Brevet FR2154366A1 — publié le 19730511

La présente invention concerne une plateforme de conception simple et robuste, déplaçable verticalement à des hauteurs limitées. Une telle plateforme est utile notamment pour l'observation à des fins militaires. On a déjà proposé des moyens de levage comportant un tuyau flexible enroulé sur un tambour et communiquant avec une source d'air comprimé, de telle sorte que, lorsque de l'air comprimé est introduit dans le tuyau, celui-ci se transforme en une colonne rigide qui se déplace vers le haut au fur et à mesure qu'on le déroule du tambour. Une telle colonne rigide mobile verticalement sert alors à déplacer une charge liée à ladite colonne. En pratique, l'inconvénient d'un moyen de levage de ce type réside dans le fait que la colonne risque d'effectuer des mouvements pendulaires qui empêcheraient son application au déplacement d'une plateforme d'observation. L'invention a pour objet une plateforme susceptible d'être élevée à des hauteurs limitées grace à la poussée fournie par une colonne formée par un tube souple enroulé sur un tambour et alimenté en fluide hydraulique sous pression, ladite plateforme étant équipée de moyens de stabilisation. De préférence, selon une particularité de l'invention, les couples et les forces de stabilisation sont fournis par réaction de jets du meme fluide hydraulique s'échappant par des tuyères montées sur la plateforme, l'intensité des jets de réaction étant réglée par l'intermédiaire d'un pilote automatique également monté sur la plateforme. De cette façon, on dissocie la fonction de sustentation assurée par le tuyau rempli de fluide sous pression et la fonction de stabilisation assurée par les tuyères, tout en utilisant le m8me fluide hydraulique, pour rigidifier le tuyau et pour créer les jets s'échappant desdites tuyères, de sorte que la même installation, au sol, comprenant notamment une pompe fournissant le fluide hydraulique sous pression, peut servir aux deux fonctions. Le complément de description qui suit avec le dessin annexé à l'appui donné surtout à titre d'esemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur le dessin - la figure 1 est une vue schématique en élévation, avec coupe, d'une plateforme et de son moyen de levage, selon l'invention, - la figure 2 est une coupe transversale de la partie basse de l'installation, - la figure 3 est un schéma montrant, vue de dessus, la plateforme avec ses tuyères de stabilisation, - la figure 4 montre, en élévation avec coupe, un autre mode de réalisation du moyen de levage de la plateforme (non représentée) et - la figure 5 est une coupe suivant la ligne V-V de la figure 4. Sur le dessin, on a désigné d'une manière générale par 1, une plateforme susceptible plus particulièrement de servir de plateforme d'observation et qui supporte à cet effet des instruments schématisés en 2. En position basse, la plateforme 1 repose sur des atterrisseurs 3 montés sur un bâti fixe 4. Ce bâti peut être fixé sur le sol, mais il peut aussi être installé sur un camion, un bateau, un wagon de chemin de fer, etc. La partie centrale de la plateforme 1 est solidaire, par un joint 5, d'un tuyau 6 qui est enroulé sur un tambour 7 tourillonnant sur des paliers 8 et 8a. La partie du tuyau 6 qui est enroulée sur le tambour 7 prend appui extérieurement sur une enveloppe cylindrique 9, coaxiale au tambour 7, et déplaçable parallèlement à son axe de révolution. La partie verticale du tuyau 6, entre le tambour et la plateforme, est guidée par une gaine 10 dont l'extrémité supérieure 10a est engagée dans une lumière il ménagée dans le bâti fixe 4, parallèlement à l'axe du tambour 7 et de l'enveloppe 9. L'extrémité du tube 6, opposée à celle qui est liée à la plateforme 1, est en communication avec une pompe hydraulique 12, montée de préférence dans le tambour 7, et qui aspire un liquide d'un réservoir 13 à travers un tube 14 pourvu d'un joint tournant. La pompe 12 est entraînée par un moteur 15 qui peut être électrique, à combustion, à vapeur, etc. ta pression à laquelle le liquide est porté par la pompe 12 doit être très élevée afin de pouvoir rigidifier le tuyau 6 qui doit finalement porter la plateforme. Le matériau du tuyau doit donc être assez souple pour permettre son enroulement sur le tambour 7 et assez résistant pour pouvoir supporter des contraintes élevées. Comme matériau répondant à ces conditions, on peut utiliser des matières plastiques renforcées par exemple par des fibres de carbone. les fibres du tuyau ont alors un module d'élasticité élevé et entourent le tuyau sur toute la circonférence. il est à noter que, selon l'invention, il est préférable d'utiliser un fluide hydraulique et non pas un gaz comme l'air pour rigidifier le tuyau 6. En effet, l'air aurait l'inconvénient de nécessiter pour