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GRUE AVEC FLECHE ARTICULEE
La présente invention concerne un engin de levage à
flèche distributrice travaillant en mode articulé ou en mode
relevable pour le levage et la manutention de charges
comprenant un pylône, un pied de flèche articulé en rotation à
sa première extrémité au sommet du pylône, une fléchette
articulée en rotation à la deuxième extrémité du pied de
flèche, ladite flêchette comportant de part et d'autre de son
axe d'articulation au pied de flèche respectivement une pointe
de fléchette et une contre-fléchette, un ensemble de retenue
de flèche comprenant au moins un poinçon et un tirant de
flèche, et au moins un vérin d'articulation à double effet
reliant le pied de flèche à la fléchette, déterminant l'angle
entre pied de flèche et fléchette.
Pour permettre la manutention de charges sur des
chantiers de construction, on utilise habituellement des grues
à flèche distributrice horizontale orientable sur laquelle
coulisse un chariot servant de guide à des moyens de
suspension.
Dans certaines circonstances, par exemple lorsque les
chantiers sont encombrés ou lorsque la législation nationale
interdit le survol de parcelles jouxtant le chantier, on leur
préfère soit des grues à flèche distributrice relevable et
orientable, soit des grues à flèche distributrice articulée
orientable. Les grues à flèche distributrice relevable ont
l'avantage, par rapport aux grues à flèche horizontale de
hauteurs de pylône comparables, de pouvoir'amener des charges
à de plus grandes hauteurs.
Toutefois, ces deux types de grues présentent certains
inconvénients par rapport aux grues à flèche horizontale.
D'une part, leurs portées minimales étant relativement
élevées, la manipulation de charges à proximité immédiate de
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la base des grues ne peut être assurée. D'autre part, il est
très difficile de contrôler une régularité de la vitesse de
distribution des charges qui permette d'éviter tout
balancement intempestif.
Le brevet FR 2605619 décrit une grue de type défini
d'entrée, qui combine les effets d'une grue à flèche
distributrice articulée avec ceux d'une grue à flèche
distributrice relevable, lui conférant ainsi une certaine
polyvalence. De plus, le mât de cette grue a l'avantage d'être
dépliable et repliable et ceci de façon automatique.
Toutefois, du fait de la conception des articulations de
la flèche distributrice, cette grue possède toujours une
portée minimale importante. De plus, le gain de hauteur sous
crochet obtenu lorsque la pointe de la flèche est relevée
reste relativement faible, ne pouvant dépasser une amplitude
angulaire équivalente à 30° par rapport à l'horizontale, du
fait de l'angle que forment toujours la fléchette et le pied
de flèche.
D'autre part, lorsque cette grue est repliée et posée sur
un châssis porteur roulant, spécialement conçu pour son
transport, l'ensemble routier ainsi formé est tout juste admis
à passer sous un gabarit de 4 mètres, l'autorisant à accéder
sur le réseau routier. Toutefois, cet ensemble ne peut pas
circuler sur certains axes secondaires à gabarit restreint.
La prêsente invention a pour but la réalisation d'un
engin de levage à flèche distributrice orientable polyvalente,
pouvant tout aussi bien être utilisé comme une grue à flèche
distributrice relevable que comme une grue à flèche
distributrice articulée ou encore comme une grue à fléchette
inclinable, la transformation d'une fonction à l'autre devant
se faire le plus simplement possible.
La présente invention a également pour but la réalisation
d'un engin de levage à flèche distributrice orientable
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polyvalente qui, lorsqu'il travaille comme une grue à flèche
distributrice articulée, possède une portée minimale très
faible, mais une portée maximale la plus élevée possible.
La présente invention a aussi pour but la réalisation
d'un engin de levage à flèche distrïbutrice orientable
polyvalente capable de distribuer une charge avec une vitesse
régulière, en particulier avec une vitesse horizontale
constante lorsqu'il travaille comme une grue à flèche
distributrice articulée.
La présente invention a encore pour but la réalisation
d'un engin de levage à flèche distributrice orientable
polyvalente, qui lorsqu'il travaille comme une grue à flèche
distributrice relevable permet la hauteur sous crochet la plus
élevée possible.
La présente invention a enfin pour but la réalisation
d'un engin de levage à flèche distributrice orientable
polyvalente qui, lorsque la flèche est articulée sur un pylône
articulé, puisse être replié de manière la plus compacte
possible de telle sorte qu'il puisse être placé dans un
conteneur de type marin en vue de son transport.
A cet effet, la présente invention a pour objet un engin
de levage à flèche distributrice orientable travaillant en
mode articulé ou en mode relevable pour le levage et la
manutention de charges tel que défini d'entrée chez lequel la
partie du pied de flèche voisine de ladite deuxième extrémité
et la contre-fléchette présentent des formes conjuguées
permettant à la pointe de fléchette de venir en position
alignée avec le pied de flèche.
Le tirant de flèche peut être relié à la pointe de
fléchette en passant par au moins une contrefiche de relevage
solidaire de la fléchette.
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La contrefiche de relevage peut être agencée sensiblement
à la jonction entre la contre-fléchette et la pointe de la
fléchette.
La contre-fléchette et la partie du pied de flèche
voisine de sa deuxiême extrémité peuvent présenter des profils
prismatiques et peuvent venir en contact l'une contre l'autre
lorsque pied de flèche et fléchette sont alignés.
