont en contact au repos,
- un ensemble transmission de grande vitesse (33) accouplé audit organe moteur commun (28) par un second embrayage (34) dont les plateaux (35, 36) sont en contact au repos,
- une vis mère (37) à pas contraire de commande des deux bras de préhension accouplée en sortie de l'ensemble transmission de grande vitesse (33),
- un réducteur petite vitesse (38) réversible roue et vis
sans fin, accouplé d'une part en sortie de l'ensemble de
transmission petite vitesse (29) et d'autre part en liaison avec ladite vis mère (37).
- un organe moteur commun (28),
- un ensemble transmission de petite vitesse (29) réversible accouplé audit organe moteur commun (28) par un premier embrayage (30) dont les plateaux (31, 32) sont en contact au repos,
- un ensemble transmission de grande vitesse (33) accouplé audit organe moteur commun (28) par un second embrayage (34) dont les plateaux (35, 36) sont en contact au repos,
- une vis mère (37) à pas contraire de commande des deux bras de préhension accouplée en sortie de l'ensemble transmission de grande vitesse (33),
- un réducteur petite vitesse (38) réversible roue et vis
sans fin, accouplé d'une part en sortie de l'ensemble de
transmission petite vitesse (29) et d'autre part en liaison avec ladite vis mère (37).
I1 est à remarquer que les différents organes constituant la cinématique d'entraînement sont connus de l'Homme de l'Art et leurs montage et accouplement sont réalisés selon des techniques connues.
Ceci étant, selon un mode de réalisation de la présente invention, on place un dispositif renvoi d'angle (39), à la sortie grande vitesse par pignon conique entre le moteur (38) et lesdits premier et deuxième embrayages (30) et (34).
Ainsi, ce dispositif de renvoi d'angle commandé par ledit organe moteur commun (38) pourra commander alternativement au moyen desdits embrayages (30, 34) respectivement soit l'ensemble de transmission petite vitesse (29), soit l'ensemble de transmission grande vitesse (33).
Toutefois, il est à remarquer qu'au lieu du dispositif renvoi d'angle on pourrait également utiliser un réducteur à deux sorties ou tout autre dispositif connu de l'Homme du métier.
En ce qui concerne l'organe moteur commun (28), il est avantageusement constitué par un moteur hydraulique frein alimenté en permanence durant tout le cycle de préhension et dont le couple est contrôlé par un capteur de pression selon des techniques connues.
Pour ce qui est des embrayages (30) et (34), ils sont avantageusement constitués par des embrayages électriques par pression de ressort à manque de courant. En ce qui concerne les bras de préhension (3) et (4), ils se déplacent symétriquement sur la poutre (6) et sont guidés sur galets d'appui à rouleaux. Leur synchronisation est réalisée par la vis mère (37) monobloc à pas contraire.
Les bras de préhension (3) et (4) sont assujettis à deux écrous à rouleaux (7) et (8) qui assurent leur déplacement et transmettent l'effort de pénétration aux deux pointes d'agrippage (8) et (9).
Les mouvements des bras de préhension durant l'approche et la pénétration des pointes sont réalisés par l'intermédiaire des deux dits embrayages commandés alternativement soit pour obtenir la grande vitesse, soit pour obtenir la petite vitesse.
L'effort de pénétration est généré en -petite vitesse tandis que l'approche peut être effectuée en grande vitesse.
Une des grandes particularités du dispositif de préhension de la présente invention réside dans sa capacité de se centrer radialement et latéralement sur la pièce à prendre et de mettre ensuite en position, à l'aide du même mécanisme, une voute de basculement nécessaire au pivotement de la tête de la pièce à prendre.
Les différentes opérations de démoulage sont illustrées aux figures 5a à 5d et 6a à 6d qui montrent respectivement les vues de profil et de face du dispositif de la présente invention.
Les figures 5a et 6a montrent la dépose du dispositif (1) sur le lingot (14). A cet instant, on écarte les barres d'appui (19, 20) et/ou de centrage (21, 22) de telle façon à ce que l'écartement soit supérieur à l'épaisseur "e" de la pièce (14) à prendre.
