Brevet FR2210564A1 — publié le 19740712

la présente invention concerne un dispositif de hissage d'un fardeau, destiné à éviter son balancement suivant un plan. Cette invention s'applique particulièrement à des portiques de manutention utilisés à quai, pour charger ou décharger les navires spécialisés dans le transport des containers normalisés de forme paralldlépipédique . Ces portiques comportent habituellement une volée horizontale perpendiculaire au quai et surplombant celui-ci ainsi que le poste d'accostage du navire à desservir. Sur cette volée peut circuler un chariot de hissage auquel est suspendu un palonnier permettant d'accrocher la partie supérieure des containers. La suspension est assurée en général au moyen de quatre cibles mouflés à deux brins, et passant chacun sur une poulie voisine de l'un des coins du cadre rectangulaire qui constitue le palonnier. Les brins dormants des câbles de suspension sont en général disposés vers l'extérieur, pour éviter le frottement rapide des brins de manoeuvre contre les glissières des cales des navires. En effet, ces cales et leurs ouvertures constituent des puits de section très voisine du gabarit d'encombrement horizontal des containers. le déplacement du chariot de manoeuvre introduit des accélérations latérales, et provoque le balancement du container suspendu au chariot. Ces balancements causent des pertes de temps préjudiciables au rendement du portique de manutention. En effet, ou bien l'opérateur est contraint de manoeuvrer à vitesse très modérée, pour chercher à atténuer les balancements, ou bien il doit marquer un temps d'arrêt en fin de course du chariot pour attendre l'amortissement naturel des balancements. Ceux-ci I'empê- chent en effet de déposer le palonnier vide ou le container avec la précision requise: Pour diminuer les balancements du fardeau suspendu à des ponts roulants du genre précité, il est connu de faire diverger, à partir du palonnier, les cibles avant et arrière, pour leur donner une obliquité.Riais ce moyen de stabilisation a pour inconvénient d'allonger fortement le chariot qui doit recevoir les extrémités supérieures des cibles écartés. En outre, cet écartement gêne le passage du fardeau dans des emplacements étroits tels que les panneaux ou puits de cales. le but de l'invention est d'éviter les balancements précités, tout en permettant de réaliser un dispositif de hissage qui n'excède pas le gabarit d'encombrement horizontal du fardeau. Selon l'invention, le dispositif de hissage d'un fardeau destiné à éviter son balancement suivant un plan, ce dispositif comprenant au moins une paire de poulies de suspension fixées au fardeau, les deux poulies de chaque paire étant mouflées par deux câbles dont les brins dormants sont attachés à des points d'ancrage, et dont les brins de manoeuvre sont commandés par un treuil, est caractérisé en ce que les deux poulies disposées de façon sensiblement parallèle au plan précité sont reliées par un système d'accouplement pourvu de moyens assurant l'égalité des déplacements tangentiels des poulies durant la manoeuvre du fardeau, les sens de rotation des poulies étant de plus contraires. le système d'accouplement des poulies de suspension s'oppose aux déplacements tangentiels de ces poulies, tels qu'ils se produiraient au balancement du fardeau si les poulies n'étaient pas accouplées. