Brevet FR2077779A1 — publié le 19711105

L'invention se rapporte au domaine des grues à tour» On connaît de3 grues à tour comportant un tronçon de tour inférieur fixé sur une plateforme ou base, un tronçon de tour supérieur susceptible de pivotement sur le tronçon inférieur, une tête de tcur fixée sur ce tronçon supérieur, une floche munie d'un chariot de charge pouvant se déplacer sur tout le long de celle-ci et articulée à la base de la tête de tour et une flèche aunie d'un contrepoids pouvant se déplacer le long de celle-ci et articulée à la base de la tête de tour, la flèche à chariot de charge et la flèche à contrepoids étant articulées sur des côtés opposés de la tête de tour et étant chacune maintenue horizontale par un tirant de longueur constante fixé, d'une part, à la flèche et, d'autre part, au sonnet de la tête de tour. Dans ce type de grues, le tirant de la flèche à contrepoids siipporte, en service, pour une position donnée du contrepoids, un effort permanent dû au motels propre de la. flèche à contrepoids et au poids du contrepoids» Par ailleurs, le tirant de la flèche à chariot de charge est soumis à un effort variable ent7*e deux valeurs positives : - une valeur «linirnura due au noids nrepre de la flèche à chariot de charge; - une valeur maximal résultant du poid3 propre de la flèche à chariot de charge et du moment maximum dû à la charge à soulever. Dans le but d'avoir des efforts minima, en valeur absolue, appliquée à la tête de tour, le ;oids du contrepoids est en général calculé pour que la somme des moments dûs au poids propre de la flèche à contrepoids et au poids du contrepoids, par rapport à l'axe vertical de la tête de tour, puisse équilibrer les moments, par l'apport au même axe, dûs au poids propre de la flèche à chariot de charge et à la moitié de la charge à soulever produisant le moment maximum prévu. La tête de tour est, par conséquent, soumise à un moment II variable entre deux valeurn de signes contraires. Autrement dit, on a dans ce cas les inégalités : mmoment maximum dû à la charge moment maximum dû h la charro La tête de tour travaille donc en flexion alternée* Dans ce r/enre de grues, la nécessité d'avoir une tête de tour pour .maintenir les deux flèches horizontales pa" l'intermédiaire BAD OfHGINAL { 70 05190 2 2077779 des tirants qui y sont fixés influe défavorablement sur la stabilité des grues, surtout celles de grande hauteur, en raison de la prise au vent qu'offre cette tête de tour. les flèches dans les grues sus-menoionnees ayant une 5 position fixe par rapport à la tête de tour, il n'est théoriquement pas nécessaire de réaliser un assemblage articulé "entre la tête de tour ex les flèches» Aussi, certains constructeurs ont réalisé un montage rigide des flèches sur la portion tournante de la tour, en supprimant ainsi la tête de tour et les deux tiranta. 10 Dans ce type de grues, les flèches sont, pour ainsi dire, encastrées dans la portion tournante de la tour de grue. Avec cette solution, les tirants étant absents, tous les moments fléchissants sollicitant les flèches sont transmis à la tour de grue par les pieds de flèches encastrés. Le pied de 15 la flèche à contrepoids doit pouvoir transmettre le momenc de flexion dû au poids propre de la flèche à contrepoids et celui dû au contrepoids. Le pied de la flèche à chariot de charge doit pouvoir transmettre le moment de flexion dû au poids propre de la flèche à chariot et celui dû à la charge à soulever. 