Brevet FR2386720A1 — publié le 19781103

La présente invention concerne un dispositif de préhension hydraulique d'un élément comportant au moins une partie tubulaire interne ou externe. L'élément est par exemple un tube d'ancrage, un tube de forage ou un pieu, et le dispositif de préhension est, dans ce cas, particulièrement approprié pour servir a'enclume hydraulique" entre une sonnette de battage et le tube ou le pieu en vue de 11 enfoncement du tube ou du pieu. L'élément est par exemple un pilon, notamment un pilon très lourd de 10 à 200 T, comportant une partie interne ou externe en forme de tube, et le dispositif de préhension est, dans ce cas, particulièrement approprié pour servir de "crochet hydraulique" entre une grue et le pilon afin de soulever le pilon au moyen de la grue jusqu'à la hauteur de chute désirée. Le dispositif de l'invention comprend essentiellement un manchon à double paroi dont une paroi est rigide et dont l'autre-paroi est déformable dans le sens radial, ce manchon comportant des moyens pour transmettre à la paroi déformable une pression hydraulique apte à déformer cette paroi pour l'ap pliquer et la maintenir appliquée contre la partie tubulaire de l'élément à saisir. Dans une réalisation préférée, la paroi déformable est constituée de lamelles métalliques longitudinales fixées à leurs extrémités sur des anneaux qui sont placés aux deux extrémités du manchon et qui font corps avec la paroi rigide. Selon une autre particularité de l'invention, préconisée lorsque la paroi défornable-n'est pas étanche, le manchon comprend entre la paroi rigide et la paroi déformable une paroi élastique qui délimite avec la paroi rigide et, le cas échéant, avec les anneaux d'extrémité, un espace étanche muni d'une ouverture appropriée pour introduire dans cet espace un fluide de gonflage apte à gonfler la paroi élastique pour qu'elle transmette par contact à la paroi déformable la pression'hydrau- lique du fluide Si l'élément à saisir est un tube ou comporte une partie tubulaire externe ae préhension, le manchon est enfilé sur ce tube ou sur cette partie tubulaire et la paroi déformable du manchon est la paroi interne du manchon. Si l'élément à saisir comporte une partie tubulaire interne, le manchon est introduit à l'intérieur de cette partie tubulaire, et la paroi déformable du manchon est la paroi externe du manchon. On décrira ci-après des exemples de mise en oeuvre de l'invention, en référence aux figures du dessin joint sur lequel - la figure 1 est une coupe axiale d'un manchon de préhension utilisable conformément à l'invention comme "enclume hydraulique" - la figure 2 est une coupe transversale du manchon de la figure 1 suivant le plan II-II de la figure 1 - la figure 3 est un schéma d'une installation de mise en oeuvre du manchon de la figure 1 pour le battage d'un tube dans un terrain ;; - la figure 4 est un schéma de mise en oeuvre du manchon de la figure 1 pour le battage d'un tube en mer - la figure 5 est un schéma d'un dispositif comprenant une variante de manchon apte à servir de "crochet hydraulique" pour le levage d'un mouton - la figure 6 est un schéma du dispositif de la figure 5, le manchon étant en position de préhension, au cours de l'opération de levage du mouton, et - la figure 7 est une vue avec coupe axiale d'une variante de manchon apte à seoir de croc hydraulique pour le levage d'un mouton comportant une partie saillante tubulaire. Dans la réalisation représentée sur la figure 1, le manchon comprend une structure rigide constituée d'une paroi cylindrique extérieure rigide I montée entre deux anneaux d'extrémité 2,3 dont elle est solidaire. L'anneau supérieur 2 est apte à servir d'enclume de battage0 Sur cette structure rigide sont rapportées une paroi intérieure discontinue et déformable 4 constituée de lamelles métalliques longitudinales maintenues à leurs extrémités dans les anneaux, et une paroi continue et souple 5 maintenue à ses extrémités dans les anneaux et qui délimite avec la paroi rigide I un espace étanche 6 dans lequel un fluide de gonflage peut être introduit par une tubulure 7 traversant la paroi rigide. Les lamelles 4 qui constituent comme un "tube fendu" sont choisies suffisamment rigides dans le sens longitudinal pour transmettre les efforts de battage et suffisamment souples dans le sens transversal pour bien s'appliquer sur le tube, la membrane souple et étanche 5 qui permet d'appliquer une pression (hydraulique ou neunatique) sur les lamelles est choisie suffisamnent résistante. pour ne pas être déchirée et poinçonnée au droit des fentes 8 (figure 2). L'effort de battage appliqué à la structure rigide de l'anneau par un moyen quelconque connu, par exemple une sonnette 10 (figures 3 et 4), est transmis aux lamelles métalliques, puis par frottement au tube 9. Cet effet transmissible croit avec la surface des lamelles métalliques, la pression de serrage et le coefficient de frottement entre les matériaux constituant les lamelles et le tube ; il peut varier de 100 kg à 100 T dans les applications pratiques. - Les avantages de l'invention dans l'appltcation au battage de tube, sont nombreux , à savoir - battage du tube à faible distance du sol (1 à 5 m), ce qui limite la hauteur et le poids de l'engin servant au battage (figure 3), et surtout évite le flambement du tube, sous l'influence des impacts.Dans ce cas, le mouton 10 est annulaire (chute libre ou vibro-marteau, etc...) Ce résultat est particulièrement favorable pour le battage des tubes en mer (figure 4). - gain de tempos de battage dans la mesure où la technique permet d'allonger le tube pendant le battage du tronçon précédent ; - réduction de la fatigue sur le tube en raison d'une meilleure