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention les deux poulies de suspension de chaque paire sont sensiblement dans un même plan ; le système d'accouplement comprend des roues dentées solidaires en rotation des poulies de suspension , et qui engrènent l'une sur l'autre ; chaque poulie de suspension est associée à une poulie de renvoi, disposée sur le brin de manoeuvre ; les poulies de suspension ont le même diamètre entre elles, ainsi que les poulies de renvoi ; chaque brin dormant est sensiblement vertical, disposé vers l'extérieur par rapport au centre de gravité du fardeau ; la bordure extérieure de chaque poulie de renvoi est disposée à proximité du contour du fardeau 1, dans le plan horizontal ; les brins de manoeuvre associés à chaque paire de poulies de suspension sont croisés l'un par rapport à l'autre audessus du fardeau ; ces brins et leurs poulies définissent des plans sensiblement verticaux et parallèles, mais légèrement écartés ltun de l'autre ce qui permet d'éviter le contact mutuel des câbles. Selon une réalisation intéressante, les axes de chaque paire de poulies de suspension et ceux des poulies de renvoi associées sont disposés aux sommets d'un'trapèze ; les axes des poulies de suspension sont plus écartés l'un de l'autre que ceux des polilies de renvoi, les brins dormants étant disposés à l'extérieur des poulies de suspension, tandis que les brins de manoeuvre passent également à l'extérieur des poulies de renvoi ces dernières sont co-axiales à des roues dentées directement en prise l'une sur l'autre. Ces dispositions améliorent l'efficacité et la commodité d'emploi du dispositif conforme à l'invention. D'autres particularités de l'invention ressortiront encore de la description qui va suivre. Âux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs: La figure 1 est une vue schématique en élévation d'un dispositif conforme à l'invention, appliqué à un portique de manutention de containers chargés sur un navire. la figure 2, analogue à la figure 1, montre l'application de l'invention à un système de portique différent. la figure 3, correspond à une partie agrandie de la figure 1 et représente un mode de réalisation préféré du dispositif conforme à l'invention. la figure 4 cet une partie agrandie de la figure 3, et représente le disposition des poulies du palonnier. La figure 5 est une coupe sensiblement verticale suivant la ligne V-V de la figure 4. la figure 6 est une coupe sensiblement horizontale suivant la ligne VI-VI de la figure 4. la figure 7, analogue à la figure 3, représente l'application d'un mode de réalisation préféré de l'invention à un portique du genre de la figure 2. ~Dans le mode de réalisation des figures l et 2, l'invention est appliquée à un portique P1 ou P2, mobile le long d'un quai Q servant à l'accostage de navires N. Le portique P1 ou P2 porte une volée V transversale au quai Q, sur laquelle coulisse un chariot de hissage Cl ou C2. Dans les réalisations représentées à titre d'exemples, le fardeau 1 est constitué par un container normalisé de forme parallélépipédique, en cours de déplacement entre la cale d'un navire N de transport spécialisé et le quai Q. le fardeau 1 est suspendu au chariot de hissage C1 ou C2 au moyen de poulies de suspension 2a,2b, fixées sur un palonnier 6. Celui-ci est constitué par un cadre rectangulaire, adapté aux dimensions de la partie supérieure du container, et pourvu de moyens d'attache à manoeuvre rapide pour se fixer au container 1. les bords extérieurs des poulies 2a, 2b sont disposés sensiblement à l'aplomb du contour du fardeau 1 dans le plan horizontal. les poulies de suspension 2a, 2b sont disposées par paires suivant un plan vertical sensiblement parallèle à la volée V. Les poulies 2a, 2b sont mouflées par deux câbles dont les brins dormants 3a, 3b sont attachés à des points d'ancrage P1, P2 du chariot V1 (figure 1), ou à des points d'ancrage P3,P4 situés à l'extrémité libre de la volée V (figure 2). les brins de manoeuvre 4a,4b des câbles peuvent être soit enroulés directement sur un treuil T1 du chariot C1 (figure 1), soit enroulés sur un treuil T2, à poste fixe sur le portique P2 (figure 2), le renvoi des brins étant alors assuré par des poulies ta, tb du chariot C2. Selon l'invention, les deux poulies 2a, 2b sont reliées entre elles par un système d'accouplement 5, pourvu de moyens assurant l'égalité des déplacements tangentiels des poulies 2a,2b durant la manoeuvre du fardeau 1 sous l'action des brins de manoeuvre 4a,4b, les sens de rotation des