Brevet FR2136918A1 — publié le 19721229

L'invention concerne une potence perfectionnée, constituée d'un bras et d'un avant-bras articulés verticalement, bout à bout, pour permettre des manutentions de charges dans une zone similaire à un segment circulaire. Elle vise, plus particulièrement, un dispositif de caisson à parois pleines constituant un bras de potence relativement léger mais remarquablement résistant à des effets combinés d'efforts de torsion et de flexion lorsque ce bras et son avant-bras, n'étant pas disposés dans le prolongement l'un de l'autre, forment un angle. On connait, déjà, des potences comprenant un bras articulé, verticalement par une extrémité sur un support, et un avant-bras articulé, verticalement, sur l'autre extrémité dudit bras pour pouvoir etre orientés dans un plan horizontal, en vue de manutentions, notamment de charges par suspension de ces dernières à l'avant-bras. Or, la réalisation du bras et de l'articulation de l'avant-bras d'une telle potence entraine des difficultés de distribution d'une quantité de matière qui doit être aussi petite que possible, pour réduire des efforts parasites de poids mort mais qui doit assurer une bonne résistance aux efforts de torsion dont la valeur est considérable pour une position d'équerre de l'avant-bras sur son bras. Ainsi, I'application du principe de construction en treillis à un bras présentant une section horizontale en forme de losange a conduit à concilier les impératifs précités de poids mort et de résistance à la torsion, par une articulation en porte à faux, de l'avant-bras à son bras, grace à un système de pattes solidaires des parties extremes d'un montant terminal dudit bras ou de son avantbras. Il est assez facile, en effet, de maitriser, grâce à cette articulation à montant, la nature et les valeurs des efforts de traction et de compression qui apparaissent, pour les diverses positions de l'avant-bras, dans des barres choisies pour constituer un tel bras en treillis. Mais il est pratiquement impossible d'appliquer cette distribution d'efforts à des plaques pour obtenir un caisson léger mais suffisamment résistant pour former un bras assurant, à son avant-bras, des positions indifférentes à des effets de gauchissement dus à des efforts de torsion. Certes, on a déjà proposé des bras de potence à avant-bras, constitués d'un caisson à parois pleines, dont la réalisation est relativement rapide et aisée mais l'avant-bras de telles potences est, généralement, monté sur le bout d'un pivot suspendu à l'extrémité du bras pour pouvoir effectuer des révolutions complètes autour de ce pivot. Une telle disposition d'un avant-bras sur son bras, du type de celle d'un bras orientable sur un m8t de potence, permet de déterminer assez facilement l'influence d'efforts de tors ion sur les diverses parois du caisson formant le bras mais cette suspension de l'avant-bras exige des paliers complexes et onéreux dont les dimensions peuvent devenir prohibitives, dès que les portées de l'avant-bras atteignent certaines valeurs qui sont, cependant, courantes pour des appareils de manutention de meme puissance mais d'autres types. L'invention se propose de remédier à ces inconvénients. Elle a pour objet une potence orientable, du type mentionné plus haut, et comportant un bras et un avant-bras articulés bout à bout, constitués de caissons sensiblement prismatiques à parois pleines formant des flancs et deux fonds ; ladite articulation de l'avant-bras sur son bras étant assurée par un système de crapaudine et de palier montés sur deux supports horizontaux, solidaires d'un mon- tant Selon l'invention, les parties de paroi de flanc constituant chaque partie extreme du caisson, formant le bras, sont disposées obliquement, l'une par rapport à l'autre, sous la forme générale d'un coin et les deux extrémités du caisson sont, respectivement, solidaires d'un montant vertical équipé, à ses deux bouts, de moyens de tourillonnement et d'une plaque transversale entretoisant, verticalement, les pattes d'articulation de l'avant-bras sur son bras ; les diverses sections transversales dudit caisson, formant le bras, étant rectangulaires. Un tel caisson formant le bras d'une telle