Brevet FR2405895A1 — publié le 19790511

La présente invention concerne un élévateur a personnel utilisé notamment, sur les chantiers de construction ou de travaux publics, pour monter ou descendre l'opétateur d'un engin de levage, par exemple une grue de grande hauteur. Le grutier accède, dans l'étant actuel de la technique, à sa cabine placée au semmet de la tour de grue, par une échelle ver- ticale, le plus souvent intégrée dans la mâture. A intervalles réguliers, des plates-fermos,ou surfaces de repos, sont aménagées sur la structure. Ces moyens traditionnels offrent une sécurité toute relative et occasionnent une fatigue et une perte de temps importants. La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients et de réaliser un élévateur mécanique,simple et muni d'un dispositif de sécurité, le dispositif selon l'invention permettait le montage rapide, sûr et sans difficultéx du grutier, sans alourdir sensiblement la structure verticale de la grue ou analogue Un élévateur A personnel selon l'invention comprend une cabine-ascenseur munie, à sa partie supérieure, d'un câble de traction pour se montée ou sa descente, des moyens de guidage étant fixés extérieurement i la cabine pour coulisser auteur de câbles statiques tendus entre les positions basse et haute de la cabine de l'élévateur qui est caractérisé en ce qu'il comporte un système de sécurité comprenant des moyens pour le freinage et l'immobilisation complets de la cabine en cas de rupture du cf- ble de traction, la mise en oeuvre de ces moyens étant assurée automatiquement par un dispositif détecteur de la vitesse de dé- filement d'un mécanisme qui suit les déplacements de la cabine, l'ensemble du système de sécurmté entrant en oeuvre dès qu'une anomalie quelconque provoque une accélération trop importante de la vitesse de l'élévateur. Suivant une autre caractéristique, un système de sécurité complémentaire interdit la mise en route de la cabine quand le dispositif de sécurité principal, relié à l'élévateur, n'est pas en état de réagir immédiatement en cas d'incident. Suivant une autre caractéristique, le dispositif de sécurité principal comporte un câble relié à un palonnier qui suit les mouvements de la cabine, le câble passant sur un tambour détec- tour de survitesse capable d'immobiliser le cable donc le palonnier en cas d'anomalie de fonctionnement. Suivant une autre caractéristique, le palonnier porte des moyens pour coulisser le long des cibles statiques de guidage et, à chacune de ses extrémités, il est équipé de supports ou tire-câbles constitués pae des filets métalliques, tissés et déformables, ces filets étant disposés autour des cibles statiques pour constituer les moyens de freinage et d'immobilisation de la cabine par resserrement et allongement sur les ct- bles statiques de guidage.Ces moyens de freinage sont complé- tés par des organes d'amortissement, par exemple des ressorts de compression qui sont disposés autour de tubes de guidage et positionnes entre un appui inférieur solidaire du palonnier et un appui supérieur solidaire de la cabine Parmi les principaux avantages de l'invention, on notera sa très gronde facilité de mise en oeuvre et de fonctionnement, sa fiabilité plus élevée que dans les mécanismes connus et l'amélioration des conditions d'industrialisation.De plus, ce dispositif peut aisément entre adapté sur une mature de hauteur variable (grue à tour à mat télescopique par surélévation) Le dessin annexé, donné 8 titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre la nouveauté de l'invention Fig. 1 est une vue d'ensemble d'un élévateur suivant l'invention. Fig. 2 est une vue latérale, avec une coupe au niveau du systbme de sécurité en position de repos. Fig. 3 illustre la mise en oeuvre de 19 sécurité en cas d'anomalie (rupture du cible de traction) Fig. 4, 5 et 6 sont des vues détaillées des tire-câbles. On a représenté, en figure 1, un élévateur ou cabine monte personnel 1 qui porte respectivement à ses parties supérieu- re et inférieure, des platines de coulissement 2 et 3. Ces platines sont percées d'orifices qui autorisent le passage de cas bles,statiques,tendus 4,pour le guidage de la cabine. En haut de la cabine on fixe un cible 5 de traction qui est commandé depuis un treuil de levage 6 porté par la structure de grue (non représentée).L'ancrago 7 du câble 5 sur la cabine est fixe. Les cibles 4 de guidage sont tendus entre les postes de récep- tion haut et bas de la cabine qui, à