Brevet FR2361301A1 — publié le 19780310

La présente invention concerne l'emploi combiné de deux grues à tour ou plus, ou grues similaires pour constituer un portique. On envisage que invention puisse s'appliquer aux chantiers de construction navale et autres lieux de construction et montage où on a à lever et mettre en place des charges lourdes et de grande dimension. Il est connu qu une grue a tour puisse se transformer en un portique par la solution simple qui consiste a placer ltextrémité libre de son bras ou flèche en tête d'une seconde grue à tour qui le supporte (voir par exemple "grues à tour dans la construction de bâtiments" par I. Kogan, 3ème addition ; Mashinostroenie, Moscou 1971, page 29, figure 21). Le désavantage de cette disposition est qu'avec deux grues en opération conjointe, on n utilise pas la capacité totale des grues formant support car celles-ci ne servent que d support et simple. Ce désavantage est éliminé dans cette invention 0?, essentiellement, les grues se supportent mutuellement l'une l'autre, ce qui leur permet d'utiliser leurs mécanismes de levage simultanément et de lever unecharge égale à la somme de leurs capacités portantes séparées. Les deux grues peuvent avoir des tours tournantes ou non tournantes et leurs bras ou flèches peuvent être soit fixés horizontalement, soit mobiles dans un plan vertical. Les contrepoids nécessaires peuvent être situés soit à une certaine hauteur (habituellement au niveau de la flèche) et à une certaine distance de l'axe de la tour, ou au-dessus du portique à pieds à une distance plutôt faible de l'axe de la tour, les considérations qui décident de cette position étant connues de lthomme de l'art. Les figures 1-8 illustrent le concept de l'invention avec un certain nombre d'exemples et de détails de construction. La figure 1 montre schématiquement l'opération conjointe de deux grues à tour transformées selon l'invention, un passage étant tour forme entr'elles par exemDle,une cale. La première grue comporte principalement un portique à pied 1, une tour 2, une tête de tour 3, un contrepoids 4 et une flèche 5 ; de la même façon, la seconde tour comprend un portique la, une tour 2a, une tête de tour 3a, un contrepoids 4a et une flèche 5a. Pendant le fonctionnement conjoint des tours, selon l'invention, la flèche 5a repose sur une console 6 prévue près de la base de la tête de tour 3 et de la même façon la flèche 5, sur une console 6a près de la tête 3a (figure 4). Si l'écartement des grues et donc le passage enter'elles et la structure en cours de construction est suffisamment large pour les petites charges, les grues peuvent être non tournantes. Dans ce cas, deux modes de mouvement seulement sont nécessaires lorsque les grues fonctionnent séparément : (1) déplacer la grue en arrière et en avant et (2) déplacer le chariot le long de la flèche Si ces passages n'existent pas, on peut également faire appel a la rotation de la flèche (figure 2). Pour un fonctionnement conjoint, les flèches 5 et Sa peuvent être placées soit côte a côte, soit l'une au-dessus de l'autre ou même une flèche peut être en fait une double flèche et l'autre une simple flèche. (figure 3). Lorsque le travail s!exécute dans des endroits restreints, les contrepoids des grues peuvent être placés juste au-dessus du portique, très près de l'axe de la tour, selon la pratique conven tionnelle (figure 5). Les tours peuvent être tournantes ou non tourantes . La figure 2 montre les grues en fonctionnement séparé. Il est possible de prévoir un déplacement parfaitement horizontal de ia charge lorsque le chariot se déplace le long de la flèche inclinée. Les figures7 et 8 montrent le fonctionnement conjoint de trois grues. Deux combinaisons différentes sont possibles. A savoir les grues II et III forment un portique de la manière décrite cidessus, tandis que la grue I fonctionne séparément (figure 7) ou le portique est formé par les grues I et II tandis que la grue III fonctionne indépendamment (figure 8). Si on le désire, le fonctionnement conjoint de plus