La partie du pied de flèche voisine de sa deuxième
extrémité peut présenter la forme d'une fourche à deux
branches et que la contre-fléchette peut venir se loger dans
l'espace entre les deux branches.
Le pied de flèche peut être constitué de deux poutres
parallèles et que la contre-fléchette peut venir se loger dans
l'écartement entre les deux poutres.
Le pied de flèche et la fléchette peuvent être reliés par
deux vérins d'articulation identiques, montés symétriquement
par rapport au plan de symétrie verticale de l'engin de
levage.
Le ou les vérins d'articulation peuvent relier
directement le pied de flèche à la contre-fléchette.
Le ou les vérins d'articulation peuvent relier
directement pied de flèche et pointe de fléchette.
Chaque vérin d'articulation peut relier le pied de flèche
et la fléchette par l'intermédiaire de deux bielles.
Lesdites bielles peuvent être articulées l'une à l'autre
et au vérin par un même axe de rotation.
Selon un mode d'exécution préféré de l'invention,
particulièrement avantageux pour les grues-tours, l'engin de
levage comporte un contrepoids mobile dont la position est
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asservie à l'angle d'inclinaison du pied de flèche. Le
contrepoids mobile équilibre ainsi la grue en fonction de la
position de la flèche.
Ce contrepoids mobile peut être fixé à une première
extrémité d'un bras de contrepoids pivotant, dont la deuxième
extrémité est articulée en rotation à la tourelle ou plate-
forme de l'engin de levage, du côté opposé à la flèche. Le
contrepoids est relié à la flèche, à proximité de
l'articulation pied de flèche/fléchette par au moins un câble
de contrepoids passant par dessus le poinçon. La présence du
ou des câbles) de contrepoids permet de diminuer l'importance
du câble et du moteur de relevage de la flèche. Ce câble de
contrepoids peut être fixé à la fléchette, en particulier à la
partie renforcée de l'articulation fléchette/pied de flèche.
L'autre extrémité du câble de contrepoids peut être fixée
à la plate-forme, le câble de contrepoids passant sur une
poulie portée par le bras de contrepoids pivotant. De cette
manière, l'angle du bras pivotant, et par conséquent le moment
de retenue du contrepoids, est directement asservi à l'angle
de la flèche sans utiliser de moteur auxiliaire.
Pour que le câble de contrepoids reste parfaitement
tendu, même lorsque le pied de flèche est complètement relevé,
la poulie peut être reliée au bras de contrepoids pivotant par
un bras de poulie également pivotant, articulé au bras de
contrepoids, et l'ensemble formé par cette poulie et le bras
de poulie peut comporter des moyens d'alourdissement pour
tendre le câble de contrepoids.
De préférence l'engin de levage comporte deux câbles de
contrepoids passant respectivement de part et d'autre du pied
de flèche.
Afin de faciliter la compréhension de l'invention, de ses
caractéristiques et avantages, plusieurs modes de réalisation
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sont présentés ci-dessous, en se référant au dessin dans
lequel:
- la figure 1 représente en perspective un premier mode
d'exécution de l'engin de levage avec une flèche distributrice
en position de travail en mode articulé et, en arrière plan,
en mode relevable;
- la figure 2 représente, par une vue en élévation, le premier
mode d'exécution de l'engin de levage ayant une flèche
distributrice en position repliée le long du pylône;
- la figure 3 représente, par des vues superposées en
élévation, différentes étapes du repliage du pylône du premier
mode d'exécution de l'engin de levage;
- les figures 4a à 4d représentent, par des vues en élévation,
les différentes étapes de transformation du mode artïculé au
mode relevable de la flèche distributrice du premier mode
d'exëcution de l'engin de levage;
- Ia figure 5 représente, par une vue en élévation, le premier
mode d'exécution de l'engin de levage en position repliée;
- les figures 6a à 6C représentent, par des vues en élévation,
différents moyens pour transporter le premier mode d'exécution
de l'engin de levage.
- la figure 7 représente, par des vues superposées en
élévation, différentes phases de fonctionnement du premier
mode d'exécution de l'engin de levage avec une flèche
distributrice en position de travail en mode relevable;
- la figure 8 représente, par une vue en perspective, le
détail d'un dispositif pour le blocage de la flèche
distributrice en position de travail en mode relevable du
deuxième mode d'exécution de l'engin de levage;
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- la figure 9 représente en perspective un deuxième mode
d'exécution de l'engin de levage avec une flèche distributrice
en position de travail en mode articulé et, en arrière plan,
en mode relevable;
- la figure 10 représente, par une vue en perspective,
l'articulation par vérin entre pied de flèche et fléchette
d'une variante du deuxième mode d'exécution de l'engin de
levage en position de travail en mode articulé.
- la figure 11 représente, par une vue en élévation,
l'articulation par vérin entre pied de flèche et fléchette de
la variante de la figure 10, avec la flèche distributrice en
position repliée.
- les figures 12a, 12b et 12c représentent, par des vues
schématiques en élévation, un troisième mode d'exécution de
l'engin de levage, avec sa flèche distributrice respectivement
en mode articulé, relevable et inclinable.
- les figures 13a et 13b représentent par des vues en
perspective l'articulation, respectivement avec un vérin et
deux vérins, entre pied de flèche et fléchette du troisième
mode d'exécution de l'engin de levage en position de travail
en mode articulé.