mi-hauteur de se structure, et au niveau des cibles 4, porte des appuis 8. D'autres moyens d'appui 9, également solidaires de la cabine, sont fixés 9 sa partie supétieure. Ainsi qu'on le verra plus loin, ces moyens 8 et 9 forment des appuis pour les éléments d'un dispositif de sécurité qui assure le freinage de la cabine en cas d'anomalie de fonctionnement. Ce dispositif de sécurité comprend un palonnier de sécurité 10, horizontal, percé, près de ses extrémités, d'orifices de façon i peuvoir coulisser le long des câbles de guidage 4. Un câble de sécurité 11 est relié, par une de ses extrémités, en un peint solidaire de la partie centrale du palonnier 10. Ce point être soit un ancrage sur un tambour récupérateur de câble (fig. 1, tambour 12 fixé & la partie haute du palonnier), seit un peint d'accrochage 13 directement fixé sur le palonnier (fig. 2 et 3). A partir de ce point* le câble de sécurité 11 circule librement sur des poulies de renvoi 14, sur un dispositif ditec- tour de survitesse 15 et sur une poulie 16 inférieure qui fait partie d'un mécanisme de tension, par exemple du type à contre poids 17. L'extrémité opposée du cSble 11 de sécurité revient s'accrocher sur le palonnier 10 (ou sur le tambour récupérateur). Le câble 11 définit un trajet fermé sur lui mise. A chacune de ses extrémités, le palonnier 10 est équipé d'un support, ou tire-câble 18, qui est constitué par un filet métallique tissé et souple. Au repos, châque tire-câble est guidé et plaqué contre la paroi intérieure d'un tube rigide 19 à l'intérieur duquel il est disposé. Les tubes 19 sont positionnés autour des câbles de guidage 4. Ils sont ouverts & leur extrémi- té supérieure. Leur extrémité inférieure est solidaire d'un flasque 20 sur lequel est ancrée la partie intérieure du tire- câble 18 correspondant qui, par son extrémité supérieure, est accroché au palonnier de sécurité 10 (figures 4, 5 et 6). A l'extérieur du tube t9, on dispose un ressort de compres sion 21 qui est en appui , d'une part sous les appuis supérieurs 9 de la cabine et, d'autre part, sur les épaulements formés par les flasques 20 solidaires des tubes 19. Enfin, le tube 19 peut coulisser dans 11 appui 9, tandis que son flasque inférieur peut venir en butée sur l'appui 8 de la cabine (figures 2 et 3). La mise on route du treuil de levage 6 n'est possible que si le câble 11 de sécurité est suffisamment tendu, donc prêt à détecter toute anomalie Pour cela, on utilise, par exemple, un contacteur de sécurité 22 commandé par le contrepoids 17 du mécanisme de tension (fig. 1). Le détecteur de survitesse 15 est d'un type quelconque connu, par exemple à cliquet.Enfim, le tambour récupérateur 12, fixé sur le palonnier, permet d'ajuster la longueur utile de câble 11 exactement à le hauteur de la mâtu- re (pour des grues ou analogues dont la hauteur de fonctionne- ment peut être modifiée ) Le fonctionnement normal de l'élévateur est le suivant 2 les mouvements de montées et de descentes de la cabine 1 sont assurés par la rotation du treuil 6 sur le tambour duquel peut s'enrouler (ou se dérouler) le câble de traction 5.Le déplacement de la cabine est guidé par les câbles statiques 4, tendus entre les postes bas et haut et le long desquels coulissent les platines perforées 2 et 3, ainsi que les moyens d'appui 8 et 9 du dispositif de sécurité Le palonnier de sécurité 10 suit en permanence les mouve- ments de la cabine à laquelle il est relié de manière élastique par les tire-câbles, les ressorts de compression et les appuis du dispositif de sécurité. En fonctionnement normal, le déplacemont de la cabine est transmis au palonnier par les appuis 8 et 9 solidaires de @a cabine et entre lesquels est disposé chacun des ressorts de compression 21.Le tire-câble ou filet mé- tallique 18 est solidaire du palonnier il est plaqué contre la paroi interne du tube rigide 19 qui entoure le câble de guidage 4 correspondant. Enfin le filet 18 est ancré, par le bas, sur le tube 19 de façon que, aussi bien à la montés qu'i la descente, les fils métalliques fermant les mailles du tire-câble ne subissont pas d'usure par frottement (ni contre les câbles de guidage, ni contre des organes mécaniques extérieurs).Les positions respectives des organes on cours de fonctionnement normal sont illustrées sur les figures 1, 2 et 4. On notera que ce fonctionnement ne peut être déclenché que si le dispositif de sécurité est prêt à réagir instantanément. Peur cela, il faut que le câble