De même, pendant la dépose de la pince, on règle l'écartement des pointes d'agrippage (8, 9) par l'intermédiaire des bras de préhension (3, 4) à une côte supérieure à la largeur ."1" du lingot (14) à prendre.
Ces deux réglages d'écartement étant effectués, on dépose la pince sur le lingot d'aluminium de façon à ce que les barres d'appui (19, 20) viennent en contact avec le chant supérieur (13) de la pièce (14).
Les figures 5b et 6b montrent d'une part le centrage radial de la pince sur le lingot à l'aide des barres de centrage (21, 22) et d'autre part le centrage latéral en grande vitesse de la pince sur le lingot, le déplacement relatif pièce (14) et pince (1) étant favorisé par la présence des galets (26, 27).
Une fois centrées radialement et latéralement, on fait pénétrer les pointes (8, 9) dans le lingot d'aluminium (14) en continuant le mouvement de rapprochement des bras de préhension (3, 4) en petite vitesse. L'étape suivante est illustrée aux figures 5c et 6c et consiste en la création de la voute de pivotement (15), ce par dégagement complet des barres de centrage (21, 22) et d'appui (19, 20).
A part de ce moment, on peut alors démouler et manutentionner le lingot d'aluminium, celui-ci étant pris entre deux pointes (8, 9) et pouvant osciller selon l'axe de préhension (10).
Les figure 5d et 6d montrent la phase de dépose à plat du lingot d'aluminium autorisée par la présence de la voute (15).
Pour ce, on appuie le pied du lingot sur le sol et on effectue le pivotement à l'aide du pont roulant supportant
le dispositif de préhension (1).
le dispositif de préhension (1).
A la suite de ce pivotement, on peut ouvrir les bras de préhension (3, 4) pour libérer le lingot (14). I1 est à remarquer que lors de cette phase, les barres de centrage et d'appui (19) à (22) ne sont pas en contact avec la face supérieure du lingot mis à plat.
Les figures 7a, 7b, 8a, 8b montrent le deuxième type de manutention autorisé par le dispositif de préhension de la présente invention ; il s'agit de la reprise à plat des pièces (14) afin de les gerber ou de les diriger vers un poste de travail.
Dans ce cas, l'opérateur vient placer le dispositif de préhension (1) selon l'axe médian latéral du lingot à déplacer.
Ensuite, il dépose la pince (1) sur la face (13) supérieure du lingot, les barres de centrage et d'appui (19) à (22) étant alors complètement écartées pour former le polygone le plus grand possible.
Les figures 7d et 8d montrent la phase ultérieure dans laquelle on réalise le centrage latéral de la pince sur le lingot puis la pénétration des pointes dans le lingot.
En ce qui concerne le centrage latéral, il est effectué en grande vitesse par le déplacement des bras (3) et (4). Si l'un des bras touche le lingot avant l'autre, le centrage est facilité par la présence des galets (24, 25) qui autorisent le roulement et le déplacement relatif de la pince par rapport au lingot.
Lorsque le centrage est réalisé, les pointes (8, 9) pénètrent dans le lingot par l'avance en petite vitesse des bras de préhension (3) et (4) jusqu'à la valeur prescrite.
Dans les différentes manoeuvres décrites ci-dessus, les centrages radial etïou latéral, la formation de la voute de basculement, sont autorisés par une translation des bras supports (17, 18) des barres d'appui et/ou de centrage. Cette translation est autorisée par exemple par des vérins hydrauliques en sens inverse, synchronisés et disposés dans le support (16) à la partie inférieure du corps (5) du bâti.
Par les dispositions qui viennent d'être décrites, on remarque que les sécurités électriques sont efficaces dans tous les cas.
En effet, en cas de coupure de l'alimentation électrique, les deux embrayages (30) et (34) sont en prise statique sur la vis mère (37) et le réducteur (38) et d'autre part sur le dispositif de renvoi d'angle (39).
Compte tenu du rapport de réduction du réducteur (38), la roue et la vis sans fin ne peuvent pas être entraînées par les embrayages qui sont dimensionnés pour n'admettre aucun glissement.
Lors d'une coupure intempestive de courant, les deux embrayages sont bloqués par leur ressort et provoquent l'irréversibilité du réducteur qui assurent le maintien des pointes d'agrippage (8, 9) en position sur le lingot d'aluminium (14).