20 Ceci entraîne un surdimensionnement des flèches, no tamment au voisinage de leurs pieds et, donc, un alourdissement et un coût élevé de la grue 0 L'invention a pour objet des nouvelles grues ne comportant pas de tête de tour et dont les flèches peuvent conser-25 ver cependant un dimensionnement raisonnable. Selon l'invention, ces grues qui comportent un tronçon de tour inférieur, un tronçon de tour supérieur susceptible de pivotement sur le tronçon inférie'ar, une flèche à chariot de charge et une flèche à contrepoids, sont caractérisées en ce que 30 la flèche à chariot de charge est fixée rigidement au tronçon de tour supérieur pivotant et la flèche à contrepoids est articulée sur le tronçon de tour pivotant du côté opposé à la flèche à chariot, la flèche à chariot et la flèche à contrepoids étant reliées chacune par au moins un tirant à un poinçon articulé à 35 sa partie inférieure sur le tronçon de tour pivotant ou sur l'extrémité de la flèche à chariot située dans le prolongement dudit tronçon de tour pivotant, les points d'attache des tirants sur le poinçon se trouvant à un niveau supérieur au niveau des flèches. 40 Les grues de l'invention sont exemptes de tête de 70 05190 3 2077779 tour, ce nui permet un "Tain de poids et de surface de prise au vent appréciable» Egalement, les grues de l'invention, du f^it de la présence de tirants, n'exigent aucun Ri^d: raensi onne™ent des flèches. Enfin, les gru?s de 1'invention, tout en comportant 5 une flèche encastrée et des tirants, restent isostatiqv.es, ce qui facilite leur calcul pat* le bureau d'étude. Les grues de l'invention peuvent comporter un tirant reliant la partie supérieure du poinçon à un point de la flèche à chariot de charge, ou plusieurs tirants reliant ladite partie 10 supérieure à plusieurs points différents de la ^lèche. La description oui va sr?ivre en re La figure 1 est une vue schématique en élévation de la partie supérieure d'une grue selon l'invention comportant un seul tirant reliant le poinçon à la flèche à chariot. La figure ? est une vue schématique en élévation de la 20 partie supérieure n'itne grue selon l'invention comportant deux tirants reliant le poinçon à la flèche à chariot. La figure 3 est une vue schématique partielle correspondant à la partie encadrée de la figure ? et illustrant une variante de réalisation. 25 La fi.TPre 4 est une vue schématique partielle en éléva tion d'une 'grue selon l'invention comportant plus de deux tirants reliant le poinçon à !" floche à cv- riot. T rs p n 4- ipr-, V116 SC)l ^2r,cI"^*\r^îO 10 f?**! — v.°tion d'une autre grue selon l'invention comportant plus de 30 deux tirants reliant le poinçon à la flèche à chariot. T.a figure f/'e t une vue sohématimie en élévation de la partie iiupéri eure d'uns var.1ante de réalisation de la '".rue selon l'inverti on. T,p f*- '-*1]--»^. y p r* f- p "V"10 n / i'3 " v~~. I--1 35 - 0 ^ ^ A ®iT-ic ^ n,'1 .-rue selon l'invention* ^11 r* l_r 1 P'^f p p k ' p Pvl"f; P T'V"1 c»e. *] 1-î r\ —. "*j- p v* + "î p p + o o r.r\ ' }'.'j 0X0""""^] ^ j *iV.n ^ ri ' SO f1 ) , IV'? "t. .T* Oïlr* 071 /' 40 de tur -/ri oui* rivo"tnnt r.vlo t.^onçor 1 t BAP ORIGINAL ! 70 05190 4 2077779 ■porter, par exennle t une cabine dp condv.i te ; ut.? flècho t. h. chariot de c1n°r"*0 ^ fixée ri Tj de^ent *~u tT>^,rir,otq 2; ur^ "^lè^ ° •' h contre r.cid r 7 articles en 8 sur le tronçon 2 j x*r. r'Oin^on 9 r.rticr.lr h sa "b«ae en 10 sur l'extrcTnit-f de la flèche 4 titrée 5 dans le rrolongenert dv tronçon 2; un tirant 11 reliant le sommet 12 ou poinçon à un point 13 de la flèche à chariot; et un tirant 14 reliant le sommet 12 du ^cinçon à 1 »extrémité libre 15 de la flèche 6 à contreroids. Le chariot ce charge 5 et le contre pojdo 7 peuvent coulisser à la demande le long de lex^r flèche 10 respective, ■En variante, les points d'art?.cti3ation S et 10 pourraient être confondu s o Le même, les tirants 11 et 14 "pourraient être fixés sur le poinçon en des points différents. Pour line valeur et une position données du contrepoids7» 15 l'effort P dans le tirant 11 est constant. La valeur -du contre-ncids 7 est déterminée, de préférence, comme dans le cas des grues à tête