- les figures 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f et 14g représentent
schématiquement des variantes de l'articulation par vérins)
entre pied de flèche et fléchette du troisième mode
d'exécution, en position de travail en mode articulé.
- la figure 15 représente un mode d'exécution de l'engin de
levage avec un contrepoids mobile.
- la figure 16 représente un autre mode d'exécution de l'engin
de levage avec un contrepoids mobile.
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_g_
- la figure 17 représente une vue agrandie du système de
contrepoids mobile.
Pour simplifier la rédaction et faciliter la
compréhension de l'invention, des numéros de référence
identiques ont été donnés sur plusieurs figures à des pièces
identiques ou équivalentes de plusieurs variantes d'exécution
Le premier mode d'exécution de l'engin de levage à flêche
distributrice orientable travaillant en mode articulé ou en
mode relevable pour 1e levage et la manutention de charges tel
que représenté à la figure 1 comporte un pylône repliable
constitué de deux tronçons articulés l'un à l'autre, à savoir
un pied de pylône 21 et un pylône supérieur 22. Le pied de
pylône est monté pivotant autour d'un axe horizontal sur la
partie avant d'un châssis tournant ou tourelle 12. Le pylône
supérieur porte, pivotant autour d'une articulation
horizontale 26, d'une part une flèche distributrice 31, 41
articulée et relevable et, d'autre part, deux poinçons
symétriques 16 reliés à leur extrémité par un axe portant deux
poulies 17. La tourelle 12 est montée pivotante autour d'un
axe vertical sur un châssis porteur 11.
Le pylône est maintenu en position de travail grâce à un
ensemble d'éléments constitué d'un lest 13 fixé sur la partie
arrière de la tourelle 12, de contrefiches de redressage 23
reliant le pylône à la tourelle, de deux tirants 25, tous
reliés à un dispositif de commande non représenté sur le
dessin, pouvant être par exemple un treuil placê sur la
tourelle 12, les deux tirants passant respectivement sur les
deux poulies 17 des poinçons 16.
La flèche distributrice articulée et relevable est
constituée de deux pièces maîtresses, à savoir un pied de
flèche 31 et une fléchette 41, articulées l'une à l'autre.
L'extrémité inférieure 35 du pied de flèche 31 est
reliée, par l'intermédiaire de l'articulation horizontale 26,
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au sommet du pylône supérieur 22. L'autre extrémité 36 du pied
de flèche est reliée, par l'intermédiaire d'une articulation
horizontale 45, à la fléchette 41. L'articulation 45 divise la
fléchette 41 en deux parties dissymétriques, à savoir une
contre-fléchette 42, portant à son extrêmité deux poulies 44,
et une pointe de fléchette 43, portant à son extrémité 46 deux
poulies guidant des moyens de suspension de charge constitués
d'un câble de levage 53, d'une moufle et d'un crochet de
levage 54.
Telle que présentée au premier plan de la figure 1,
lorsque l'extrémité 46 de la pointe de fléchette 43 se trouve
en position A, la flèche distributrice se trouve en position
de travail en mode articulé. Les tirants 25 passent
successivement dans les gorges des poulies 17 des deux
poinçons 16, puis dans celles des deux poulies 44 de la
contre-fléchette 42, et sont fixés sur la fléchette 41. Les
tirants 25 forment avec le pied de flèche 31, les deux
poinçons 16 et la contre-fléchette 42 un quadrilatère
déformable. Cette configuration géométrique permet à
l'extrémitë 46 de la pointe de la fléchette 43 de se déplacer
selon une trajectoire approximativement plane et horizontale,
représentée par ligne tiretée 51.
En arrière plan de la figure 1, lorsque l'extrémité 46 de
la pointe de fléchette 43 se trouve en position B, la flèche
distributrice se trouve en position de travail en mode
relevable. La fléchette 41 se trouve alignée avec le pied de
flèche 31. On constate que les tirants 25 sont fixés sur la
fléchette 41, à proximité de l'extrëmité 46 de la pointe de
fléchette 43. Dans cette configuration, ces tirants 25 ne
passent plus que sur les poulies 17 des deux poinçons 16, et
forment à présent un triangle avec les deux poinçons 16 et
l'ensemble aligné pied de flèche 31 - fléchette 41.
La partie en arrière plan et en perspective de la figure
1 présentant la flèche distributrice en position de travail en
mode relevable, montre que le pied de flèche 31 est en fait
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constitué de deux poutres parallèles 31a et 31b montées
latéralement de part et d'autre, d'une part, du pylône
supérieur 22, et, d'autre part, de la fléchette 41.
Une telle construction à deux poutres est avantageuse. En
effet, la contre-flêchette 42 peut se loger au sein de la
fente ou de l'écartement 34 entre ces deux poutres 31a et 31b
et un alignement parfait de la flëchette 41 avec le pied de
flèche 31 est alors obtenu, ce qui, comme décrit plus loin,
permet un gain de hauteur sous crochet important par rapport
aux flèches polyvalentes de l'art antérieur qui possèdent une
forme coudée.
De plus, une telle construction à deux poutres renforce
la structure de l'engin de levage en offrant une meilleure
résistance à la torsion.
Le mouvement général de l'ensemble en mode articulé, régi
par la géométrie particulière du quadrilatère (44, 45, 26,
17), est connu de l'art antérieur. I1 est toutefois important
de mettre en évidence le rôle joué par deux des éléments de
l'engin de levage, à savoir le système de commande du
mouvement et la fente entre les deux poutres du pied de
flèche.