poulies 2a,2b étant contraires. le système d'accouplement 5 des poulies de suspension 2a,2b (figures 1 et 2) comprend des roues dentées en prise l'une avec l'autre, et solidaires des poulies en rotation, par exemple au moyen d'arbres parallèles si les roues dentées ont un diamètre sensiblement supérieur à celui des poulies, ou d'arbres à joints de cardan si lés roues dentées ont un diamètre réduit. les deux roues dentées en prise l'une avec l'autre assurent l'égalité des déplacements tangentiels des poulies de suspension 2a,2b. les diamètres des roues dentées sont donc entre eux dans le même rapport que les diamètres des poulies 2a,2b. Il est commode de prendre des diamètres égaux pour les poulies ; ceux des roues dentées le sont donc aussi. L'adhérence des câbles sur les poulies 2a,2b détermine la valeur limite de l'effort latéral F que le dispositif conforme à l'invention permet d'accepter sans balancement du fardeau 1 (figures 1 et 2). En effet, le système d'accouplement 5 contrarie la rotation des poulies de suspension 2a,2b dans le même sens, tel qutiL~~tendrait à se produire pour un balancement du fardeau 1. La stabilisation qui en résulte se maintient donc tant que les câbles ne glissent pas sur les poulies. le dispositif des figures 3 à 6 comprend en dehors des deux poulies de suspension 2a,2b, deux poulies de renvoi 7a,7b, dont l'entr'axe est plus faible. les axes de rotation 11a,12a des poulies 2a,7a et 11b,12b des poulies 2b,7b sont montés fous entre deux flasques 14 de la superstructure du palonnier 6. Les axes 11axa et îîb,12b sont ainsi disposés aux sommets d'un trapèze. les poulies 2a,7a et 2b,7b ont le même diamètre. les brins dormants 3a,3b sensiblement verticaux passent à l'extérieur des poulies 2a,2b et sont attachés en P1,P2 sur le chariot 15. les brins de manoeuvre 4a,4b s'enroulent sur les poulies 2a,2b, puis sur l'extérieur des poulies de renvoi 7a,7b, et aboutissent à des treuils de manoeuvre î6a,16b du chariot 15, dont les déplacements sont synchronisés par un mécanisme de conjugaison 17 (figure 3). les treuils 16a,16b sont disposés de façon que les brins 4a,4b soient croisés et forment un angle A avec les brins 3a,3b. Pour éviter le frottement des brins 4a,4b les poulies de renvoi 7a,7b sont légèrement décalées comme le montre la figure 6. les déplacements des poulies 2a,7a ou îb,7b sont synchronisés en dehors du déplacement du câble par des roues dentées 8a,9a (ou 8b,9b) de plus grand diamètre qui engrènent l'une avec l'autre et sont respectivement portées par les arbres 11a,12a (ou 11b,12b). Le système d'accouplement 5 des paires de poulies associées est constitué par les roues dentées 9a,9b de plus grand diamètre que les poulies de renvoi 7a,7b et qui engrènent ainsi l'une avec l'autre. On désignera respectivement par T1,T2,T3,T4, les tensions des brins 3a,4a, 3b,4b (figure 3), soumis à l'effet du poids P de l'ensemble du fardeau 1, du palonnier 6 et du reste du dispositif. Pour simplifier, on admet que le poids P et l'angle A sont constants pendant toute la manoeuvre. On considère en outre un effort latéral F qui provoquerait un balancement du fardeau 1 par rapport au chariot 15, en l'absence du dispositif conforme à l'invention, tel qu'on l'a décrit plus haut. Cet effort F est sensiblement horizontal ; c'est par exemple la résultante des effets d'inertie du fardeau 1 et de son dispositif de hissage pour un mouvement déterminé du chariot 15. Compte-tenu des conditions précitées et de l'angle d'obliquité A des brins de manoeuvre par rapport aux brins dormants, on trouve les valeurs suivantes pour les tensions des quatre brins T P B F cos A T1 2(1+cos A) + 2 sin A (1) P F T2 = 2(1+cos A) 2 sin A (2) = P F cos A T3 2(1+cos A) - 2 sin A (3) = P + F T4 2(1+cos A) 2 sin A (4) Par ailleurs, on voit sur la figure 4 que l'arc embrassé par un câble sur un couple de poulies telles que 8a et 9a est de l'ordre de 2radians. 