Brevet FR2012933A1 — publié le 19700327

L'invention est relative à un dispositif élévateur pour bateaux, destiné en particulier à faire monter et descendre des bateaux entre deux voies navigables, et dans lequel un bassin mobile ou un coin d'eau se déplace sur un plan incliné, en particulier à la réalisation d'un contrepoids de dispositif élévateur pour bateaux et à sa piste de circulation. On sait réaliser le contrepoids d'un bassin mobile ou d'un coin d'eau d'un dispositif élévateur pour bateaux sous forme de gros coffrages montés sur un grand nombre d'essieux, qui roulent sur une piste plane inclinée. Un tel mode de réalisation du contrepoids, qui exige un grand nombre de paliers, dans le cas où sa piste de circulation présente des inégalités sous l'action des forces exercées, est susceptible de tomber en panne et entrasse aussi un frottement de roulement considérable qu'il faut surmonter au cours du fonctionnement, ce qui exige des frais d'exploitation supplémentaires considérables.Mais au cours du fonctionnement du dispositif élévateur, il faut non seulement surmonter le frottement du bassin mobile ou du coin d'eau y compris celui de sa paroi frontale et du contrepoids, mais encore accélérer ce système, puis le freiner, ce qui pendant certaines périodes du fonctionnement nécessite encore de l'énergie et une énergie considérable. L'énergie d'accélération peut lors du freinage à la fin du parcours être en grande partie récupérée. On sait prélever cette énergie sur le réseau de distribution électrique par exemple au moyen d'un moteur électrique et la réinjecter dans le réseau pendant le processus de ralentissement au moyen d'un générateur. On sait encore prélever l'énergie d'accélération sur un volant tournant rapidement et la lui restituer pendant le ralentissement.Ces dispositions entratnent cependant des frais d'installation considérables et par ailleurs la vitesse de rotation du volant doit être maintenue en permanence à une valeur déterminée. Le cas se présente également que le bief supérieur ne dispose d'aucune alimentation naturelle en eau ou seulement d'une très faible alimentation naturelle. L'invention a donc pour but de réaliser un dispositif élévateur de bateaux sur un plan incliné dont les frais d'exploitation et les chances de pannes du dispositif élévateur soient aussi faibles que possible et qui n'exige pas de prélever continuellement de l'eau dans le bief supérieur. Ce problème est résolu, conformément à l'invention, en réali sant le contrepoids du bassin mobile ou du coin d'eau et de sa paroi frontale sous forme de train ae rouleaux. Ce train de rouleaux se compose, conformément à l'invention, de préférence de plusieurs rouleaux circulant à la suite l'un de l'autre et/ou à c8té l'un de l'autre, montés sur des cadres articulés l'un à l'autre. Du fait que le contrepoids n'est pratiquement constitue que par le poids propre des rouleaux et non par un ensemble de construction lourde, on n'a plus besoin de nombreux paliers lourdement chargés conrne dans les modes de réalisation connus et il ne subsiste que les paliers des organes d'articulation situés entre les rouleaux, qui ne sont sollicités que par des forces de traction relativement faibles et qui ne provoquent ainsi qu'un très faible frottement de paliers.Le frottement de roulement intervenant dans le mouvement de l'ensemble du système mobile (bassin mobile ou coin d'eau y compris sa paroi frontale et contrepoids) est ainsi réduit au maximum. Dans un autre mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, la piste de circulation du contrepoids, entre le bief supérieur et le bien inférieur, est courbée vers le bas. Du cbté du bief supérieur, la piste de circulation du contrepoids est ainsi plus abrupte et réciproquement du ctté du bief inférieur elle est moins abrupte que celle du bassin mobile ou de la paroi frontale du coin d'eau.Si l'inclinaison de la piste de circulation du contrepoids est supérieure à celle de la piste de circulation du bassin mobile ou de la paroi frontale du coin d'eau, le système mobile constitué par l'ensemble du contrepoids et du bassin mobile (ou du coin d'eau avec sa paroi frontale) est accéléré à la montée du bassin mobile (ou du coin d'eau avec sa paroi frontale) et au contraire, dans le cas d'une inclinaison plus forte, est ralenti. De ce fait, l'énergie d'accélération se trouve récupérée. Si le contrepoids etait réalisé sous forme usuell?,c'est-à-di- re sous