Par ailleurs, dans le cas de la marche normale, le moteur hydraulique (28) est maintenu en pression par un groupe motopompe à débit variable à régulation de pression ou à débit fixe par une pompe à engrenage double corps ou tout autre dispositif connu selon des techniques connues de l'Homme de 1 ' Art.
De plus, un frein hydraulique à disque fonctionnant par manque de pression bloque les chaînes cinématiques, soit par coupure de courant, soit lors d'un mauvais fonctionnement électrique.
Par ailleurs, selon une variante de la présente invention, il est à remarquer qu'au lieu de manutentionner sur chant verticalement un seul lingot, il pourrait être envisagé de manutentionner plusieurs lingots disposés dans le même plan.
Pour ce, on utilisera alors au moins un bras de préhension intermédiaire (41) équipé de pointes d'agrippage (42, 43) disposés dans le même axe de préhension (10) que les pointes principales (8) et (9).
De plus, ce bras (41) auxiliaire sera articulé en (44) pour favoriser l'efficacité de la préhension.
De plus, on pourrait également envisager de prendre plus de deux lingots à la fois, à ce moment là il faudra adapter sur la poutre principale (6) du bâti autant de bras articulés (41) que nécessaire.
Naturellement, d'autres mises en oeuvre de la présente invention, à la portée de l'Homme de l'Art, auraient également pu être envisagées sans pour autant sortir du cadre de celle-ci.
Claims (10)
1. Dispositif de préhension (1) pour le levage ou la manutention des pièces, telles que notamment des pièces de fonderie présentant généralement un chant étroit, destiné par exemple aux opérations de démoulage sur chant et/ou de reprise à plat de lingots, constitué d'un bâti principal (2) portant au moins deux bras de préhension (3, 4) mobiles, présentant des moyens d'agrippage (8, 9) de ladite pièce à prendre (14), le bâti (2) et les bras de préhension (3, 4) définissant une zone de préhension présentant une ouverture de préhension dirigée vers le bas, c a r a c t é r i s é par le fait qu'il comporte en combinaison
- des moyens (40) de maintien en position du dispositif de préhension (1) sur la pièce à prendre (14) autorisant, dans ladite zone de préhension, la dépose en contact sur la pièce à prendre (14) du bâti principal (2),
- des moyens de serrage irréversibles des moyens d'agrippage (8, 9) pour autoriser une pénétration contrôlée des moyens d'agrippage (8, 9) dans la pièce à prendre (14) afin d'enserrer et de verrouiller ladite pièce (14), ainsi placée dans ladite zone de préhension, interdisant la descente relative de la pièce (14) par rapport au dispositif (1).
2. Dispositif de préhension, selon la revendication 1, lesdits moyens d'agrippage (8, 9) de ladite pièce à prendre (14) définissant dans la zone de préhension un axe sensiblement horizontal dit "axe de préhension" (10), c a r a c t é r i s é par le fait qu'il comporte des moyens de positionnement (12) du dispositif de préhension (11) sur la face supérieure (13) de la pièce à prendre (14) aptes, dans le cas de la prise d'une pièce sur chant verticalement, à s'escamoter lorsque la pièce (14) est enserrée entre les moyens d'agrippage (8, 9) pour créer une voute de pivotement (15) afin de permettre la rotation de la pièce (14), au moins partiellement, autour dudit axe de préhension (10).
3. Dispositif de préhension, selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que lesdits moyens de maintien (40) se présentent sous la forme de moyens de positionnement (12) aptes, dans le cas de la prise d'une pièce à plat horizontalement, à former un appui franc sur la face supérieure (13) de la pièce (14) lorsque celle-ci est enserrée entre les moyens d'agrippage (8, 9) afin d'immobiliser la pièce dans un plan sensiblement horizontal.
4. Dispositif de préhension, selon les revendications 2 et 3, c a r a c t é r i s é par le fait que lesdits moyens de positionnement (12) sont aptes à centrer la pièce (14) par rapport aux moyens d'agrippage (8, 9) d'une part dans le cas de la prise d'une pièce sur chant verticalement et/ou d'autre part dans le cas de la prise d'une pièce à plat horizontalement.