Dans une configuration en mode articulé dans laquelle
l'extrémité 46 de la pointe de fléchette 43 se trouve par
exemple en position A, on peut bloquer le dispositif
commandant les tirants 25 de façon à maintenir constante la
distance entre les poulies 17 et 44 pendant toutes les phases
de modification de l'angle de l'articulation de la flèche
distributrice.
Le dispositif de commande (1) de l'articulation 45 est
constitué d'un système à bielles et à vérins) à double effet,
qui sera décrit en détail plus loin.
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Afin d'amener l'extrémité 46 de la pointe de fléchette 43
vers la position D correspondant à la portée minimale de
l'engin de levage, on opère simplement par le mouvement
relatif de la tige par rapport au cylindre du ou des vérins.
Le crochet de levage 54 se rapproche progressivement du
pylône.
Grâce à ce mode simple de commande de l'angle pied de
flèche/fléchette, il devient facile de contrôler la régularité
de la vitesse de translation de l'extrémité 46 de la pointe de
fléchette et d'éviter ainsi tout balancement intempestif de la
charge au cours de sa manipulation.
Pendant le mouvement horizontal raccourcissant la portée,
l'extrémité 46 de la pointe de fléchette 43 passe par la
position intermédiaire C, correspondant approximativement à la
position de portée minimale qui était obtenue avec les engins
de levage de l'art antérieur. Maintenant, du fait de la
présence de la fente ou écartement 34 entre les deux poutres
31a et 31b du pied de flèche 31 qui permet à la pointe de
fléchette 43 de s'y loger, le mouvement peut se poursuivre
jusqu'à amener l'extrémité 46 de la pointe de fléchette 43 à
la position D, tout contre le pied de flèche. Cette position D
correspond à la portée minimale de l'engin de levage.
Partant de cette position D correspondant à la portée
minimale et pour revenir à la position A, il suffit d'opérer
le mouvement inverse de la tige du(des) vérins)
d'articulation, tout en maintenant le blocage du dispositif de
commande des tirants 25 pour que l'extrémité 46 de la pointe
de la fléchette 43 s'éloigne progressivement du sommet du
pylône supérieur 22.
En poursuivant le mouvement au-delà de la position A,
toujours en maintenant le blocage du dispositif de commande
des tirants 25, on effectue la transformation du mode articulé
en mode relevable de la flèche distributrice.
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Comme cela est symbolisé par les flèches blanches 56, 57
de la figure 4a, le pied de flèche 31 s'abaisse et l'extrémité
46 de la pointe de la fléchette se redresse. A la figure 4b,
les tirants 25 se trouvent presque alignés avec la fléchette
41. A la figure 4c, le pied de flèche poursuit sa descente,
les tirants 25 sont alors désolidarisés des poulies 44 de la
contre-fléchette 42.
Enfin, à la figure 4d, la position du point d'attache 48
des tirants 25 sur la pointe de la fléchette 43 devient
apparente. La fléchette 41 se trouve parfaitement alignée avec
le pied de flèche 31. Un dispositif de blocage 61, décrit ci-
après, maintenant cet alignement peut être prévu
optionnellement, en plus du système à vérin (1). La flèche
distributrice se trouve alors en position de travail en mode
relevable. L'extrémité 46 de la pointe de fléchette 43 se
trouvant à la positïon E, la flèche distributrice se trouve
déjà inclinée de quelques degrés par rapport à l'horizontale.
La figure 8 présente en détail les éléments constituant
le dispositif de blocage 61 solidaires, d'une part, de chacune
des deux poutres 31a et 31b du pied de flèche 31 et, d'autre
part, de la contre-fléchette 42 de la fléchette 41 et
coopérant ensemble afin de maintenir alignés la fléchette 41
et le pied de flèche 31. Pour en faciliter la compréhension,
les tirants et le système de vérins d'articulation ont été
supprimés sur cette figure.
Sous chacune des deux poutres 31a et 31b sont montées en
saillies et placées en vis-à-vis respectivement une pièce 62a
et une pièce 62b. Dans chacune de ces deux pièces se trouve un
cylindre de verrouillage respectivement 63a et 63b coulissant
dans une direction transversale horizontale respectivement au
sein des logements 64a et 64b. Les cylindres de verrouillage
sont maintenus en partie à l'extérieur de leur logement sous
l'action respectivement des ressorts 65a et 65b. Sous la
contre-fléchette 42 se trouve, montée en saillie, une pièce en
U renversé 66, dont les deux faces latérales sont biseautées.
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Deux forures 67a et 67b, destinées à servir respectivement de
logement à la partie externe de chacun des cylindres de
verrouillage 63a et 63b, ont été pratiquées respectivement sur
les deux faces latérales de la pièce 66.
En phase finale d'alignement de la fléchette 41 et du
pied de flèche 31, l'extrémité de la partie externe des deux
cylindres de verrouillage 63a et 63b entre en contact avec la
pièce 66. La forme biseautée des faces latérales de cette
pièce jouant le rôle de guide, les cylindres de verrouillage
sont progressivement introduits en coulissant au sein de leurs
logements respectifs 64a et 64b et les ressorts 65a et 65b
sont progressivement comprimés. La phase d'alignement se
poursuivant, les extrémités des cylindres de verrouillage vont
se trouver au regard respectivement des forures 67a et 67b.