potence peut présenter un plan de symétrie déterminé par les axes géométriques des articulations de ce caisson ; la section horizontale ayant la forme générale d'un losange aplati ou celle d'un polygone à six côtés principaux, dont deux côtés opposés sont parallèles, entre eux, et correspondent à deux faces médianes des deux flancs. Dans un tel mode de réalisqtion, L'angle dièdre formé par les deux faces de flanc adjacentes à l'articulation de l'avant-bras est suffisamment aigu pour permettre, à ce dernier, de balayer un large secteur circulaire par rapport à son bras. Dans une autre variante d'un tel caisson, la section horizontale de ce dernier peut se présenter sous la forme générale d'un trapèze ; la droite déterminée par les centres des articulations du bras et de l'avant-bras pouvant être suffisamment déportée par rapport à la grande base du trapèze pour que cet avant bras puisse etre dirigé, dans l'une de ses positions extremes, vers l'articulation de potence. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés lesquels, description et dessins ne sont donnés qu'à titre d'exemple non limitatif. Sur ces dessins, - la figure 1 représente, en perspective, une potence à avant-bras conforme à l'invention. - les figures 2 et 3 représentent, respectivement en élévation latérale et en plan, le bras et l'avant-bras articulés de la potence de la figure 1. - les figures 4 et 5 sont des coupes transversales du bras et de l'avantbras des figures 2 et 3. - la figure 6 représente, en coupe horizontale, une variante d'une potence conforme à l'invention. Sur la figure 1, on peut voir une plaque plane I présentant une forme allongée et un axe de symétrie longitudinal XY ; cette forme étant déterminée par six côtés al, a2, bl, b2, cl, c2, égaux et symétriques deux à deux d'une part, un arc de cercle "d" et un segment de droite "e", perpendiculaires à l'axe XY, d'autre part. Les cotés médians bl, b2 sont, en outre, parallèles entre eux et, par conséquent, à l'axe XY alors que les cotés al, a2 sont inclinés vers l'arc "d" et que les cotés cI, c2 sont, de même, inclinés vers le segment "e" en formant, approximativement, deux coins extrêmes opposés. Une plaque 2d comporte trois faces planes 3d, 4d, 5d qui se présentent, respectivement, sous la forme de deux rectangles et d'un trapèze. Ces faces sont disposées perpendiculairement au plan de la plaque 1 et les côtés supérieurs de ces faces sont, approximativement, confondus avec les côtés al, bl, cl de la plaque 1. Une autre plaque 2g (non visible sur la figure 1) comporte des faces 3g, 4g, 5g, respectivement symétriques des faces 3d, 4d, 5d de la plaque 2d par rapport au plan "P" perpendiculaire à la plaque 1 et passant par l'axe XY. On comprend que ces plaques 1, 2d, 2g constituent un fond et les flancs d'un caisson allongé qui est fermé à sa partie inférieure par une plaque 6. Cette plaque 6 est convenablement coudée pour présenter une face plane 7 déterminée par cinq côtés et parallèle à la plaque 1 et une face plane 8 ayant la forme d'un trapèze incliné par rapport à la plaque 1, les diverses sections transversales de ce caisson étant rectangulaires. On précisera que les plaques 1, 2d, 2g, 6 peuvent être réalisées par découpage et cambrage d'éléments en tôle épaisse d'acier et que des soudures des bords des plaques 2d, 2g, sur les plaques 1 et 6, assurent l'assemblage de ces plaques entre elles ; ces plaques étant positionnées les unes par rapport aux autres grâce à des éléments de barre 9 (figure 4). Enfin, les bouts en arc de cercle des fonds 1 et 6 et les bords correspondants des faces 3d, 3g sont solidaires d'un élément cylindrique 11 formant un montant rigide ; les autres parties extrêmes de ces fonds 1, 6 et les bords corres pondants -des faces 5d, 5g sont solidaires d'une plaque épaisse 12 constituant un autre montant. Les extrémités du montant 1 1 sont munies de tourillons respectivement engagés dans une crapaudine 13 et un palier usuel 14 ; cette crapaudine et ce coussinet étant fixés, respectivement, sur une console 15 et une oreille 16. Enfin, la console 15 et l'oreille 16 comportent, chacune, une aile transversale 15a (16a) permettant une fixation sur un support, par