forme de train de chariots lourdement chargés, il se formerait, le long du parcours dsune piste de eirculation de section courbée, des contraintes s'exerçant dans les accouplements des chariots et dans les chariots eux-mêmese Le train de rouleaux en guise de contrepoids ne présente pas ces inconvénients du fait qu'il peut circuler le long de pistes dont la section présente n'importe quelle courbure, sans aucune contrainte Conformément à ltinventiosl .piste de circulation du contre- poids est aa-ntageusemei-'ft la piste correspondant au temps de par cours minimal, pour lnqu#L les forces d'amarrage admissibles du bateau immobilisé ne doivent pas dépasser une certaine limite. Dans ces conditions, le dispositif élévateur de bateaux est utilisé de manière optimale. L'influence des variations de poids du otble entre le bassin mobile ou la paroi frontale du coin d'eau et le contrepoids peut être compensée de manière simple et avantageuse en augmentant d'une certaine valeur la courbure de la piste de circulation du contrepoids. En outre, il peut être très avantageux, conformément à 1' inven-. tion, dans certaines conditions topographiques du profil, de courber vers le bas la piste de circulation du bassin mobile ou de la paroi frontale du coin d'eau; dans ces conditions, on peut faire des économmes considérables en déplacements de terre et en masse de béton. Pour obtenir ainsi le même effet d'accélération qu'avec une piste de circulation de contrepoids courbée et une piste de circulation de bassin mobile ou de paroi frontale de coin d'eau plane, il faut, dans le cas où la piste de circulation du bassin mobile ou de la paroi frontale du coin d'eau est courbée, augmenter la courbure de la piste de circulation du contrepoids, préalablement courbée, de la valeur dont a été abaissée en chaque endroit par rapport à la piste de circulation plane la piste de circulation du bassin mobile ou de la paroi frontale du coin d'eau. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, il est par ticulièrement avantageux de constituer le train de rouleaux d 'un petit nombre de rouleau, mais de rouleaux de gros diamètres. De cette manière, on peut réduire les frais de construction du contrepoids et aussi la force totale de frottement, donc les- frais d'exploitation. Le train de rouleaux conforme à l'invention se compose d'une manière avantageuse de rouleaux tournant fous dans des cadres sur lesquels ils sont montés, ces cadres étant articulés l'un à l'autre. Dans ces conditions, on peut se contenter d'un nombre relativement faible d'articulations, sans que l'adaptation du train de rouleaux à a piste de circulation en soit affectée. Le premier et le dernier rouleauKde chacun des cadres sont, conformément à l'invention, tenus dans des paliers-supports, tandis que les autres rouleaux sont maintenus dans des paliers qui leur permettent de se déplacer verticalement. De cette manière, on ob tient une excellente adaptation du train de rouleaux, et en parti culier de ceux contenus dans un cadre, au profil de sa piste de circul > ionQ los rouleaux circulent, conformément à l'invention, sur des rails posés dans une cuve de béton armé ou d'un matériau de construction analogue; les cadres des rouleaux y sont guidés latéralement de sorte que de cette manière on obtient un guidage particulièrement sûr qui, du fait qu'il s'exerce latéralement sur le train de rouleaux, évite toute surcharge excessive des bourrelets de roulement qui peuvent même titre complètement supprimés. Les rouleaux sont avantageusement montés d'un c8té sur un palier radial à butées axiales et de l'autre c8té sur un palier uniquement radial. De cette façon, d'éventuelles dilatations des axes des rouleaux se trouvent compensées. On peut encore obtenir une diminution des frais d'exploitation de la manière suivante. Dans le cas où les forces de frottement sont; surmontées par des moteurs éleetriques, ceut-ci utilisent le plus souvent le courant électrique au tarif de jour relativement élevé. Nais on peut obtenir le même travail avec le courant électrique au tarif de nuit essentiellement meilleur marché de la manière suivante. Â la descente par exemple du bassin mobile, on ne lui donne pas le niveau normal mais on lui ajoute juste la quantité d'eau suffisante pour vaincre la somme des forces de frottements. Inversement, à la montée, le bassin mobile emmène une quantité d 'eau inférieure à celle correspondant au niveau normal. la somme