L'alignement précis des cylindres 63a, 63b avec les
forures 67a, 67b est obtenu grâce à deux butées 68a, placées
respectivement de part et d'autre de la pièce 66. A cette
position particulière, sous l'action des ressorts 65a et 65b,
les cylindres de verrouillages 63a et 63b s'engagent
respectivement dans les deux forures 67a et 67b, assurant
ainsi le verrouillage en position alignée de la fléchette avec
le pied de flèche. La flèche distributrice peut alors
fonctionner en mode relevable.
Les performances de l'engin de levage en mode relevable
sont illustrées par la figure 7.
L'inclinaison de la flèche distributrice obtenue lors de
l'alignement de la flèche distributrice et correspondant à la
position E est de 7° au-dessus de l'horizontale. Une portée de
plus de 24 mètres correspond à la portée maximale que l'on
peut obtenir avec cet engin de levage. La hauteur sous crochet
est de plus de 24 mètres à partir du haut du pylône.
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A la position F, une inclinaison maximale de la flèche de
près de 80° est obtenue. La portée minimale est alors de 6
mètres et la hauteur sous crochet est de près de 42 mètres.
Pour repasser en mode de travail articulé, deux
dispositifs électromagnétiques 69a, solidaires respectivement
des deux pièces 62a et 62b, sont actionnés afin de permettre
le retrait total des deux cylindres de verrouillage 63a et 63b
des forures 67a et 67b. Le dispositif de commande (1)
d'articulation à vérin permet de rompre l'alignement de la
fléchette avec le pied de flèche.
Pour replier totalement l'engin de levage, il convient
tout d'abord de placer la flèche distributrice en position de
travail en mode articulé puis d'amener l'extrémité 46 de la
pointe de flèche 43 à la position D correspondant à la portée
minimale. La pointe de flèche 43 vient alors se loger entre
les deux poutres du pied de flèche 31.
L'étape suivante consiste à relâcher les tirants 25. Le
pied de flèche 31, encadrant la pointe de fléchette 43,
bascule alors vers l'avant de l'engin de levage et vient
s'appuyer le long du pylône supérieur 22, comme cela est
illustré à la figure 2. En effet, l'articulation 26,
supportant le pied de flèche 31, est placée à l'avant du
pylône supêrieur. Une articulation 27, supportant les deux
poinçons 16, est placée à l'arrière du pylône supérieur.
Le repliage du pylône est illustré sur la figure 3 à
l'aide d'une succession de vues superposées. Pour clarifier le
dessin, la majeure partie de la flèche distributrice dans une
position pliée et rabattue sur le pylône supérieur comme
décrit ci-dessus a été supprimée sur cette figure.
Comme le montrent les figures 2 et 3, l'extrémité de
chacun des poinçons 16, opposée à celle portant les poulies
17, est montée en articulation à une élingue de redressage 20,
évitant ainsi le basculement des poinçons vers l'arrière de
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l'engin, l'élingue étant reliée à une contrefiche de
redressement 23. Le sommet du pylône est prolongé par deux
pièces 28 formant butée pour les deux poinçons, évitant ainsi
leur basculement vers l'avant de l'engin de levage. Chacune
des poutres du pied de flèche 31 porte un chevalet de renvoi
32 destiné au redressement de la flèche. Sur chacun de ces
chevalets se trouve une butée 33 s'appuyant respectivement sur
chacun des poinçons, évitant ainsi le basculement du pied de
flèche 31 vers l'arrière de l'engin de levage.
En actionnant un vérin à double effet 18 qui s'appuie sur
le pied de pylône 21 et agit sur un système de bielles 19, le
pylône se plie autour d'une articulation horizontale 24 et
s'incline grâce à la présence des contrefiches de redressage
23. Les élingues de redressage 20, chacune liée en
articulation à l'extrémité d'un poinçon 16, font pivoter ces
poinçons autour de l'articulation 27.
A la fin du processus de repliage, tous les éléments de
l'engin de levage se trouvent à l'horizontale, le pylône
supérieur 22 reposant sur le pied de pylône 21 et supportant
la fléchette 41 encadrée par les deux poutres du pied de
flèche 31, les poinçons 16 et les élingues de redressages 20
étant placés aux cotés de ces éléments. Cette configuration
est représentée sur la figure 5.
Un avantage supplémentaire offert par la flèche
distributrice dont le pied de flèche est constitué de deux
poutres est obtenu- avec un engin de levage ayant un pylône
repliable. Il s'agit du gain de place obtenu lorsque l'engin
de levage est totalement replié, autorisant ainsi une large
variété de mode de transport.
Le fait que la fléchette 41 puisse être logée entre les
poutres 31a et 31b du pied de flèche 31 permet d'obtenir un
gain de place important en hauteur. Par la compacité de
l'engin de levage en position repliée, de nombreuses
possibilités de transport sont offertes, aucune ne nécessitant
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la construction spécifique d'un châssis porteur roulant. Les
figures 6a à 6c illustrent certaines de ces possibilités.
Selon la figure 6a, l'engin de levage replié est posé sur
un chariot 71 et son châssis porteur 11 est attaché à
l'arrière d'un tracteur 72. Selon la figure 6b, l'engin de
levage est posé sur une remorque articulée 73 à un tracteur
72.