de trois grues identiques est également possible. Les figures 5 et 6 montrent un système de deux grues couplées Ia et Ib en combinaison avec un grue simple II, où la flèche 5c de la grue Il passe entre les flèches 5a et 5b des grues Ia et Ib respectivement, les trois flèches reposant sur trois consoles les flèches 5a et 5b reposent chacune sur une console de chaque côté de la tour de la grue II, tandis que l'extrémité libre de la flèche 5c, appartenant à la grue II repose sur une double console 6 qui est faite de deux pièces, adaptées chacune respectivement aux côtés intérieurs des grues Ia et Ib. Une grue en forme de portique selon l'invention peut être montée non seulement à partir de deux grues à tour mobiles ou plus, comme décrit, ci-dessus ; mais d'autres types de grues flèche peuvent être également utilisées dans la combinaison, par exemple un mât haubanné (figure 9) ou une grue sur chenilles (figure 14), l'une des grues étant fixe (figures9 et 14). Les figures 9-14 montrent la combinaison d'un mât haubanné et de deux grues à tour. Le ,mât haubanné tournant 10 est haubanné avec des câbles 11. A mi-hauteur du mât 10, la flèche 12 portant un chariot pour charge, est fixé d'une manière conventionnelle. En face du mât haubanné, sur des rails constituant un arc de cercle 14 (figure 12), les deux grues à tour 15a et 15b sont disposées de façon que leurs flèches 16a et 16b soient parallèles à la flèche 12 du mat haubanné. L'extrémité libre de cette flèche repose sur des consoles 17a et 17b sur les grues à tour (figure 9). Dans le but d'illustrer la souplesse et l'adaptabilité de cette disposition, les flèches 16a et 16b des deux grues à tour sont représentées placées sous la flèche 12 du mât haubanné. Les flèches 16a et 16b des grues à tour reposent sur des consoles 18a et 18b prévues sur le mât haubanné 10. Les chariots 19 (19a et l9b, figure 11) se déplacent le long des flèches 16a et 16b, la charge Q étant portée conjointement par le chariot 13 du mât haubanné et par les chariots 19 des grues à tour. Pour travailler séparément, la flèche 12 du mât haubanné est mise à niveau et on fait pivoter les flèches 16a et 16b, derrière la tour sur le côté du mât haubanné 10. Les grues travaillant isolément sont représentées sur la figure 13. La figure 14 représente le travail simultané d'une grue fixe à chenilles en combinaison avec une grue à tour mobile, pour illustrer la combinaison de deux tours à longueurs de flèches différentes. La flèche 21 est installée en tête du mât 20 de la grue sur chenille; sur l'extrémité libre reposant sur la flèche 22 de la grue a > tour 23 près du point de suspension 24. L'extrémitélibre de la flèche 22 de la grue à tour repose sur un appui convenable prévu sur le mât 20 de la grue sur chenille. S'il faut autoriser des modifications dans la distance entre les grues à tour et sur chenilles, l'extrémité libre de la plus courte des deux flèches -dans le cas présent, la flèche 21 de la grue sur chenilles- est prévue pour s'appuyer sur un chariot prévu dans ce but, chariot qui à son tour se déplace le long de la flèche la plus longue- dans le cas présent le chariot support 25 voyageant le long de la flèche de grue 22 tour 23-. L'extrémité libre de la flèche la plus longue 22 peut, de façon convenable, avoir une forme de fourchette pour permettre le déplacement approprié de la grue à tour ou de la grue sur chenilles; mais d'autres dispositifs peuvent facilement être proposés. Dans le cas illustré figure 15, la fourchette 26 entoure le mât 20 et s'appuie sur une double console 27. Si l'on désire découpler les grues pour travailler séparément, la flèche 21 est levée pour la dégager du chariot support 25, après quoi on peut sortir la grue à tour 23 de la zone de travail, la fourchette 26 cessant alors d'entourer le mât 20. La figure 17 illustre le travail distinct comme décrit. Lorsque les grues travaillent conjointement, la charge Q est portée par les deux chariots de charge 28 et 29 travaillant ensemble ; mais la charge Q ne peut se déplacer que dans