de tour susmentionnées, de façon que le tronçon 2 de la tour soit soumis à la flexion optimale, c'est-à-dire qu'il soit soumis à un moment M variable entre : moment mpximum dû à la charge e^_ + moment ns-ximum dû à la charge En service, l'effort P de soulagement exercé par le tirant 11 étant constant quelle que soit la charge G portée par le chariot 5, la flèche 4 est assimilable à une poutre encastrée soumise à un effort P, constant et connu, dirigé du point 13 au point 12, 25 et à une force G (poids de la charge) dirigée vers le bas, dont la valeur et le point d'application sur la flèche 4 sont variables. On voit que, dans les grues de l'invention, non seulement le contrepoids sert à équilibrer* les moments sollicitant la 30 tcur de grue, mais encore il sert également à soulager les contraintes dans la. flèche à chariot; tandis que dans les grues classiques, le contrepoids n'a aucune, influence sur la flèche à chariot et n'a pour rôle que d'équilibrer les moments dans l'axe vertical de la tour de grue dûs à la charge et la flèche, à cha-35 riot„ Ainsi, dans la -'rue de l'invention, le pied de la flèche à chariot encastrée pexit être sollicité seulement : - à vide, par un moment de flexion —M dirigé vers le haut; - en pleine change, par ^n moment de flexion +M dirigé vers M ORIGINAL è 70 05190 2077779 le bas, _T-T étant égal à moment maximum dû à In charge. Ce ~ 2 ~ dernier moment +K est bien moindre nue le moment auquel est soumise 3a flèche à chariot des grues cempreint des flèches encastrées sens tirant, moment nui est égal, rapnelor.s-le, au moment maximum dû à la charge ( +2K) + moment- dû au noids de la flèche à chariot. L'invention permet donc un diraensionnerient- ne la flèche à chariot beaucoup moins important, tout er conservant l'avantage de la suppression de la tête de tour. Sur la figure 2 est illustré un autre mode de réalisation de la grue de l'invention qui comporte deux tirants reliant le poinçon à la flèche à chariot. Ces deux tirants 20 et 21 sont constitués par un câble fixé à ses extrémités en deux points 22 et 23 de la flèche à chariot et passant stir une poulie 24 montée de façon articulée sur le poinçon 9, ce qui assure eutomatiouement la. répartition de l'effort F entre les deux tirants. En variante, comme représenté sur la figure 3» le câble et la poulie pourraient être remplacés par un levier 30 fixé de façon articulée, en un de ses points 31» au poinçon 9 et ayant les extrémités 32 et 33 de ses bras attachées à des tirants 34 et 35» chacun de ces tirants étant fixé à lev.r autre extrémité en des points différents de la. flèche à chariot. Sur la firrure 4 est illustré encore un autre mode de réalisation de la .«-rue selon l'invention, otîi comporte quatre tirants reliant 1° poinçon ? la flèche à chariot. Ces quatre tirants 40, 41a, 41b et 42, sont constitués par un câble fixé à ses extrémités en deux points 43 et 44 de la flèche à chariot et passant successivement, en partant du point d'attp.che 43» sur une potilie 45 montée de façon articulée sur le noinçon 9» sur une rouije 46 portée par la flèche à ch^riot et disposée en un noint intermédiaire entre les points -13 et 44» et Sur la f i p?u r e 5» or a rerré s en té- une ^"ir? grue selon l'invention, oui comporte troi? tirants reliant le noinçon à la flèche à chariot. Ces trois tirants 50» 51 et 52 sont fixés par l'une BAD ORIGINAL 70 05190 6 2077779 de leurs extrémités respectives en des points 53, 54 et. 55 de 1?. flèche à chariot» les tirants 50 et 51 sent, fixés chncun par leur antre extrémité aux extrémités 56 et 57 des bras d'un levier 5? relié de façon articulée en l'un de ses points k l'extrémité 59 5 d'un des bras 10 Su fait de l'existence de plusieurs tirants reliant la flèche à chariot au poinçon dans les modes de réalisation des figures 2 à 5, il est -possible d'utiliser ime flèche à chariot de structure plus légère que celle du mode de réalisation de la figure 1 o 15 Dans les grues illustrées par les figures 1 à 5, il est possible, lors du télescopage ot- montage de la grue, d'obtenir un moment résultant sensiblement nul par rapport à l'axe vertical de la grue0 En effet, on peut équilibrer le moment de renversement en réglant de façon adéquate la position du contrepoids 20 le long de la flèche à contrepoids» Sxir les fibres 6 et 7, on a représenté des modes de réalisation de la grue de l'irventien comportant une flèche à contrepoids simplifiée en ce que le contrepoids est fixe par rapport à sa flècb.e0 Dans ces modes de réalisation, l'équilibrage 25 lors du télescopage ou. du montage de la grue est réalisé par un relèvement de la flèche à contrepoids. Plus précisément, sur la figure 6, est illustrée une grue comprenant une flèche à contrepoids constituée par- une simple pciître 70 portant à son extrémité opposée à son artioulation 30 8 vtn contrepoids fixe 71» La flèche à contrepoids est reliée au. poiroen 9 par un tirent 14, tandis que la flèche à chariot 4 est reliée au poinçon par un tirant 12 de longueur variable0 Ce tirant 7? e?t constitué d'un câble fixé à l'une de ses extrémités au poinçon, qui passe sur une poulie 73 portée pan la flèche à 35 chariot et vient s'enrouler sur un treuil 74• La variation de la. longueur du tirant 72 s'opère très simplement par actionneraient du treuil. On a représenté, en traits discontinus, une position intermédiaire relevée de la flèche à contrepoids» Go orne on le comprend facilement, le moment résultant ?I, par rapport à l'axe 40 vertical de rotation de la grue, dû au poids de la flèche à con- ! BAD ORiGSNAL 1 70 05190 7 2077779 trepoids et dû à celui du contrepoids cli «inue à :.:esure ^ne 1?. flè"he h contrepoids s * e loi me fle sa position horizontal e Sir'1* ~Li ?i •'rnr*0 *7 j ov~ ° v*r*T'■***!'30?!"t*^ ov-!;*•-».^ -ci 4g "r*r'o.l *î — ? ^71 "">p ^ p+ 1 p r» p *1 0Y1' ~ "! •■> x>~1 •* T*f*if*? 0 'IP w ■ -» ~| "î r? n "f; y; T «ti ^ '^0 "fc ^ ^ •,»p1 -î /-.v-t- *| p -"n ~ f* O"? *"> 77 **" flson0'^ sont dp lenteur fiyp. 7.e rel eva—p dp la ^leche çnt on*-* — t»p en e xet*'**pnt sur "'es ^oi -1* s ^ ^ p*^ * .* ~ * v*.-c* ■*- p*- r»~f~ ** p.y\ au ""oyen d '-.in -'i spositif pouvant êtr*° act'i onné •oav* 1 e oha^iot de 10 charge 5 de 1". :"1 "oho à ch°""iot, co: '.p """P~r 'sent", p' end art «, 0e di ^rositi f cc^iTirend un p5— ble 34 ittac.hp s. l'une dn hps errtr'mit^n au chariot 5j nui nasse successivement r.ur une Tjre^i b^c poulie r>ortoe n.'" le troTic^r. de tour 2, sur une deuxième ~oulie p£ "^li 'p de faoon arti eul-'e 15 ?.u rirent P? du tirant SI reliant la "oinpon h ~! a ^"l^che à contre— poids, sur une troi n* èna poulie 87 "iontee en •iar-7.1 r?l s avec la poulie 85, et sur uns ^u^ •};•»»-.?• me pou! 1.p re"! i ^e dp f a"on a, "ticu— l:*e au noint 83 du tirant 80 reliant 1p noinson à la floche à c.hariot, avant d'être fixé à un point fixe 89» 70 Confie on le comprend p„i sèment, i 1 nuffit dp fp.ire cou lis ne f le chariot 5 er. direction de la pointe de la ""Lèche à chariot rour exercer un effort de tr^cti on nri;*' les points 89 et 83 de3 tirants nui tend à re! eve*"» I'1 -fi hh contpoid? et p faire pivoter le poinçon 9 autour ;ie son T"t:.nnlpti on 10 dans le °5 sens inverse de celui des aiguilles d'une montre. On a renr^nenté en t^sits di s continus une position int^Tjédi ?.i ^*é relevée de la "f* I 0 OVl 0 ^ O""1 """"p | ^ Tl v.a d^ soi "-n" les ''odps dp ^"''alis^'^ion n-'cr-* **s t^e sont pup 1ps exenple s et pu' il serait possible do un mod ifier, 30 notamri-^r t nijh^ti tu t î oîi d'on- ivaipntp ^pohni^uosj sans sortir POU,r ce"1" du n'fi'e ne 1 ' in"rpnti on „ BAD original 70 05190 8 2077779 t? rrTT " r' Tpi'C! *] - — Çr-U e