Brevet FR2535301A1 — publié le 19840504

La présente invention concerne une flèche, no- tamment pour engins de levage, engins élévateurs excavateurs ou analogues, qui comporte au moins une poutre creuse en caisson pourvue de parois constituées par des plaques de tôles et qui sont reliées par des raidisseurs d'angle. La présente invention a pour but de créer une flèche qui comporte au moins une poutre creuse en cais- son et dans laquelle la poutre en caisson peut être réalisée avec un poids considérablement plus faible pour l'absorption des mêmes efforts de flexion par une charge suspendue & la flèche ou par des forces latérales. Ce problème est résolu selon l'invention, dans le cas d'une flèche du type défini ci-dessus, en ce que les raidisseurs d'angle sont agencés pour absorber la partie principale des forces de traction et de compression à absorber par la poutre en casbsôon, en ce qu'il est prévu, pour maintenir écartés tous les raidisseurs d'angle, des éléments allongés qui sont fixés sur les plaques de tôle, s'étendent de chaque rai- disseur d'angle aux raidisseurs d'angle adjacents et divisent ainsi toutes les plaques de tôle en zones renforcées sur les bords et en ce que les plaques de tôle sont suffisamment minces pour former des bosses sous l'effet des charges prévues pour la flèche. L'agencement des raidisseurs d'angle pour absor- ber la partie principale des forces de traction et de com- pression absorbées par la poutre en caisson peut être établi sans augmentation importante du poids par un profilage approprié des raidisseurs d'angle, par exemple lorsqu'on utilise des tubes comme raidisseurs d'angle Du fait que toutes les tôles sont suffisamment minces pour former des bosses sous l'effet des charges prévues pour la flèche, on obtient une réduction impor- tante du poids de la poutre en caisson et par conséquent de la flèche Du fait que, grâce aux éléments allongésqui sont reliés aux plaques en tôle mince, en étant par exemple soudés sur celles-ci, les plaques de tôle sont divisées en zones renforcées sur les bords, il est possible, pour les efforts prévus pour la flèche, de définir les bosses qui se forment de telle sorte qu'elles constituent des diagonales de traction analogues à un fil de tension et grâce auxquelles la capacité de portance de lapoutre est également conservée après la formation des bosses. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion apparaîtront à la lecture de la suite de la descrip- tion, donnée à titre d'exemple non limitatif et sur les dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'un engin élévateur mobile comportant une flèche télescopique; la figure 2 est une vue latérale, représentée avec interruption, de la flèche de la figure 1; la figure 3 est une coupe faite sur la ligne III-III de la figure 2; la figure 4 est une coupe, correspondant à la coupe faite sur la ligne IV-IV de la figure 3, à l'en- droit désigné par A sur la figure 2. La figure 1 représente un engin élévateur dont la flèche télescopiquedésignée dans son ensemble par 15, porte à son extrémité libre une plate-forme de travail 16 et est reliée, de façon à pouvoir pivoter autour d'un axe horizontal 13, à une superstructure 12 qui est montée sur un châssis mobile Il de façon à pouvoir tourner autour d'un axe vertical La flèche 15 peut être déplacée par pivotement autour de l'axe 13 au moyen d'un cylindre de travail 14. La flèche 15 se compose de trois poutres en caisson 17, 18 et 19, qui s'emboîtent l'une dans l'autre de façon télescopique et qui sont reliées, en vue de pouvoir coulisser télescopiquement l'une par rapport à l'autre, d'une manière connue l'une avec l'autre et avec un dispositif d'entraînement approprié, non représenté sur les dessins. La figure 3 représente une coupe transversale des poutres 18 et 19 emboîtées l'une dans l'autre, de façon à mon- trer la structure des poutres 18 et 19,et par conséquent également de la poutre 17,ainsi que