de sécurité 11 soit cerrectement tendu, ce qui est contrêlé en permanence par l'action d'un dispositif de tension (contrepeids 17) sur un contacteur de sécurité 22 dent l'ouverture interdit la mi- se en route du treuil de levage 6 ( fig. 1). Si, en cours de levage de la cabine, le câble de sécurité 11 se détend au-dessous d'un seuil de tension prédéterminé, le con tac tour 22 change d'état et bloque le mouvement du treuil quand la cabine est, par exemple à son poste bas s en effet, le dispositif de sécurité n'offre plus les garanties souhaitées. On voit que le dispositif comporte un contre permanent de la sécurité. La sécurité de l'élévateur monte-personnel est basée sur la mesure de la vitesse de défilement du cible de sécurité 11, c'est-à-dire sur la détection d'une vitesse excessive de la cabiho. Cette anomalie peut se produire pour une raison quelconque et, en particulier, en cas de rupture du cible de traction 5 ou du mécanisme d'entraînement 6. Le fonctionnement de la sécurité est le suivant a) en cas de rupture, la cabine prend, sous l'effet de son propre poids, une vitesse de chute anormale. b) dans un premier temps, elle entratne le palonnier 10 et le cible de sécurité 11 qui circule sur un détecteur de survitesse 15. c) ds qu'un seuil donné de vitesse a été franchi, le détec- teur 15 bloque le câble 11, si bien que le mouvement de descente du palonnier 10 (auquel est fixé le câble 11) est stoppé. d) le palonnier étant immobilisé, la cabine poursuit, pendant un court instant, sa chute libre. Elle commence, par l'intermédiaire de ses appuis supérieurs 9 et des ressorts héli coïdaux 21, à tendre les tire-câbles 18, ces ressorts repoussant vers le bas les flasques 20 qui comportent les ancrages inférieurs des tire-câbles tissés 18 (figures 3 et 5). e) les tire-câbles 18 étant fixés, & leurs sommets, sur le palonnier 10 immobilisé, on comprend que la phase précédente (d) provoque l'allongement des tire-câbles ou filets métalli- ques déformables ; l'augmentation de leur longueur modifie l'orientation des fils qui les composent ; les mailles sal- longent et, simultanément, se resserrent ce qui a pour effet de réduire la largeur du filet métallique qui vient se plaquer contre les cibles do guidage 4 f) en fin de course, on observe un resserrement maximal des tire-cables contre les câbles statiques, le coincement ainsi réalisé assurant l'immobilisation de la cabine, tandis que les ressorts 21 réalisent l'amortissement final. On notera que la liaison entre le palonnier de sécurité et la cabine est relativement souple. En particulier, les ressorts de compression 21 permettent d'éviter les chocs brutaux qui pourraient endommager les mécanismes de sécurité. On a vu précédemment qu'il était essentiel de conserver un cible de sécurité 11 correctement tendu. En effet, si ce câble est détendu, il ne dépassera le seuil du détecteur 15 que lorsque la cabine aura effectué une chute libre relative sent importante, donc aura déjà emmagasiné une énergie cinétique non négligeable. Le contacteur de sécurité de mise en route permet de réaliser, en cas d'anomalie, une détection pratiquement instantanée au niveau du détecteur 15. De plus, le temps de réponse,défini par la durée écoulée entre la détection et le blocage du palonnier, est presque nul. Des essais ont montré qu'une rupture (provoquée) du câble 5 de traction laissait, grâce au dispositif de l'invention, la cabine suspendue aux câbles de guidage 4 par l'intermédiaire des tire-câbles métalliques porteurs 18, après une "chute libre " de l'ordre de quelques centimètres. Un autre avantage du dispositif de sécurité réside dahs sa fiabilité, ceci quelles que soient - les conditions atmosphériques ambiantes - la nature du matériau constituant les câbles de guidage; - les traitements (notamment de surface) effectués tolen- tairement ou accidentellement sur ces cIbles Par ailleurs, le dispositif est prévu pour fonctionner efficacement avec un seul tire-câble: même si l'un des deux tire-câbles est détérioré, la cabine peut être immobilisée dans les pires conditions extérieures. Bien entendu, le dispositif de sécurité n'est que très exceptionnellement sollicité durant la durée de vie de l'engin. Or, on a pu effectuer plus de 500 blocages et immobilisations successi fs, sans remarquer d'anomalies de fonctionnement. REVENDICATIONS 1 - Elévatour mente-personnel, destin notamment à équiper la mâture verticale de grues à grande hauteur, eu d'engins de chantier analogues, comprenant une cabine dont les mouvements de montée et de descente sont commandés par un mécanisme d'entraînement port par l'engin , caractérisé en ce qu'il comporte un système de sécurité comprenant un moyen pour la mesure et la détection permanente de la vitesse de la cabine, un dispositif de freinage et d'immobilisation de ladite cabine dès que sa vitesse dépasse un seuil donné et des organes souples, déformables et élastiques destinés à immobiliser la cabine sans provoquer de chocs, ces organes étant disposés entre les moyens de sécurité et la cabine pour les relier l'un à l'autre. 