5. Dispositif de préhension, selon la revendication 1, les bras de préhension (3, 4) étant assujettis au moins à une chaîne cinématique, c a r a c t é r i s é par le fait qu'il comporte des moyens cinématiques d'entraînement petite et grande vitesses, aptes à rendre irréversibles les mouvements des bras de préhension (3 , 4) et par suite des moyens d'agrippage (8, 9) lorsqu'ils ne sont plus entraînés, ce par bouclage de la chaîne petite vitesse et de la chaîne grande vitesse.
6. Dispositif de préhension, selon la revendication 5, c a r a c t é r i s é par le fait que lesdits moyens cinématiques sont constitués par
- un organe moteur commun (28),
- un ensemble transmission de petite vitesse réversible (29) accouplé audit .organe moteur commun (28) par un premier embrayage (30) dont les plateaux (31, 32) sont en contact au repos,
- un ensemble transmission de grande vitesse (33) accouplé audit organe moteur commun (28) par un second embrayage (34) dont les plateaux (35, 36) sont en contact au repos,
- une vis mère à pas contraire (37) de commande des deux bras de préhension (3, 4) accouplée en sortie de l'ensemble tranmission de grande vitesse (33),
- un réducteur petite vitesse (38) réversible roue et vis sans fin, accouplé d'une part en sortie de l'ensemble transmission de petite vitesse (29) et d'autre part en liaison avec ladite vis mère (37).
7. Dispositif de préhension, selon la revendication 6, c a r a c t é r i s é par le fait qu'il comporte un dispositif renvoi d'angle (39), commandé par ledit organe moteur commun (28), et commandant alternativement au moyen desdits embrayages (30, 34) respectivement soit l'ensemble de transmission petite vitesse (29), soit l'ensemble de transmission grande vitesse (33).
8. Dispositif de préhension, selon la revendication 2, c a r a c t é r i s é par le fait que les moyens de positionnement (12) du dispositif de préhension (1) sur la face supérieure (13) de la pièce (14) à prendre sont constitués par :
- un organe support (16) solidaire du bâti principal (2) sensiblement dans l'axe longitudinal (11) de celui-ci et placé entre les deux dits bras de préhension (3) et (4),
- au moins deux supports (17, 18) de barres d'appui et/ou de entrage, mobiles horizontalement en translation dans une direction perpendiculaire au déplacement des bras de préhension
(3, 4) et audit axe de préhension (10),
- au moins deux barres d'appui (19, 20) placées sous lesdits supports (17, 18) en regard du chant supérieur (13) de la pièce à prendre (14),
- au moins deux barres de centrage (21, 22) placées sous lesdits supports (17, 18) extérieurement aux barres d'appui (19, 20) par rapport à l'axe longitudinal (11) du bâti principal (2), aptes à positionner radialement le dispositif de préhension sur le chant (13) de la pièce à prendre (14),
- lesdites barres d'appui (19, 20) et leurs supports (17, 18) définissant d'une part une ligne de référence (23) pour la pose du dispositif de préhension (1) sur le chant (13) de la pièce (14) à prendre lors du centrage et d'autre part une voute de pivotement (15) lorsque les barres de centrage (21, 22) sont écartées de la pièce à prendre (14).
9. Dispositif de préhension, selon la revendication 8, c a r a c t é r i s é par le fait que lesdites barres de centrage (21, 22) sont munies de galets de guidage (26, 27) mobiles librement en rotation par rapport aux barres de centrage (21, 22) pour faciliter le centrage et/ou de galets d'appui (24, 25) mobiles librement en rotation par rapport aux barres de centrage (21, 22) pour former ledit appui franc sur la face supérieure de la pièce (14) dans le cas de la prise pièce à plat.
.10. Dispositif de préhension, selon la revendication 6, c a r a c t é r i s é par le fait que lesdits premier et second embrayages (30, 34) sont constitués par des embrayages électriques par pression de ressorts à manque de courant.
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| FR8713806A FR2621027B1 (fr) | 1987-09-29 | 1987-09-29 | Dispositif de prehension pour le levage ou la manutention de pieces |
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