exemple un pilier 17 qui permet d'orienter, par pivotement vertical, le caisson dans un plan horizontal. Par ailleurs, une partie extrême d'une patte 18 est posée à plat et est soudée sur l'extrémité du fond 1 et sur la tranche du montant 12. Cette patte 18 comporte des trous pour la fixation, en porte à faux, d'une oreille 19 solidaire d'un palier 19c sur lequel on reviendra plus loin. Cette fixation est assurée par des vis et des boulons 10 dont deux, au moins, sont équipés de "rondelles de ci- saillement" pour entraîner l'immobilité du palier 19c sur la patte 18 et des possibilités de démontage et de remontage de l'oreille de ce palier. Une autre patte 20 présentant une aile médiane de-raidissement 20a comporte une partie d'extrémité convenablement coudée pour être soudée sur l'extrémité de la face 8 du fond 6 et sur la tranche inférieure du montant 12 ; cet assemblage étant renforcé par un gousset 20b. En outre, I'autre extrémité en porte à faux de cette patte 20 est équipée d'une crapaudine 20c sur laquelle on reviendra plus loin. Enfin (figures 1 et 5), des éléments de plaques d'acier convenablement coudés d'équerre et soudés par leurs bords, constituent les parois d'un caisson 21 présentant une section transversale, rectangulaire et deux flancs 21d 21g, en forme de trapèze allongé. L'extrémité de ce caisson correspondant à la grande base de ces flancs est solidaire d'un élément cylindrique 22 dont les bouts sont munis de tourillons respectivement engagés dans le palier 19c et dans la crapaudine 20c. Les bords des parois de l'autre extrémité du caisson 21 sont assemblés, par soudure, à un élément de barre plate 23 relativement épaisse, dont une partie suspendue présente.un oeil 23a pour l'accrochage, par exemple, d'un appareil de levage non représenté. La description qui précède permet de comprendre que le caisson 21 constitue un avant-bras de potence orientable qui est, lui-même, orienté par rapport à cette potence pour déplacer des charges, grâce à l'appareil de levage précité. Au cours de telles manutentions, cet avant-bras transmet au bras de potence divers efforts de flexion, de cisaillement et de torsion ; la valeur de ces derniers étant très importante pour les deux positions d'équerre de l'avant-bras sur son bras (flèche F, ces positions étant représentées en trait rompu sur la figure 3). On conçoit que les pattes 18, 20 supportant les moyens d'articulation de l'avant-bras 21 assurent une transmission élastique des composantes d'un tel couple de torsion au montant 12 rigidement contreventé, en about, sur les fonds 1 et 6 et les faces 5d, 5g des deux flancs. Une telle structure, en forme de caisson fermé de ce bras de potence, permet donc une réalisation relativement légère mais résistante de ce bras. De plus, cette forme de réalisation, particulièrement esthétique, permet un entretien réduit et une fabrication pratique. Au sujet de cette légèreté et de cette résistance du caisson, on précisera que de bons résultats sont obtenus pour une valeur du rapport de la portée "e" à la hauteur "h" de ce caisson sensiblement plus petite que les valeurs de rapports correspondants qui sont généralement adaptées pour les poutres portées par deux appuis. Enfin, on remarquera que les rondelles de cisaillement des boulons 10 permettent des démontages et des remontages aisés de l'oreille 19 sur la patte 18 sans risque de compromettre le parallélisme des axes d'articulation de potence et d'avant-bras. Par ailleurs, on remarquera que les faces 5d, 5g peuvent former un diè dre suffisamment petit pour entrainer un "angle mort" réduit ; l'avant-bras 21 pouvant balayer un grand secteur circulaire (figure 3) qui, dans cet exemple de réalisation, admet le plan "P" comme plan de symétrie. Mais, il est possible d'obtenir des résultats de résistance et de légèreté analogues à ceux précités plus haut, en adoptant pour le bras une forme appropriée à d'autres positions relatives du champ d'action de l'avant-bras par rapport à son bras. Ainsi, figure 6, la section horizontale du bras peut se présenter sous la forme générale d'un trapèze, ou même d'un triangle, qui correspond sensiblement au profil, en plan, du fond supérieur 1k de ce bras ; le profil en élévation étant similaire à celui du fond 6 de la figure 2. Dans ce cas, il est possible de déporter suffisamment les axes m, n des articulations de potence 11k et d'avant-bras 22k par rapport au flanc "D" correspondant à la grande base du trapèze pour que le bras 21k puisse être orienté vers le montant de potence 1 lk. Enfin (figure 1), on peut équiper l'avant-bras de pattes munies de crapaudine et palier adaptés à des taurillons montés sur l'extrémité du caisson de potence, sans modifier les résultats de résistance et légèreté précisés plus haut. En outre, les faces 4d, 4g peuvent présenter des dimensions plus ou moins grandes ; on peut, même dans certains cas, supprimer ces faces de flanc, la section horizontale du bras étant, alors, similaire à celle d'un losange. De plus, les parties centrales des faces de flancs 3, 4, 5 peuvent présenter des trous formant des ajours esthétiques ; ces trous pouvant être suffisamment grands pour permettre des opérations d'entretien, notamment de peinture des faces internes du caisson. L'invention ayant, maintenant, été exposée et son intérêt justifié sur un exemple détaillé, le demandeur s'en réserve l'exclusivité pendant toute la durée du brevet, sans limitation autre que celle des termes des revendications. REVENDICATIONS 1. Potence orientable, comportant un bras et un avant-bras articulés bout à bout, ledit bras étant constitué d'un caisson à paroi du type plaque for mant deux flancs et deux fonds et ladite articulation de l'avant-bras comprenant un système de crapaudine et de palier montés sur deux supports horizontaux, solidaires d'un montant, caractérisée en ce que les parties de parois de flanc constituant chaque partie extrême du caisson sont disposées obliquement, I'une par rapport à l'autre, sous la forme générale d'un coin et que les deux extrémités du caisson sont respectivement solidaires d'un montant équipé de moyens d'articulation de potence et d'une plaque transversale entretoisant, verticalement, les moyens d'articulation de l'avant-brus sur son bras ; les diverses sections transversales dudit caisson étant rectangulaires. 2. Potence selon la revendication 1, caractérisée en ce que les supports des moyens d'articulation de l'avant-bras sur son bras sont solidaires des fonds et de la plaque transversale d'entretoisement du caisson. 3.Potence selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le support supérieur des moyens d'articulation de l'avant-bras sur son bras comporte une patte assemblée à une oreille solidaire d'un palier par boulons dont deux, au moins, sont équipés de rondelles de cisaillement. 4. Potence selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que le rapport de la portée du caisson formant le bras à la hauteur de ce dernier est, sensiblement, plus petit que le rapport correspondant d'une poutre portée par deux appuis. 5. Potence selon l'une des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisée en ce que la hauteur de l'extrémité du caisson correspondant à l'articulation de potence est plus grande que la hauteur de l'extrémité correspondant à l'articulation d'avant-bras. 6. Potence selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisée en ce que la section horizontale du caisson se présente sous la forme d'un polygone à six côtés, distribués symétriquement deux à deux par rapport à un plan de symétrie passant par les axes d'articulation de potence et de l'avant-bras. 7. Potence selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisée en ce que la section horizontale du caisson formant le bras se présente sous la forme d'un trapèze; les axes d'articulation de potence et d'avant-bras étant déportés par rapport au flanc correspondant à la grande base du trapèze. 8. Potence selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caractérisée en ce que l'avant-bras est constitué d'un caisson présentant des sections transversales rectangulaires et deux flancs en forme de trapèze allongé. 9. Potence selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'extrémité libre du caisson formant l'avant-bras est solidaire d'une barre présentant un oeil d'accrochage aménagé dans une partie suspendue de ladite barre.