2 - Elévateur monte-personnel suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que le dispositif comporte un palonnier relié élasi- quement à la cabine, le paiennier pottant, dans sa partie centrale, un moyen do fixation d'un câble de sécurité qui circule sur un détecteur de survitesse, tandis que la cabine est suspen- due à un câble de traction dont l'extrémité opposée est ancrée sur un moyen de levage, par exemple le tambour d'un treuil. 3 - Elévateur suivant la revendication 2, caractérisé on ce que l'extrémité du câble de sécurité est directement ancrée en un peint fixe du palonnier de sécurité. 4 - Elévateur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le câ ble de sécurité est ancré sur un tambour récupérateur de câble, ledit tambour étant solidaire du palennier. 5 - Elévateur suivant @une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des c@bles sont tondus entre les pestes haut et bas de la cabine pour en assurer le guidage, ainsi que celui du palonnier de sécutité aux extrémités duquel sont fixés dos support tire-câbles (par leur partie haute), chacun de ces supports étant logé dans un tube rigide, chaque tire-câble é- tant ancré , par sa partie inférieure, à la partie basse d'un tube. 6 - Elévateur suivant la revendication 5, caractérisé on ce que chaque tire-cable est constitué par un filet métallique, souple, tissé et déformable, un tel filet étant disposé de façon à entourer un cIble de guidage. 7 - Elévateur suivant l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que les moyens de liaison entre la cabine et le palonnier de sécurité sont sont complétés par des moyens d'appui solidairoede la cabine, percés pour permettre le passage des cables de guidage, et disposés pour former une paire d'appuis supérieure et une paire d'appuis médians (par rapport à la hauteur de la structure de cabine) , tandis due des moyens d'amirtissement des chocs sont disposés entre d'une part un appui inférieur solidaire de la base d'un tube rigide et d'autre part un appui supérieur solidaire de la cabine, ces moyens étant, par exemple, des ressorts hélicoïdaux de compresse sion entourant les tubes rigides des tire-cIbles. 8 - Elévateur suivant lrune quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le câble de sécurité passe sur un dispositif de tension de cable comprenant un contacteur de sécurité relié aux moyens de levage de la cabine, la positien de ce contacteur étant prévue pour interdire la mise en route de l'élévateur (ou pour interrompre son fonctionnement) aussi longtemps que le câble de sécurité n'est pas correctement tendu. 9 - Procédé de mise en oeuvre du dispositif de sécurité consistant à bloquer et immobiliser la cabine de l'élévateur montepersonnel suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que - on affiche, sur le détecteur de survizesse, un seuil de défilement que le câble de sécurité ne doit pas dépasser t - on tend correctement ce cIble de sécurité pour que,en cas d'anomalie, sa réaction soit quasi-instantanée - on provoque le blocage et l'arrêt du mouvement du palonnier par immobilisation du cIble de sécurité des que as vitesse dépasse le seuil affiché, par exemple en cas de rupture du cible de traction de la cabine n - en utilise, pour immobiliser la cabine, la structure tissée des tire-ctbles métalliques et leur ancrage d'une part sur une pince fixe (palonnier) et, d'autre part, sur une pièce qui continue sa chute avec la cabine (tubes rigides), si bien que ces tire-ctbles s'allongent axialement, ce qui provoque leur rétrécissement et leur resserrement maximal sur les câbles de guidage. 10 - Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce que le temps de détection dune survitesse et le temps de réponse du système de sécurité sont suffisamment réduits pour immebiliser la cabine apràs seulement quelques centimètres de chute libre.