la pompe et son moteur des dimensions et une puissance beaucoup plus grandes. De plus, la colonne gazeuse contenue dans le tuyau aurait une élasticité beaucoup plus élevée qu'une colonne liquide. Un moteur 16 permet d'entraîner en rotation le tambour 7 (avec la pompe 12 et le moteur 15), par l'intermédiaire d'un réducteur 17. Pour faire monter la plateforme 1 et sa charge utile 2, on introduit du fluide hydraulique sous pression dans le tuyau 6 par la pompe 12, et on fait tourner le tambour 7 par le moteur 16. Le tuyau, guidé par la gaine 10, à travers la lumière il qui l'empêche de tourner, s'élève en étant accompagné par l'enveloppe 9, dans son déplacement horizontal dans la lumière 11, et soulève la plateforme 1. Eventuellement, le tuyau 6 peut être guidé, à la sortie de la gaine 10, par des roulements tels que 18 et 19, montés suer un chariot 20 mobile parallèlement à la lumière 11. le cas échéant pour aider la montée du tuyau 6, ces roulements peuvent être en traînées par un moteur (non représenté). Selon une particularité de l'invention, la plateforme est équipée de moyens de stabilisation. A cet effet, suivant un mode de réalisation préféré, les couples et les forces de stabilisation sont fournis grâce à des tuyères de direction en nombre suffisant, montées sur la plateforme. Par exemple, on dispose à 1200 trois tuyères 22, 22a, 22b, orientées parallèlement à la plateforme et, également à 1200 mais décalées par rapport aux précédentes (figure 3), trois tuyères 22', 22'a et 22'b orientées perpendiculairement à la pla- teforme, de préférence vers le bas. Le liquide alimentant des tuyères est le même que celui qui est utilisé pour rigidifier le tuyau 6. Les tuyères telles que 22 et 22' sont en effet reliées par des tubes 23 au tuyau 6, à travers le joint 5. Le débit des tuyères 22, 22' est contrôlé par des soupapes 24 (24') actionnées soit électriquement par des électroaimants 25 (25'), soit également hydrauliquement. Ces organes de contre reçoivent leurs ordres dlun pilote automatique 26, de type classique, monté sur la plateforme. La réaction des jets sortant des tuyères 22..., 22' ne sert donc pas à fournir la poussée de sustentation qui est procurée par la pression statique et la section libre du tuyau 6 mais, uniquement à contrôler l'assiette de la plateforme 1. Ainai, les débits peuvent rester très faibles ce qui n'oblige- donc pas à augmenter sensiblement la puissance du moteur 15, entralnant la pompe 12. En ce qui concerne la puissance du moteur 16, entraSnant le tambour 7, elle doit être relativement faible, puisque l'ensemble du tambour se comporte comme un treuil ; cette puissance dépend de la charge à emporter et de la vitesse de montée. A titre d'exemple, et pour fixer les idées, on peut donner les indications suivantes : Avec un tuyau de 10 mm de diamètre intérieur et une épaisseur de 1 mm soumis à une pression hydraulique de 300 bar, il s'ensuit une contrainte de 15 hb et une poussée de l'ordre de 2300 N. En choisissant pour le tuyau une masse spécifique de 1,8 et en comptant 10- kg pour la plateforme, 30 kg pour le pilote automatique et 10 kg pour l'ensemble des tuyères, on arrive à une charge utile de 167 kg. Avec une vitesse ascensionnelle de 5 m/s, un rendement de 70 ffi pour tenir compte des divers frottements, on calcule que la puissance d'élévation est de l'ordre de 16,5 Kw. Pour la stabilisation de la plateforme, il suffirait d'un couple d'environ 100 lEn, 2 soit une section totale de tuyère de 0,03 cm , une vitesse de sortie du liquide hydraulique de 245 m/s avec un débit de 735 cm3/s, c'està-dire une puissance de 3;65 Kw.Ainsi, pour soulever une charge utile de 167 kg dans les conditions indiquées en assurant la sta bilisation de la plateforme, il faut donc une puissance totale au sol de l'ordre de 20 Kw. il y a lieu de noter que la puissance varie presque comme la vitesse de montée. C'est ainsi qu'une vitesse de 3 m/s n'aurait exigé qu'une puissance totale de l'ordre de 13 Kw. Par ailleurs, afin de diminuer le frottement du tube 6 contre l'enveloppe 9 , ilpeut être avantageux de disposer des rouleaux sur ladite enveloppe au contact du tube. Enfin, la stabilisation de la plateforme pourrait être réalisée par d'autres moyens que ceux qui ont été indiqués à titre préférentiel. Ainsi, on pourrait disposer des tuyères de stabilisation alimentées en combustible sec ou liquide et fournissant des jets contrôlés en direction et/ou en intensité par une centrale installée sur la plateforme. Une autre possibilité consisterait à utiliser des hélices de stabilisation, entratnées par des moteurs thermiques tels que des moteurs Diesel, des moteurs à essence ou à vapeur, des turbines ou des moteurs électriques. Dans ce dernier cas, l'alimenta- tion pourrait se faire par une centrale ou une