Selon la figure 6c, l'engin de levage est placé dans un
conteneur 74 connu sous le nom de "conteneur marin" et dont
les dimensions normalisées sont de 12040 millimètres pour la
longueur et de 2450 millimètres pour la hauteur. Auparavant et
grâce à la présence d'une articulation verticale 47, la
contre-fléchette 42 a été repliée sur elle-même, offrant ainsi
un gain de place cette fois en longueur. Le conteneur peut
ensuite être transporté de manière classique, par exemple sur
une remorque à plate-forme plane 75.
L'engin de levage a été décrit ci-dessus avec un châssis
porteur 11 reposant à même le sol. Il est bien entendu qu'il
peut être également monté, quel que soit le type de pylône qui
le compose, sur un châssis porteur roulant, éventuellement
automoteur.
Certains des avantages obtenus en utilisant une flèche
distributrice dont le pied de flèche possède une fente
permettant le logement de tout ou partie de la fléchette
viennent d'être illustrés avec un engin de levage dont le
pylône est repliable. Cependant, une même polyvalence et des
performances semblables de la flèche distributrice sont
également obtenues lorsque l'on remplace ce pylône repliable
par une tour classique ou encore par un pylône télescopique.
Dans un deuxième mode d'exécution de l'engin de levage,
particulièrement avantageux lorsque le pylône est une tour
classique 29 telle que représentée à la figure 9, le pied de
flèche 31 est constitué d'une seule poutre en forme de fourche
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comportant une fente longitudinale 34 ouverte à l'extrémité du
pied de flèche portant l'articulation 45. La longueur de cette
fente est suffisante pour que la contre-fléchette 42 puisse
s'y loger de façon à permettre l'alignement entre la fléchette
4l et le pied de flèche 31. Un dispositif de blocage,
similaire à celui (61) du premier mode d'exécution peut être
prévu en option et assure l'alignement de la fléchette avec le
pied de flèche.
La figure 10 montre le dispositif de commande 1 de
l'articulation entre pied de flèche et fléchette d'une
variante du deuxième mode de réalisation. Les deux branches
31a, 31b de la fourche portent un axe transversal 2 autour
duquel peut pivoter un vérin 3. Le vérin 3 est articulé à
l'axe 2 par une extrémité 4 du cylindre de vérin 5. La tige de
vérin 6 est articulée à son extrémité libre par un axe
transversal 7 à un système de deux paires de bielles 8a, 8b,
9a, 9b. Chaque bielle est articulée en rotation autour de
l'axe 7 par l'une de ses extrémités. L'autre extrémité des
bielles 8a, 8b est articulée en 10a sur la contre-fléchette.
La deuxième extrémité de chaque bielle 9a, 9b est articulée en
14a, 14b respectivement aux branches 31a, 31b de la fourche.
Lorsque la tige 6 du vérin 3 pénètre dans le cylindre 5, les
bielles viennent les unes contre les autres et la fléchette
vient d'aligner avec le pied de flèche. A l'inverse, lorsque
la tige 6 sort du cylindre 5, la pointe de fléchette se rabat
contre le pied de flèche.
L'homme du métier comprendra sans peine que
l'articulation présentée à la figure 10 peut également être
utilisée dans le cadre du premier mode d'exécution de l'engin
de levage, dont le pied de flèche est constitué de deux
poutres. Dans ce cas, la longueur des bielles et de la tige de
vérin est calculée de sorte à ce que, lorsque la tige de vérin
est sortie au maximum du cylindre, la fléchette vient se loger
entre les deux poutres du pied de flèche, comme cela est
illustré à la figure 11.
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Les figures 12a, 12b et 12c représentent schématiquement
un troisième mode d'exécution de l'engin de levage. Le pylône
est une tour classique 29. Au sommet du pylône s'articule une
première extrémité 35 d'un pied de flèche 31. La deuxième
extrémité 37 du pied de flèche présente la forme d'un prisme.
A la pointe du prisme est articulée une fléchette tournant
autour d'un axe horizontal 45. Cet axe d'articulatïon
subdivise la fléchette respectivement en une pointe de
fléchette similaire au,x pointes de fléchette des deux premiers
modes d'exécution et en une contre-fléchette 49 qui, vue en
élévation latérale, présente également un profil prismatique,
dont l'angle au sommet est choisi de telle sorte que la
fléchette, par rotation autour de l'articulation 45 peut venir
s'aligner avec le pied de flèche comme cela est illustré par
la figure 12b, la contre-fléchette 49 se plaçant contre
l'extrémité 37 en forme de prisme du pied de flèche.
Deux variantes de cette articulation et du dispositif de
commande 1 d'articulation sont illustrées par les figures 13a
et 13b. Comme le montrent les figures 13a et 13b, la deuxième
extrémité 37 du pied de flèche est une poutre présentant le
profil d'un prisme. Au sommet du prisme est articulé en 45 une
fléchette. Sur la figure 13a, la contre-fléchette est
constituée de deux branches symétriques 49a, 49b séparées par
une fente. Le dispositif d'articulation à 1 vérin et une paire
de bielles vient se loger dans cette fente.
Sur 1a figure 13b, la contre-fléchette est constituée
d'une seule poutre 49 de profil prismatique. Un double système
de vérins 3a, 3b et bielles 8a, 8b, 9a, 9b vient se placer
symétriquement de part et d'autre de la contre-fléchette.