è. tO""'1 O rietir, un tronçon de tou"" su ne rieur siisce-it-inl? d-? rvivnte'-ier.t su1* le tronçon inférieur, une flcche à chnriot de charge et une 5 flèche h contreooids, caractéri-sen ce nue 1" f'iàcho à chariot est fn. rigide! ;ent au tronçon de tour su^é ""I pif" "vivotT-t et 1 n •-• contre ooi.d ^ ^nJ' articulée put le tronçon de. tour pivo— trxnt du côte oppo3à In flèche à chr^iot, la flèche à chariot et la floche à contrepoids ^tant relises, eh"OTir.pt par au r,ioins 10 un t-ir"r,t à ur poinçon articulé à 3a na^ti0 inférie"-"*;"1 ^dt le tronçon de ton r Pivotant ou -sur 1® extrémité de la flèche à chariot situ/e Ijis 1? prolongement dudit tronçon Ae tour -pivotant, les points d'attache des tirants sur la -ooinçon se trouvant h un niveau supérieur au niveau des flèches. 15 '"'o- 5me selon la revendication 1, caractérisée en ce "lie la. flèche à chariot et la flèche à contrepoids sont reliées, chacune, au poinçon par un seul tirant. 3o- Grue selon la revendication 1, caractérisée en ce nue la flèche à chariot est reliée au poinçon Par au moins deux 1-0 tirants, certains au moins desôits tirants étant fixés à la flèche O'I'i fîçTic* "î "H cj Grue selon la revendication 3, caractérisée en ce nue la flèche à chariot est reliée au poinçon nar deux tirants constitués par un câble fixé à ses extrémités en des points dif-?5 férents de la flèche et passant sur une poulie portée par le poinçon. 5 o- Grue selon la revend.!cation 3, caractérisée en ce 0U6 la flèche à chariot est reliée au. poinçon par de^x tirants fixes, chacun, à l'une de leurs extrémités ©n un point différent 30 de la flèche et h leur autre extrémité aux bras d'un levier fixé de fa~on articulée, en l'un de ses points, au poinçon^ 6«Srue selon la revendication 3, caractérisée en ce •"lie la flèche à chariot est reliée au poinçon Par ouatre tirants constitués par un câble fixé à ses deux extrémités en des points ~5 différents de la flèche et Passant successivement sur une première poulie port-'e i~ar le poinçon, sur une deuxième poulie fixée sur la flèche en un point disposé entre les points d.'attache du câble sur la """rue, et sur une troisième poulie portée é^alemen?-nar le Poineon3 4 0 7.- Grue selon la revendieztion 3, caractérisé© en ce BAf* ORIGINAL ' # 70 05190 9 2077779 que li flèche à chariot est reliée ai1 poinçon par trois tirants fixés chacun a l'tine de l--mrs extrémités en ur_ 'joint différent de la f3 £che, deu de;- tirants étant fix ^ "^OiPtS, ri 1 I 77*p fi p p, l'~m "" p t rp 1 nir" ^->-» "r"'î ^"T1 ^ ^ ~ ^ -on '-■"ticnléc, en l'un rie ses nointn, ait poinçon, et le t^oiriè— n)£ p. rj f"! i~y*f; ^ "1 ' *-*tj "j-r* i T)T*r* H 'i il ^ i "o autre levier, 30— S^ue selon la revend ication 1, car,-'-r>téri n''e en ce 10 qu felle corrorend des moyens ne mettant de régler l'inclinaison de la flèche à contrepoids. 9.- Grue selon la revend!ention 3, caractérisée en ce •nue ces moyens consistent en un tirant de longueur réglable reliant le poinçon et lç flèche à chariot.-15 10.- Grue selon la revendication S, caractérisée on ce CCS nOTGTIS COT1FH TtPTl't 6T*ryl©*t"t.°Tl"t 'i ' O*"*'? T*— cer \tn effort de traction sur un point oue"' connue d1 ru moino toi des tirants reliant le ncinoon aux flèches, 11.— Grue selon la revendication 10, caractérisée en 20 ce nu'elle comprend un c$ble fixé à l'une do se' extrémités au chariot à charge ou. à un treuil, nui nasse successivement sur une première poulie portée par lo tronçon do tour oivotant, sur une deuxième poulie fixée de façon articulée à un point d'un des tirants, sur une troisième poulie montée en parallèle avec la 25 première, et sur une apatriène poulie fixée de façon articulée à un noint de l'autre tirant, avant "i'être fixée à son antre extrémité à un point fixe ûuait tronçon de tour pivotant. . t t ii- *" BAD ORIGINAL