des quantités d'eau ainsi descendues au cours d'une journée du bief supérieur au bief inférieur peut être ramenée par pompage pendant la nuit, en utilisant du courant électrique meilleur marché, dans le bief supérieur. Nême Si les résistances de frottement ne sont pas surmontées, comme on l'a indiqué plus haut, par des différences i8 charge d'eau, et si l'entrainement du bassin mobile est assuré par des moteurs électriques, la réalisation d'une piste de circulation de contrepoids à profil courbé est judicieuse, ar on élimine ainsi des pointes de puissance, ce qui permet d'abaisser les frais d'installation et en principe aussi les frais d'exploitation d'une manière appréciable e D'autres caractéristiques, avantages et possibilités d'applica tion de l'invention ressortent de la description ci-dessous effectuée en se référant aux dessins annexés d'exemples, non limitatifs, de'réaisation de l'invention; dans ces dessins - la fig. 1 représente schématiquement un élévateur pour bateaux, conforme à l'invention, sur un plan incliné et comprenant un bassin mobile et un contrepoids; - la fig. 2 représente schématiquement un élévateur, conforme à l'invention, comportant un coin d'eau à paroi frontale et un contrepoids; - la fig. 3 représente une piste de circulation, conforme à l'invention, pour bassin mobile ou paroi antérieure de coin d'eau et contrepoids; - la fig. 4 représente une piste de circulation correspondant à un autre mode de réalisation de l'invention, pour bassin mobile ou paroi antérieure de coin d'eau et contrepoids; - la fig. 5 représente, en vue latérale, plusieurs sections du train de rouleaux conforme à l'invention; - la fig. 6 représente, vu- en plan, le train de rouleaux de la fig. 5; - la fig. 7 est une coupe suivant la ligne A-A de la fig. 6;; - la fig. 8 est une coupe suivant la ligne BD de la fig. 6; - la fig. 9 est une coupe suivant la ligne C-O de la fig 6;et - la fig. tO représente schématiquement le dispositif d ' entra nement du train de rouleaux conforme à ltinvention. Dans l'exemple de réalisation représenté par la fig. 1, la par; tie supérieure d'un bassin mobile 1 se compose dlune cuve à eau dans laquelle flotte le bateau à transporter 2, retenu par des amas; res ancrées sur les parois de la cuve. le bassin mobile 5 est relié au contrepoids 5 à l'aide de cables 3 passant sur une poulie de ren voi 4. Le contrepoids 5 est réalisé, conformément à lrinvention, sous forme de train de rouleaux. L'élévateur pour bateaux assure la liaison entre le bief inférieur 6 et le bief supérieur 7. Les résistances provenant du frottement peuvent être compensées à la descente du bassin mobile 1 par une certaine quantité d'eau ajoutée en supplément dans la cuve. La quantité d'eau descendue de cette manière, au cours d'une journée, peut être ramenée par pompage dans le bief supérieur 7 à l'aide de courant électrique à tarif de nuit. Cette disposition n'exige en principe aucun frais d'installation supplémentaire du fait qu'une station de pompage est de toute manière indispensable pour le bief supérieur. Dans l'élévateur représenté sur la fig. 2, le coin d'eau 8 est délimité par la paroi frontale mobile 9, les deux parois latérales fixes 10 et le fond incliné 11. Sur le coin d'eau 8 flotte le bateau à transporter 2. A la paroi frontale 9 du coin d'eau est relié le contrepoids 5 au moyen de cibles 12 qui passent sur des poulies de renvoi 13, 14. Pour maintenir à la valeur minimale possible la résultante des résistances de frottement, le contrepoids 5 a été réalisé, conformément à l'invention, sous forme de train de roule aux. Le bateau 2 est transporté du bief inférieur 6 au bief su périeur 7 en faisant glisser vers le haut la paroi frontale 9 du coin d'eau 8 entre les parois latérales 10 et sur le fond 11.Pour cela, la paroi frontale 9 circule sur un chariot 15 en conservant sa position verticale. la paroi frontale 9 est munie latéralement et à sa partie inférieure de dispositifs d'étanchéité qui glissent sur les parois latérales 10 et sur le fond 11. A l'embarquement du bateau 2 dans le coin d'eau 8 et à son débarquement, la paroi frontale 9 ou la paroi délimitant le bief supérieur 7 est soulev*,Dans le cas d'un élévateur à coin d'eau 8, on peut se passer de paroi pour délimiter le bief inférieur 6. Sur la fig, 3, on a représenté schématiquement les pistes de circulation conformes à l'invention, disposées suivant un plan in cliné, 16 du bassin mobile 1 ou de la paroi