les limites de la longueur de la flèche la plus courte 21. Aux points où la flèche 36 s'appuie sur la tour opposée, on peut installer des galets 30 (figures 18 et 22). Lorsque la flèche repose sur deux tours (figures 18 et 21), les galets 30 doivent être installés sur un bras télescopique. Une partie 31 de ce bras est fixée sur une tour 33 et l'autre partie 32 sur une autre tour 34. Lorsque les trois grues travaillent ensemble et que les tours 33 viennent l'une contre l'autre, la pièce 32 entre dans la pièce 31. Lorsque les grues travaillent séparément, la pièce 32 sort librement. Les pièces 31 et 32 sont fixées aux tours 33 et 34 par des charnières 35, de sorte qu'elles peuvent tourner librement lorsque la flèche 36 tourne par rapport à l'axe de la voie ferrée (figures 19 et 20). Près des galets, sont installés des guides 37 pour diriger l'extrémité de la flèche 36 sur les galets 30 lorsque l'on abaisse cette flèche (figure 22).- Dans tous les cas décrits la tension sur les supports de flèche doit être automatiquement réglable selon la charge levée et la position. de la charge (chariot) le long de la flèche. Ce réglage peut se faire par exemple à l'aide d'un bras culbuteur 38, monté sur l'axe 39 sur la tête la plus basse (figure 23, ~ vue latérale, figure 24 vue arrière). Le bras 40 de la suspension 41 de la flèche est fixé d'un côté de ce bras culbuteur ; de l'autre côté est fixée la suspension 42 de la flèche de contrepoids. La poulie 43 du câble de levage 44 est également montée sur le bras-culbu teur 38. Ce bras culbuteur 38 est également relié à la la te 45 de la tour par l'intermédiaire d'un amortisseur 46. Dans le cas d'un manque d'équilibrage, cet amortisseur repose sur la tête de la tour. Le choix de la longueur des bras amortisseurs 38 et de l'emplacement de la position de la poulie 43 se fait selon l'équation Sk + St = const. et Sc = Stb + Pa La valeur maxima est limitée par la seconde équation et la valeur minima par la condition d'équilibre de la flèche levée. Dans le cas où S est supérieur a > à Stb + Pa, l'amortisseur 46 est compri c t mé à fond et sert de support pour le bras culbuteur 38. Ceci établit la stabilité de la flèche 36, qui ne peut pas être levée après que le bras culbuteur 38 soit venu en position sur l'amortisseur 46. Le diagramme (figure 25) montre que lorsque le chariot de flèche dépasse le point A dans le sens de la tour opposée, la tension S atteint sa valeur la plus élevée et le bras culbuteur 38 est équilibré. Lorsque le chariot dépasse le point A dans la position posée, le bras culbuteur est porté par l'amortisseur 46 et la tension S diminue. Au point A la flèche 36 est équilibrée et ne repose pas sur la tour de la grue opposée. Le retour du chariot au pied de la flèche ne modifie pas l'équilibrage puisque la tension S diminue. L'extrémité de la flèche 36 ne se lève que de quelques centimètres, provenant du raccourcissement élastique du bras 44. On peut également noter que la tension S dépend de la charge Q suspendue au crochet de la grue. il n'existe pas de relation linéaire entre la tension S et la charge Q. Si la charge Q est égale a > 50 du maximum, la tension S = 0,69 S maxi et si Q = 0, S = 0,36 S maxi. Ce réglage très simple est donc suffisant et ne demande pas de mécanisme supplémentaire. Il sera évident d'après les descriptions précédentes que de nombreuses et variées combinaisons de deux grues et plus de même type ou de type différent peuvent s'adapter pour le travail conjoint qui forme l'essence de cette invention sans s'écarter par là de son objet. Applications et avantages. Le système proposé peut être utilisé pour faciliter la construction de navires comme variante moins coûteuse et plus souples aux grues à portique. En raison de la nécessité d'incliner et de manoeuvrer d'autre façon des charges lourdes et de forme brute, en plus des manoeuvres de monte et baisse, les grues à portique de chantier naval sont habituellement munies de trois mécanismes séparés et complémentaires de levage. Le remplacement de ces derniers par