le guidage des poutres s'emboîtant l'une dans l'autre Chacune des poutres 17, 18 et 19 se compose de trois membrures 21, 22, 23 mutuel- lement parallèles et qui sont disposées aux sommets de prismes triangulaires équilatéraux s'emboîtant concen- triquement l'un dans l'autre, les membrures associées aux côtés mutuellement adjacents de ces prismes étant désignées dans les différentes poutres par la même référence numérique Chacune des membrures 21, 22, 23 est agencée sous forme d'un tube% cylindrique Les mem- brures de chaque poutre 17, 18, 19 sont reliées par des plaques de tôle 24, 25, 26 raccordées tangentiellement aux surfaces des membrures 21, 22 et 23 et qui sont assemblées par soudage avec les membrures 21, 22, 23 de façon que ces plaques de tôle 24, 25, 26 de chaque poutre forment les surfaces extérieures du prisme dont les "sommets" sont constitués par environ un tiers dé la surface cylindrique des membrures de forme tubulaire 21, 22, 23 Les plaques de tôle sont suffisamment minces pour ne convenir pratiquement qu'à absorber des forces de traction Pour maintenir les membrures écartées l'une de l'autre, on a soudé sur les plaques de tôle des bandes métalliques 27 et 28 qui sont orien- tées perpendiculairement aux axes longitudinaux des membrures 21, 22, 23, les axes longitudinaux des bandes 27 formant avec les axes longitudinaux des membrures des angles droits, tandis que les axes longitudinaux des bandes 28 forment des angles aigus Ainsi, les plaques de tôle sont divisées en zones comportant des raidis- seurs de bord Cette division peut être choisie de manière qu'il se produise, sous l'effet des efforts sollicitant la poutre, un bossellement défini pour lequel les ondulations du bossellement de profil ondulé sont inclinées d'environ 45 , en diagonale depuis un coin jusqu'à l'autre de chaque zone, par rapport aux forces de poussée qui sont engendrées et qui sont orientées essentiellement parallèlement aux membrures 21, 22 et 23 Ces bosses de forme ondulée constituent alors des diagonales de traction agissant d'une manière analogue à un fil de tension et qui relient deux coins des raidisseurs de bord des différentes zones qui sont créées par les membrures 21, 22 et 23 et les bandes métalliques 27 et 28 En conséquence, la capacité de portance de la poutre ainsi agencée est également maintenue après le bossellement et peut encore être améliorée en reliant rigidement les extrémités des bandes métalliques 27 et 28 avec les membrures 21, 22 et 23, par exemple en les soudant sur celles-ci. Cela n'est cependant pas toujours nécessaire Les membrures 21, 22 et 23 forment des raidisseurs d'angle des poutres en caisson 17, 18 et 19 et sont agencées de manière à absorber la partie principale des forces de traction et de compression à absorber par chaque poutre en caisson lors de la sollicitation de la flèche. Pour guider les poutres s'emboîtant télesco- piquement l'une dans l'autre dans leurs mouvements de contraction et de déploiement télescopiques, ti est prévu,entre les membrures mutuellement adjacentes et poprvues des mêmes références numériques, des coulisseaux fabriqués en matière plastique et qui sont désignés dans leur ensemble par 29 sur le dessin. Ces coulisseaux sont disposés à l'extrémité extérieure de la poutre 17, aux deux extrémités de la poutre 18 et et à l'extrémité intérieure de la poudre 19, comme le montre la figure 4, en étant reliés sans possibilité de coulissement axial avec lapoutre correspondante. Pour permettre de monter dans ce cas les poutres sans jeu l'une dans l'autre, au moins les coulisseaux ac- cessibles de l'extérieur et placés aux extrémités extérieures des poutres 17 et 18 se composent chacun de deux parties 31 et 32 (figure 4), qui s'appliquent l'une contre l'autre par des surfaces planes de glis- sement 33, 34 qui forment avec les axes des membrures un angle aigu, de sorte que les deux parties 31 et 32 coopèrent à la façon d'un coin Pour