frontale 9 du coin d'eau 8 et 17 du contrepoids 5. Au commencement d'une montée du bassin mobile 1 ou de la paroi frontale 9 du coin d'eau 8, le contrepoids se trouve sur une partie de a piste de circulation 17 qui est plu abrupte que la piste. de circulation 16 du bassin mobile 1 ou de la paroi frontale 9 du coin d'eau 80 Le système mobile 1, 9, 5 se trouve ainsi accéléré.A la fin de la montée, au contraire, le contrepoids 5 se déplace sur une partie de sa piste de circulation 17 qui est plus plate que la piste de circulation 16 du bassin mobile 1 ou de la paroi frontale 9 du coin d'eau 8g dans ces conditions, le sys- tème en déplacement 1, 9, 5 est ralenti. Au cours d'une descente du bassin mobile 1 ou de la paroi frontale 9 du coin d'eau 8, les forces jouent dans le même sens. Ces dispositifs et ces dispositions permettent une exploitation de l'installation qui économise beaucoup d'énergie. La forme de la piste de circulation 17 du contrepoids 5 est, dans un mode de réalisation particulier de l'invention, déterminée par le fait que, d'une part, les forces de traction des amarres, qui relient le bateau 2 à la paroi, qui l'entoure, de la cuve, ne doivent pas dépasser une valeur déterminée et que, d'autre part, la durée de parcours du bassin mobile ou du coin d'eau doit avoir une certaine valeur minimale. Tl'accélération et la décélération sont réduites lorsqlle la ligne de raccordement entre la partie initiale et la partie terminale de la piste de circulation 17 du contrepoids 5 est parallèle à la piste de circulation 16 du bassin mobile ou du coin d'eau.Pour circuler le long d'une piste dotée d'une certaine courbure, un contrepoids 5 composé de plusieurs rouleaux convient particulièrement bien, car les organes de liaison entre les divers rouleaux ou entre les cadres dans lesquels les rouleaux sont maintenus ne sont soumis à aucune contrainte. Evidemment, la piste de circulation 17 du contrepoids 5 peut se composer de plusieurs segments de droite diversement inclinés ou de segments de droites et de segments de courbes se raccordant. Dans certaines conditions topographiques, il peut être avanta geux de donner une courbure, comme l'indique la fig. 4, aussi bien -à la piste de circulation de la paroi frontale du coin d'eau qu'à celle du contrepoids afin d'éviter ainsi des déplacements de terre et la mise en oeuvre de masses importantes de béton. La piste de circulation 18 du contrepoids 5 doit alors, confer; mément à l'invention, être surélevée, par rapport à la piste de circulation 17, en chaque endroit de la valeur dont la piste de circulation 19 du bassin mobile 1 ou de la paroi frontale 9 du coin d'eau 8 est située en dessous de la piste de circulation 16, si on veut obtenir le même effet. Sur la fig. 5, on a représenté en vue latérale des sections dn train de rouleaux conforme à l'invention. Dans des cadres 20, qui par exemple sont articulés l'un à l'autre en 21, sont maintenus les rouleaux 21. En général, dans chaque cadre 20 seuls les paliers du premier et du dernier rouleauxsont conçus sous forme de palierssupports 23, tandis que les autres rouleaux sont montés, comme en 24, de manière à permettre un déplacement vertical des rouleaux; ce n'est que dans le dernier cadre du train de rouleaux qu'au lieu du dernier c'est l'avant-dernier palier qui est conçu sous forme de palier-support afin que le dernier rouleau puisse se déplacer librement verticalement. En avant du premier cadre est disposé un couple de rouleaux 25 également mobiles verticalement. La fig. 6 représente également des sections, mais vues en plan, du train de rouleaux de la fig. 5. Dans le mode de réalisation, conforme à l'invention, de la fig. 6, les cadres sont disposés par deux placés cate à este. Dans cette figure, on partiellement omis de représenter les rouleaux afin de permettre de mieux distinguer la construction des cadres. Les rouleaux sont de diamètres différents pour laisser de la place à la construction des cadres. Dans cette figure, en plus des éléments de construction déjà décrits à propos de la fig. 5, on distingue nettement des galets 26 de guidage latéral des cadres, qqicirculent sur des rails latéraux 27.Le contrepoids est entratne par l'intermédiaire de câbles 28 qui sont fixés à l'extrémité antérieure du train de rouleaux au moyen de dispositifs d'attelage réglables 29. Sur les coupes représentées par les fig 7 à 9, on peut distinguer d'autres particularités de construction