distribution des contraintes sur la surface du tube (ce qui n'est pas le cas quand la frappe s'effectue en teste du tube) - possibilité d'effèctuer des opérations à l'intérieur du tube pendant le battage (carottage, trépannage, injection, etc.. .) -; - possibilité d'effectuer des mouvements de rotation en même temps que des efforts de battage sur le tube, à condition de prévoir une alimentation d'huile sous pression par joint tournant. Un autre exemple d'application du dispositif concerne le levage de gros moutons qu'on soulève à grande hauteur et mouton laisse tomber ensuite en chute libre. Il est extrm?ment utile de pouvoir désolidàriser la masse tombante du système d'accrochage (sur brin simple ou sur poulie de mouflage) de manière à éviter une rotation trop rapide du treuil de levage. On a représenté sur la figure 5 un cas dans lequel la masse 11 joue le rôle de "femelle" et comporte un cylindre rigide 12 surmonté d'un cône 13 pour faciliter la réentrée du système, et le manchon d'accrochage 14 joue le rôle "mâle". Le manchon est lié directement au crochet (en cas de bride levage simple) ou à la poulie 15 (en cas de brins doubles) de la grue 16. Dans cette application, le manchon a même structure que dans le cas de la figure 1 sauf qe les lamelles constituent la paroi extérieure du manchon autour de la centrale dilatable et sauf que l'anneau supérieur du manchon n pas besoin de constituer une enclume. Les lamelles reliées à la tête d'attache peuvent transmettre l'effort de traction (apporté par le câble) à la masse grâce à leur frottement sur l'intérieur du tube 12 constituant la cheminée centrale de la masse 11. Le jeu entre la cheminée et le "crochet hydraulique" est très faible (de l'ordre de quelques millimètres) ceci oermet par un faible gonflement de la cellule centrale d'obtenir un contact frottant. Le treuil se déroule sous le poids du crochet hydtau- lique ; celui-ci rentre dans l'entonnoir et il est dirigé automatiquement dans la cheminée. Une mise en pression hydrauli- que permet le serrage entre le crochet et la paroi iriterieure de la cheminée. Cn peut alors soulever la masse (figure 6). La pression hydraulique est réglée automatiquement pour obtenir l'effort de soulèvement recherche (sans surpres- sion inutile). lorsque la masse est à la hauteur voulue, il suffit de supprimer la pression hydraulique pour ramener le diamètre du tube gonflant à son diamètre de repos, et supprimer. tout contact et donc toute force de frottement entre le crochet hydraulique et la masse, Les avantages de cette technique sont multiples : - possibilité de libérer la charge sans usure de -l'appareil de préhension - grande simplicité et robustesse de l'appareillage permettant une réentrée aisée et rapide dans'la cheminée centra- le ; les chocs sont sans influence sur la tenue de l'appareil - télécommande facile des manoeuvres ; --télécommande progressive de lteffort, ce qui élimine des à coups dans les supports. Une autre variante de l'appareil (figure 7) consiste à prévoir une tige centrale 17 sur la masse 18 que vient coiffer un manchon 19 avec surface déformable interne ; l'entrée du manchon est facilitée par un cône métallique 20 solidaire du manchon et qui prolonge, en fin de course, l'extrémité inférieure du manchon pour s'appuyer directement sur la masse 18 ellemême, et réduire ainsi les contraintes parasites entratnées dans la tige centrale 17 sous I'effet d'efforts légèrement obliques. Des contreforts rigidifient la structure constituée par le manchon 19 et le c3ne 20. R E V E N 3) i C A T i 0 N S 1. Dispositif de préhension hydraulique d'un élément comportant au moins une partie tubulaire interne ou externe, caractérisé par le fait qu'il comprend un manchon à double paroi dont une paroi est rigide et dont l'autre paroi est déformable dans le sens radial, ce manchon comportant des moyens pour transmettre à la paroi déformable une pression de fluide apte à déformer cette paroi pour l'appliquer et la maintenir appliquée contre la partie tubulaire de l'élément à saisir. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la paroi déformable est constituée de lamelles métalliques longitudinales fixées à leurs extrémités sur des anneaux qui sont placés aux deux extrémités du manchon et qui font corps avec la paroi rigide. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le manchon comprend entre la paroi rigide et la paroi déformable une paroi élastique qui délimite avec la paroi rigide et, le cas échéant, avec les anneaux d'extrémité, un espace étanche muni d'une ouverture appropriée pour introduire dans cet espace un fluide de gonflage apte à gonfler la paroi élastique pour qu'elle transmette par contact à la paroi déformable la pression hydraulique du fluide. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la paroi déformable du manchon. est la paroi interne du manchon. 5. Application d'un dispositif selon la revendication 4 au battage d'un tube ou d'un pieu. 6. Application selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le manchon comporte un anneau supérieur servant d'enclume de battage. 7. Dispositif selon l'une des revendications I à 3, caractérisé par le fait que la paroi déformable du manchon est la paroi externe du manchon. 8. Application d'un dispositif selon la revendication 4 au levage d'un pilon, ledit pilon comportant une partie supérieure saillante en forme de tube. 9. Application selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le manchon est prolongé à son extrémité inférieure par un c3ne de guidage qui forme avec lui une structure rigide. 10. Application d'un dispositif selon la revendication 7 au levage d'un pilon, ledit pilon comportant une partie interne en forme de tube.