En comparant les figures 10, 13a et 13b, l'homme du
métier comprendra aisément que les trois dispositifs
d'articulation sont fonctionnellement identiques, quoique
différents dans leur structure, puisque l'articulation de la
figure 10 comprend un seul vérin agissant sur deux paires de
bielles symétriques, la figure 13a montre un seul vérin
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agissant sur une seule paire de bielles se déplaçant à
l'intérieur de la fente entre les deux branches de la contre-
fléchette et la figure 13b montre deux systèmes identiques et
symétriques de bielles et vérins.
Les figures 12a, 12b et 12c illustrent les trois modes de
travail de l'engin de levage selon l'invention. Sur chacune de
ces fïgures, le déplacement de l'extrémité 46 de la pointe de
la fléchette est représentë en traits tiretés.
Sur la figure 12 a, qui représente un mode de travail en
flèche articulée, l'extrémité 46 se déplace essentiellement
selon une ligne horizontale 51 qui ne s'élève qu'à proximité
de la posïtion de portée maximale. Sur la figure 12 b, au-delà
de cette position de portée maximale, la flèche alignée
s'élève en mode relevable selon la ligne 52 comme cela est
également illustré par la figure 7. Sur la figure 12c est
représenté schématiquement le mode de travail en fléchette
inclinable: en partant de la position de portée minimale, la
pointe de fléchette est d'abord déplacée en mode articulé, de
telle sorte que son extrémité 46 décrive une trajectoire
horizontale jusqu'en une position G. A partir de cette
position G, l'angle du pied de flèche par rapport à
l'horizontale est maintenu constant au moyen d'une
compensation de longueur du tirant 25, et, à l'aide du
dispositif de commande 1 de l'articulation à vérin(s), la
fléchette est relevée pour décrire un arc de cercle 55 centré
sur l'axe 45, comme l'illustre la figure 12c. L'intérêt de ce
mode de travail est également illustré par la figure 12c, sur
laquelle on a représenté schématiquement des bâtiments élevés
en arrière plan: Ce mode de travail permet de déplacer une
charge à altitude relativement basse, pratiquement à
l'horizontale, parallèlement à la façade du bâtiment, puis de
l'élever pour finalement, après rotation de la tour de l'engin
de levage, déposer la charge sur le sommet de l'immeuble, et
ce à une portée élevée.
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L'articulation entre pied de flèche et fléchette peut
être réalisée au moyen de nombreuses variantes du système
d'articulation à bielles et à vérins sans sortir du cadre de
l'invention. La figure 14a est une représentation schématique
en vue latérale de cette articulation qui peut représenter
aussi bien l'articulation de la figure 10 que l'artïculation
de la figure 13a ou l'articulation de la figure 13b en ce qui
concerne l'agencement du vérin 3 et des bïelles 8 et 9. On
notera en particulïer sur cette figure 14a qu'une extrémité 10
de la bielle 8 s'articule sur la contre-fléchette.
L'articulation représentée schématiquement sur la figure
14b diffère de l'articulation représentée sur la figure 14a en
ce que la bielle 8 s'articule légèrement plus en avant, de
l'autre côté de l'axe d'articulation 45, sur la pointe de
fléchette.
La figure 14c montre une variante dans laquelle la bielle
8 s'articule en 10 au niveau de l'axe d'articulation 45.
L'extrémité libre de la tige de vérin s'articule en 15 sur une
zone médiane de la bielle 9 et non pas au niveau de
l'articulation 7 entre la bielle 9 et la bielle 8.
La figure 14d montre une variante d'exécution de la
figure 14c, où la bielle 8 s'articule sur la pointe de
fléchette.
La figure 14e montre une autre variante d'exécution dans
laquelle la bielle 8 s'articule nettement plus en avant 10 sur
la pointe de fléchette ; l'ensemble du système bielles + vérin
est situé en dessous de l'axe d'articulation 45. La tête de la
tige de vérin s'articule en 15 dans une zone médiane de la
bielle 9, le pied de flèche présente un évidement (non
représenté sur la figure) pour loger bielle et vérin lorsque
la fléchette se rabat contre le pied de flèche.
Dans la figure 14f, la bielle 8 s'articule également en
nettement en avant sur la pointe de fléchette. Dans cette
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variante, c'est la partie médiane de la bielle 9 qui
s'articule au pied de flêche, alors que les extrémités de la
bielle 9 s'articulent respectivement en 7 et 14 à la bielle 8
et à la tête de vérin.
La figure 14g montre une articulation dans laquelle la
tige de vérin s'articule directement sur l'axe 45 entre pointe
de flèche et contre-fléchette, alors que les bielles 8 et 9
ont une articulation commune 7 non pas à l'extrémité de la
tige de vérin, mais sur le cylindre, à proximité du point de
sortie de la tige du cylindre.
On notera dans les articulations représentées aux figures
14a, 14b et 14g, la présence de quatre axes de
rotation/articulation horizontaux alors que les articulations
représentées sur les figures 14c, 14d, 14e et 14f présentent
cinq axes d'articulation.
On notera également que sur toutes les articulations
représentées aux figures 13a, 13b, 14a à 14g, l'axe
d'articulation 45 est agencé de telle sorte que la pointe de
fléchette peut venir se rabattre contre le pied de flèche,
sous réserve, en ce qui concerne les articulations
représentées aux figures 14e et 14g, d'un évidement
correspondant dans le pied de flèche ou dans la fléchette.