l'application contre les surfaces extérieures cylindriques des mem- brures 21, 22 et 23, les surfaces extérieures des coulisseaux 29, et par conséquent des parties 31, 32, sont pourvues de surfaces cylindriques concaves qui sont adaptées aux surfaces extérieures des membrures. Comme le montre la figure 4, les parties 31 et 32 des coulisseaux 29 sont situées aux extrémités extérieures des poutres 17 et 18 entre une butée 35, fixée sur l'extrémité extérieure des membrures 21, 22, 23, et une butée 37 déplaçable axialement également à cette extrémité au moyen d'une vis 36 A l'aide de la butée 37, les deux parties 31 et 32 peuvent être dépla- cées l'une sur l'autre de telle sorte qu'elles main- tiennent les membrures mutuellement adjacentes espacées l'une de l'autre d'une distance désirée Pour la fixation de cet espacement, il est prévu un contre- écrou 30 qui constitue avec la vis 36 un dispositif de réglage La flèche 15 se composant des poutres 17, 18 et 19 est reliée à la superstructure 12 de manière que les deux membrures 21 et 22 des trois poutres constituent la fibre de compression, et les membrures 23 des poutres la fibre de traction, de chaque poutre. A cet effet, les membrures 21, 22 et 23 sont agencées de telle sorte que la fibre de compression absorbe la partie principale des forces de compression et que la fibre de traction absorbe la partie principale des forces de traction qui sont engendrées par la charge s'exerçant sur la flèche Les efforts tranchants sont absorbés par les plaques de tôles 24, 25 et 26 qui sont renforcées par les raidisseurs 27 et 28 et qui sont suffisamment minces pour former déjà des bosses sous l'effet du poids propre de la flèche 15 par ail- leurs non sollicitée, lorsque la flèche est montée horizontalement en porte-à-faux (c'est-à-dire en étant maintenue seulement à son extrémité inférieure). Cette condition de contrainte des plaques minces, sollicitées en effort tranchant et pourvues de raidisseurs de bord, est appelée après le bossellement également "zone de traction" Les plaques peuvent également être réalisées plus épaisses et/ou les raidisseurs 27 et 28 peuvent être réalisés légèrement plus étroits de manière que les bosses se produisent dans les plaques de tôle seule- ment sous l'effet des charges prévues pour la flèche. Grâce à la forme triangulaire, chaque poutre possède une très grande rigidité à la torsion Du fait de l'espacement des membrures 21 et 22 de la paroi de compression, les poutres sont également très rigides à la flexion de manière à résister à des forces latérales, comme par exemple des forces dues au vent. Du fait que la poutre intérieure, par exemple la poutre 19 par rapport à sa poutre extérieure 18, ou bien -la poutre 18 par rapport à sa poutre exté- rieure 17, est comprimée sous l'effet d'un moment de charge contre lescoulisseaux 29 de la fibre de com- pression de la poutre respectivement extérieure 18 ou 17, il se produit également, par rapport à des forces agissant latéralement sur la flèche 15, une liaison complètement exempte de jeu entre les poutres, ce qui est d'une -7 grande importance, en particulier pour des engins élé- vateurs car ainsi l'efficacité et la qualité du travail des ouvriers se trouvant sur la plate-forme ne sont pas réduites par des mouvements de la plate-forme 16 provoqués par du jeu. Grâce à la réduction de poids de la flèche qui est obtenue avec la structure de poutre décrite ci- dessus, il est possible de l'alléger en correspondance pour la même application, par exemple une machine pour- vue d'une flèche se composant de poutres en treillis, de sorte que, grâce au nouveau mode de construction des poutres décrit ci-dessus, la machine peut dans son en- semble être fabriquée d'une façon très économique. On a décrit ci-dessus comme exemple de réalisa- tion une flèche télescopique pour un engin élévateur. L'invention peut cependant être appliquée également à la construction de flèches qui-se