trois grues à tour couplées, par exemple, permettra d'effectuer les operations necessaires avec la même efficacité. Avec le système -selon l'invention, la coque et la superstructure du navire peuvent être construites avec un seul et même jeu de grues, tandis que si l'on utilise une grue à portique, cette dernière devrait etre d'une hauteur exceptionnelle pour permettre de desservir la superstructure en son point le plus haut. Avec le système selon l'invention, la coque peut être montée avec deux grues à tour travaillant en combinaison formant un portique, leur sauteur étant suffisante pour la coque qui se trouve relativement a > faible hauteur, mais leurs forces réunies étant suffisantes pour manutentionner les pièces les plus lourdes, quilles, etc. Pour le montage de la superstructure, les deux grues à tour seront ensuite utilisées séparément avec leurs flèches levées à la hauteur nécessaire. Pour monter des éléments de coque sur une cale de lancement avec une grue à portique, on dépense beaucoup de temps à transporter les pièces lourdes depuis les ateliers jusqu'à la cale de lancement. Tous les chantiers sont donc équipés avec des grues à tour plus légeres en plus des portiques. Avec la méthode selon l'invention deux grues à tour peuvent à elles-seules remplir les deux fonctions. Une grue à portique peut, en règle générale, ne desservir qu'une seule cale de lancement. Une combinaison de trois grues à tour avec l'appariement alternatif selon l'invention permet de desservir deux cales de lancement. Du fait que les grues a > tour peuvent être commandées et mises en service séparément et du fait que d'un autre côté le travail sur la cale de lancement peut commencer avec une seule grue, l'investissement peut se répartir sur une certaine période de temps; tandis qu'avec des grues à portique, la totalité du débours en capital doit être engagé en une seul fois. Exemple Les résultats d'un essai de comparaison entre une gruP à portique conventionnelle et un système de trois grues à tour selon l'invention est indiqué ci-après. Grue à portique 3 grues à tour Capacité de charge (tonnes) 480 3 x 160 Portée (m) 100 100 Hauteur de levage (m) 70 52 * Vitesses (m/min) levage 2-20 2-20 déplacement de grue 30 30 déplacement de chariot 20-40 20-40 Poids (en tonnes) 2 000 3x350 = 1 050 Coût (%) 100 60 n 3 grues conjointes consituent un portique. REVENDICATIONS. 1. Une grue à portique à tour comprenant deux grues comportant chacune une tour portant une tête de tour, la tête de tour étant munie d'une flèche et d'un contrepoids, caractérisée en ce que les grues comportent chacune les moyens permettant aux grues d'utiliser leurs mécanismes de levages simultanément et de lever une charge égalé à la somme de leurs capactiés de levage séparées. 2. Une grue à portique à tour, selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque grue est munie d'une console sur laquelle peut s'appuyer la flèche de l'autre grue. 3..Une grue à portique à tour selon la revendication 2, caractérisée en ce que les grues ont des tours tournantes. 4. Grue à portique à tour selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les flèches sont soit fixes en position horizontale, soit mobiles dans un plan vertical. 5. Une grue à portique à tour selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce queechaque contrepoids est situé au niveau de sa flèche associée. 6. Une grue à portique à tour selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'une des grues est une grue couplée comportant deux tours, deux têtes de tours et deux flèches, l'autre grue comportant deux consoles sur lesquelles les deux flèches peuvent s'appuyer, et la flèche de l'autre grue passant entre les flèches des grues couplées lorsque les grues sont en appui mutuel. 7. Une grue à portique à tour caractérisée en ce que l'une des grues est un mât haubanné ou une grue sur chenilles. 8. Une grue à portique à tour selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisée en ce qu'elle comprend au moins trois grues fonctionnant en combinaison.