du contrepoids et des dispositifs de guidage des câbles. La cuve 30 de béton ou d'un matériau de construction analogue a une section en forme de U. Les rouleaux 22 circulent sur des rails 32 sur lesquels ils sont guidés par des flasques latéraux 31. Chacun des rouleaux t22 est axialement libre d'un cOté mais'est maintenu de l'autre coté dans un palier à butées axiales. Les câbles d'entratnement 28 sont guides par des poulies 33. Sur la fig. 10 est représentee la constrtictiôn du mécanisme d'entratnement de l'ensemble du bassin mobile 1 ou de la paroi frontale 9 du coin d'eau 8 et du contrepoids 5 constitué par le train de rouleaux. Les cibles 28 sont entranés par des roues 34 et guidés par des poulies 35. Leé poulies de guidage peuvent être de dispositions ou de diamètres variables afin de pouvoir faire varier l'écartement des brins ascendants et descendants des cables 28 sans avoir à changer les roues d'entrainement 34. Dans un mode de réalisation particulier du train de rouleaux, on a prévu au total quatre cadres 20, comportant chacun soixantehuit rouleaux 22 pour un poids total du train de rouleaux d environ 5000 tonnes. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui -précède, l'invention ne se limite nullement L ceux des modes d'application, -non plus qu'à-ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant. été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contrairej toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Dispositif élévateur pour bateaux, comportant un bassin mobile, un coin d'eau ou un dispositif analogue, se déplaçant sur un plan incliné, caractérisé en ce qu'un contrepoids (5) du bassin mobile (i) ou du coin d'eau (8) et de sa paroi frontale (9) est réalisé sous forme de train de rouleaux. 2 - Dispositif élévateur pour bateaux selon la revendication 1, caractérisé en ce que la piste de circulation (17) du contrepoids (5) entre le bief supérieur (7) et le bief inférieur (8) est courbée vers le bas. 3 - Dispositif élévateur pour bateaux selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que la piste de circulation (17 > du contrepoids (5) est une piste de durée de parcours minimale, au cours duquel parcours les forces maximales admissibles d'amarrage du bateau (2) immobilisé ne doivent pas être dépassées. 4 - Dispositif élévateur pour bateaux selon la revendication 3, caractérisé en ce que 1a courbure de la piste de circulation (17) du contrepoids (5) est augmenteéd'1lne faible valeur. 5 - Dispositif élévateur pour bateaux selon S revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la piste de circulation (19) du bassin mobile (1) ou de la paroi frontale (9) du coin d'eau (8) est courbée vers le bas. 6 - Dispositif élévateur pour bateaux selon les revendications I à 5, caractérisé en ce que la piste de circulation courbe (18) du contrepoids (5) par rapport à la piste de circulation plus fortement courbée (17) est surélevée de la valeur dont la piste de eirculation courbe (19) du bassin mobile (1) ou de la paroi frontale (9) du coin d'eau (8) est située en dessous d'une piste de circulation plane (t6) du bassin mobile (1) ou de la paroi frontale (9) du coin bateau (8). 7 - Dispositif élévateur pour bateaux selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ee que le train de rouleaux est composé d'un petit nombre de rouleaux de gros diamètres. 8 - Dispositif élévateur pour bateaux selon les revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le train de rouleaux se compose de rouleaux (22) tournant fous dans des cadres (20) sur lesquels ils sont montés, ces cadres étant articulés l'un à l'autre. 9 - Dispositif élévateur pour bateaux selon les revendications f à 8, caractérisé en ce que le premier et le dernier rouleaux de chaque cadre (20) sont montés dans des paliers-supports (23) et que les autres rouleaux (24) sont montés de manière à pouvoir se déplacer librement verticalement. 10 - Dispositif élévateur pour bateaux selon les revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les rouleaux (20) circulent sur des rails (32) posés dans une cuve (30t en béton armé ou en un matériau de construction analogue et que escadres sont guidés latéralement dans ladite cuve. 1 1 - Dispositif élévateur pour bateaux selon les revendications 1 à 10, caractérisé enoe que les rouleaux (20) sont montés d'un ct- té dans des paliers radiaux à butées axiales et de l'autre côté dans des paliers radiaux sans butées axiales.