batterie située soit sur la plateforme soit au sol avec une liaison par câble. D'une manière générale, la centrale doit fournir des si gnous qui permettent le réglage des organes de stabilisation. Dans le mode de réalisation préférentiel décrit plus haut, les signaux commandent les électro-aimants ou des moteurs hydrauliques ou électriques actionnant les soupapes des tuyères 22..., 22u. Si des servo-moteurs sont nécessaires, on pourra avantageusement utiliser le même fluide que celui qui sert à élever la plateforme et à la stabiliser. La centrale du pilote automatique peut être de conception classique et contenir les gyroscopes, pendules, masses suspendues etc... nécessaires à sa fonction. Elle peut même contenir des moyens de repères optiques ou plus généralement électro-magnétiques, accoustiques, etc.. les émetteurs électro-magnétiques peuvent être soit sur la plateforme,soit au sol, par exemple en émettant un rayonnement vertical qui déclenche le signal correcteur correspondant. il est à noter qu'il peut être avantageux de disposer des roulements ou analogues sur la surface interne de l'enveloppe 9 contre laquelle frotte le tube souple. Anfin, la pression peut eAtre progressive entre un minimum correspondant à la position basse de la plateforme et un maximum correspondant à la position haute de celle-ci. Dans le mode de réalisation décrit précédemment pour le moyen de levage le tube souple est enroulé sur un tambour horizontal de telle manière que les spires soient disposées c8te à cote Les figures 4 et 5 montrent un autre mode de réalisation où le tube souple est enroulé sur lui-même. Plus précisément, le tube 6 est enroulé sur un noyau central 7a et les diverses spires sont situées dans un plan vertical. L'enveloppe externe 9 du mode de réalisation des figures 1 et 2, de forme tubulaire et mobile parallèlement à son axe, est remplacée par une simple enveloppe circulaire 9a munie d'une ouverture 9b prolongée par un guide 10. Bur la périphérie, c1 est-à-dire le long de l'enveloppe 9a, on dispose de préférence des roulements ou analogues 30 dont certains peuvent être éventuellement entraînes en rotation en même temps que le noyau central 7a. Bien entendu, des flasques latéraux 31 complètent le volume, délimité par l'enveloppe 9a et un passage convenable est assuré entre les spires enroulées du tube souple. Par ailleurs, l'entralnement du noyau central 7a et l'alimentation du tube souple sont assurés comme dans le mode de réalisation précédent et les mêmes éléments sur les figures 4 et 5 portent les mêmes références que sur les figures 1 et 2. Le mode de réalisation des figures 4 et 5 est particulièrement avantageux en ce qu'il ne nécessite plus un guidage (par la lumière 10) impose par le déplacement du tube souple parallèlement à lui-même au fur et à mesure qu'il se déroule du tambour horizontal. En outre, cette disposition nta qu'un faible encombrement latéral et offre une meilleure possibilité de déroulement du tuyau souple. Revendications 1. plateforme déplaçable verticalement, utile notamment comme plateforme d'observation caractérisée en ce que son élévation est assurée par une colonne formée par un tube souple enroulé sur un tambour et alimenté en fluide hydraulique sous pression, tandis que sa stabilisation est assurée par des moyens portés par ladite plateforme. 2. Plateforme selon la revendication 1, caractérisée en ce que les couples et les forces de stabilisation sont fournis par réaction de jets du même fluide hydraulique s'échappant par des tuyères montées sur ladite plateforme, l'intensité des jets de réaction étant réglée par l'intermédiaire d'un pilote automatique également monté sur la plateforme. 3. Plateforme selon ltune des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le tambour est logé à l'intérieur d'une enveloppe cylindrique coaxiale déplaçable parallèlement à son axe et disposée de manière que le tuyau enroulé sur le tambour prenne appui sur ladite enveloppe, lorsqu'il est alimenté en fluide hydraulique sous pression. 4. Plateforme selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'ensemble du tambour et de l'enveloppe qui l'entoure est dis posé dans un bâti fixe sur lequel repose la plateforme en position basse et qui est muni d'une lumière servant au gui dage du tube. 5. Plateforme selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisée en ce que le tambour est un simple noyau central pour le table souple enroulé sur lui-même dans un plan vertical. 6. Plateforme selon la revendication 5, caractérisée en ce que le noyau est au centre d'une enveloppe circulaire servant de surface d'appui externe des spires du tuyau souple. 7. Plateforme selon l'une des revendications 3 et 6, caractérisée en ce que l'enveloppe est munie de roulements ou analogues au contact du tube.