L'homme du métier comprendra aisément que toutes les
articulations représentées dans les figures 14a à 14g pour le
troisième mode de réalisation sont adaptables mutatis mutandis
aux deux premiers modes de réalisation.
On notera également que sur les figures 12a-14g, le
troisième mode d'exécution de la fléchette porte un chevalet
de relevage 50 situé approximativement à l'aplomb de
l'articulation pied de flèche/fléchette. I1 va de soi que les
premier et deuxième modes d'exécution de l'engin de levage
peuvent également être munis d'un tel chevalet 50.
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Le travail en mode relevable de chacune des flèches
distributrices des trois modes d'exécution précédemment
décrits de l'engin de levage s'opêre de manière identique. Une
fois la fléchette 41 et le pied de flèche 31 alignés et cette
position verrouillée, en opérant une traction sur les tirants
25, par exemple à l'aide d'un treuil placê sur la tourelle 12
et non représenté sur le dessin, on relève progressivement la
flèche distributrice. Les différentes amplitudes susceptibles
d'être obtenues, représentées sur la figure 7 pour le premier
mode d'exécution, s'obtiennent de façon similaire pour les
autres modes d'exécution.
De telles performances sont comparables à celles
habituellement obtenues avec des grues à flèche distributrice
fonctionnant uniquement en mode relevable.
Dans un mode d'exécution préféré de l'invention,
particulièrement avantageux pour des grues-tours telles
qu'illustrées précédemment par les figures 9, 12a, 12b, 12c,
l'engin de levage comporte un contrepoids mobile, illustré par
les figures 15, 16, 17, exerçant un moment de force opposé à
celui qu'exerce la flèche sur la tourelle ou plate-forme
pivotante de la grue et sur le pylône 29, automatiquemént
ajustable en fonction des positions respectives du pied de
flëche et de la flêchette.
La figure l5 montre la partie supérieure d'une grue tour
montée sur un pylône 29, et comportant une plate-forme
pivotante 112. Sur cette figure 15, le pied de flèche 31 et la
fléchette 41 sont alignés l'un avec l'autre, de part et
d'autre de l'articulation 45. On reconnaît également sur la
figure le tirant de flèche 25 et le vérin d'articulation 3. Le
dessous de la plate-forme 112 porte, du côté opposé à la
flèche, un bras de contrepoids 114 pivotant, dont une
extrémité 121 est articulée en rotation à la plate-forme.
L'autre extrémité du bras pivotant 114 porte un contrepoids
X13, dont le déplacement, et par conséquent la variation du
moment de force exercé sur le pylône 29 et la plate-forme 112
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est assurée par le pivotement du bras pivotant 114. La
rotation du bras pivotant 114 est commandée par deux câbles de
contrepoids 115. Une extrémité des câbles de contrepoids 115
est fixée en un point fixe 122 de la plate-forme. Les deux
câbles 115 passent par deux poulies 118 portées par le bras
pivotant 114, par dessus deux poulies de renvoi 117 fixées à
la plate-forme, puis par dessus deux poulies 122 portées de
part et d'autre par le sommet du poinçon 16. Les câbles 115
sont fixés à la fléchette 41 en un point 116 situé au niveau
de l'articulation 45, dans la zone où cette fléchette est
renforcée. Les câbles 115 sont donc agencés de part et d'autre
du pied de flèche 31 et de la contre-fléchette 42.
La figure 16 montre un mode d'exécution de l'invention
qui ne diffère du mode d'exécution montré sur la figure 15 que
par 1e fait que les câbles 115 sont fixés en des points 116'
du pied de flèche 31, situé à proximité de l'articulation 45
pied de flêche/fléchette. Le pied de flèche est renforcé à ce
niveau.
L'emplacement du point de fixation 116 ou 116' dans cette
zone proche de l'articulation, combiné au f ait que chaque
câble 115, en passant par dessus la poulie 118 est agencé en
double entre le point 122 et le bras 114, permet d'asservir
l'angle d'inclinaison du bras 114, entre une position
substantiellement horizontale et une position
substantiellement verticale, à l'angle d'inclinaison du pied
de flèche, également entre une position substantiellement
horizontale et une position substantiellement verticale, et ce
sans employer de moteur additionnel enroulant ou déroulant les
câbles 115.
La figure 17 montre un mode d'exécution particulier des
poulies 118 et de leur montage sur le bras 114. Les poulies
118 sont portées par un bras de poulie 119 pivotant, monté en
rotation sur le bras de contrepoids 114 par son extrémité 123.
L'ensemble formé par le bras de poulie 119 et les poulies 118
est prolongé par un deuxième bras 124 sur lequel est fixé un
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contrepoids 120, qui, en alourdissant l'ensemble formé par le
bras de poulie 119 et les poulies 118 exerce une tension sur
les câbles 115 et maintient ceux-ci tendus lorsque le pied de
flèche 31 est dans une position proche de la verticale.
Un contrepoids sûpplémentaire fixe 125 peut être placé
sur ou sous la plate-forme. La course du contrepoids 113 en
direction du pylône 29 est limitée par un, câble de butée 126,
tendu sur la figure 17, non tendu sur les figures 15 et 16.
L'ajustement des contrepoids 113, 120 et 125, ainsi que
l'ajustement des bras 114 et 119 permet d'équilibrer la grue
de façon optimale, dans les différents modes de travail,
relevable, inclinable et articulé.