3i f est la valeur du coefficient de frottement des brins a et 4a sur les poulies 8a et 9a, la condition limite de glissement des brins sur les poulies est exprimée par l'inégalité En combinant cette inégalité avec les éauations (1) et (2) ci-dessus, on trouve la relation suivante entre le poids P et l'effort latéral admissible F La relation (6) permet de calculer en fonction du poids P la limite admissible pour un effort latéral F (figure 3) telle que le dispositif conforme 9 l'invention évite le balancement du fardeau, ou du palonnier vide, par rapport au chariot 15. Dans le cas d'un portique adapté à desservir un navire, le dispositif conforme à l'invention permet d'adopter un angle A d'inclinaison des brins de manoeuvre croisés 4a,4b (figure 3) tel que l'on ait sensiblement tg A = 0,2. Dans ces conditions, le croisement des brins de manoeuvre se produit au-dessus du point haut des cales, et l'encombrement horizontal des brins croisés n'excède pas le gabarit horizontal du palonnier 6 dans la partie critique du dispositif. En admettant un coefficient f = 0,15 pour le frottement des brins sur les poulies, on trouve que l'accélération limite du chariot 15 dans le sens de la flèche F, ou dans le sens opposé (figure 3) est d'environ 0,42 m/s2. Cette valeur est très compatible avec la rapidité souhaitable pour les mouvements horizontaux du chariot 15. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qu'on vient de décrire à titre d'exemples, et on peut y apporter de nombreuses variantes sans sortir du domaine de l'invention. Par exemple, au lieu de roues dentées telles que 8a,9a, 8b,9b, le système d'accouplement des poulies 2a,7a,2b,7b, (figure 4) peut comporter toute liaison cinématique assurant l'égalité des déplacements tangentiels des poulies, compte-tenu de leurs diamètres et du sens de-rotation imposé par l'enroulement des câbles. Egalement, le dispositif conforme à l'invention peut s'appliquer à un portique du genre P2 représenté sur le figure 2, où le treuil de hissage T2 et les points d'ancrage P3, P4 des brins dormants 3a,3b, sont portés par les extrémités opposées de la volée V. Comme le montre la figure 7, le système déjà décrit des poulies sociées 2a,7a,2b,7b, est alors suspendu à un chariot de hissage 21 comportant des poulies de renvoi horizontal 22a,22b pour les brins dormants 3a,3b. le chariot 21 comporte également des poulies de renvoi horizontal 23a, 23b pour les brins de manoeuvre 4a,4b, croisés au-dessus du fardeau 1, et présentant un angle d'obliquité A par rapport aux brins dormants verticaux 3a,3b. On voit que l'invention permet de réaliser le croisement des brins de manoeuvre 4a,4b et le déplacement corrélatif des poulies de renvoi 23a,23b sur le chariot 21 au-delà des poulies 17b,17a avec un allongement modéré du chariot 21 par rapport au chariot C2 de la figure 2. L'invention prévoit également le croisement (non représenté) des brins dormants 3a,3b au-dessus du fardeau 1j dans le dispositif des figures 1 et 2. Ce croisement des brins dormants 3a,3b peut même être combiné avec celui des brins de manoeuvre 4a,4b, pour augmenter l'arc embrassé par les câbles sur chaque poulie. On améliore ainsi l'efficacité du dispositif conforme à l'inven- tion, sans avoir recours à des poulies de renvoi associées aux poulies de suspension. Ces croisements supposent un décalage des poulies de suspension, tomme pour les poulies 7a,7b de la figure 6, et un décalage des points d'arrivée des brins au chariot de suspension, pour éviter les frottements des brins qui se croisent. R VlGDICArl'IONS 1. Dispositif de hissage d'un fardeau destiné à éviter son balancement suivant un plan vertical, ce dispositif comprenant au moins une paire de poulies de suspension fixées au fardeau, les deux poulies de chaque paire étant mouflées par deux câbles dont les brins dormants sont attachés à des points d'ancrage, et dont les brins de manoeuvre sont commandés par un treuil, caractérisé en ce que les deux poulies disposées de façon sensiblement parallèle au plan précité sont reliées par un système d'accouplement pourvu de moyens assurant l'égalité des déplacements tangentiels des poulies durant la manoeuvre du fardeau, les sens de rotation des poulies étant de plus contraires. 2. Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les deux poulies de chaque paire sont sensiblement dans un même plan. 3. Dispositif conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le système. d'accouplement comprend des roues dentées solidaires en rotation des poulies de suspension, ces roues dentées engrenant l'une avec l'autre. 4. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les brins dormants sont disposés vers l'extérieur par rapport au centre de gravité du fardeau, et les brins de manoeuvre vers l'intérieur. 5. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque poulie de suspension est associée à une poulie de renvoi du câble, des moyens étant prévus pour assurer l'égalité des déplacements tangentiels de la poulie de suspension et de sa poulie de renvoi, le système d'accouplement reliant entre elles les poulies de renvoi associées à chaque paire de poulies de suspension. 6. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les poulies de suspension ont le même diamètre entre elles. 7. Dispositif conforme à l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que les poulies de renvoi ont le même diamètre entre elles. 8. Dispositif conforme à l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que les poulies de renvoi sont disposées chacune sur le brin de manoeuvre des câbles de suspension. 9. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chaque brin dormant est sensiblement vertical, le bord extérieur de chaque poulie de suspension étant disposé sensiblement à l'aplomb du contour du fardeau dans le plan horizontal. 10. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 a 9, caractérisé en ce que les brins de manoeuvre associés à chaque paire de poulies de suspension sont croisés l'un par rapport à l'autre au-dessus du fardeau, ces brins et leurs poulies définissant des plans sensiblement verticaux mais légèrement écartés l'un de l'autre. 11. Dispositif conforme à l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que les axes de chaque partie de poulies de suspension et ceux des poulies de renvoi associées sont disposés aux sommets d'un trapèze, les axes des poulies de suspension étant plus écartés l'un de l'autre que ceux des poulies de renvoi, et les brins dormants étant disposés à l'extérieur des poulies de suspension tandis que les brins de manoeuvre passent également à l'extérieur des poulies de renvoi. 12. Dispositif conforme à l'une des revendications 3, 5 et 6 à 11, comprenant des poulies de renvoi pour le cible et caractérisé en ce que ces poulies de renvoi sont solidaire-s chacune d'une roue dentée coaxiale, ces deux roues étant directement en prise l'une avec l'autre. 13. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que les paires de poulies de suspension, avec leurs poulies de renvoi sont groupées sur au moins un palonnier de manoeuvre amovible par rapport au fardeau. 14. Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est appliqué à un système de manoeuvre comportant un chariot de hissage monté à coulisse sur un support sensiblement horizontal, des moyens étant prévus pour déplacer le chariot sur le support. 15. Dispositif conforme à la revendication 14, caractérisé en ce que le brin dorant de chaque cible de suspension est fixé au chariot, le brin de manoeuvre étant relié à un treuil porté par le chariot. 16. Dispositif conforme à la revendication 14, caractérisé en ce que le brin dormant de chaque câble de suspension est renvoyé par une poulie du chariot à un point fixe situé à une extrémité du support, le brin de manoeuvre étant renvoyé par une poulie du chariot à un treuil fixé à 1' extrémité du support opposée à la fixation du brin dormant.