composent d'une seule poutre, par exemple des flèches d'engins de levage, d'excavateurs ou analogues Egalement, l'invention peut être appliquée à des flèches dont la section a la forme d'un triangle équilatéral, d'un quadrilatère, par exemple d'un carré, d'un rectangle,d'un trapèze ou analogue Comme membrures, on peut utiliser, en dehors de tubes, également tout profilé approprié, de préfé- rence creux, rigide à la flexion. REVENDICATIONS 1 Flèche ( 15), notamment pour des engins de levage, des engins élévateurs, des excavateurs ou analogues, qui comporte au moins une poutre creuse en caisson ( 17, 18, 19) pourvue de parois constituées par des plaques de tôle ( 24, 25, 26) qui sont reliées par des raidisseurs d'angle, caractérisée en ce que les rai- disseurs d'angle sont agencés pour absorber la partie principale des forces de traction et de com- pression à absorber par la poutre en caisson ( 17,18,19), en ce qu'il est prévu, pour maintenir écartés tous les raidisseurs d'angle, des éléments allongés qui sont fixés sur les plaques de tôle ( 24, 25, 26), s'étendent de chaque raidisseur d'angle aux raidis- seurs d'angle adjacents et divisent ainsi toutes les plaques de tôle ( 24, 25, 26) en zones renforcées sur les bords, et en ce que les plaques de tole sont suf- fisamment minces pour former des bosses sous l'effet des charges prévues pour la flèche ( 15). 2 Flèche selon la revendication 1, ca- ractérisée en ce qu'il est prévu comme raidisseurs d'angle des membrures ( 21, 22, 23) qui ont un profil approprié et connu comme étant rigide à la flexion. 3 Flèche selon la revendication 1, ca- ractérisée en ce que la poutre en caisson ( 17, 18, 19) est agencée sous la forme d'un trièdre et est disposée dans la flèchei 15)de manière qu'un raidisseur d'angle constitue la fibre de traction de la poutre en caisson et que les deux autres raidisseurs d'angle constituent la fibre de compression. 4 Flèche selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que, comme membrures o 21, 22, 23), il est prévu des tubes. Flèche selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 4, caractérisée en ce que les éléments allongés sont agencés sous forme de bandes métalliques ( 27, 28) qui sont soudées sur les plaques de tôle ( 24, 25, 26). 6 Flèche selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les éléments allongés sont reliés aux raidisseurs d'angle adjacents. 7 Flèche selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les plaques de tôle ( 24, 25, 26) sont suffisamment minces pour former des bosses, dans le cas d'une flèche ( 15) montée horizontalement en porte-àfaux, déjà sous l'effet de son poids propre. 8 Flèche ( 15), notamment pour des engins de levage et des engins élévateurs, des excavateurs ou analogues, dont les poutres creuses en caisson( 17, 18, 19)guidàes télescopiquement l'une dans l'autre comportent des parois constituées par des plaques de tôle ( 24, 25, 26) et qui sont reliées à des raidisseurs d'angle, caractérisée en ce que les raidisseurs d'angle de chaque poutre en caisson ( 17, 18, 19) sont agencés pour absorber la partie principale des forces de traction et de compression, en ce que, pour maintenir les raidisseurs d'angle espacés l'un de l'autre, il est prévu des éléments allongés qui sont fixés sur les plaques de tôle ( 24, 25, 26), s'étendent depuis chaque raidisseur d'angle jusqu'aux raidisseurs d'angle adjacents de la même poutre en question ( 17, 18, 19) et divisent ainsi les plaques de tôle en zones renforcées sur les bords, et-en ce que les plaques de tôle ( 24, 25, 26) sont suffisamment minces pour former des bosses sous l'effet des charges prévues pour la flèche ( 15). 9 Flèche selon la revendication 8, caractérisée en ce que les raidisseurs d'angle ( 21, 22, 23) des poutres en caisson guidées télescopiquement l'une dans l'autre sont maintenus espacés l'un de l'autre par des coulisseaux ( 29) qui se composent de deux parties ( 31, 32) qui s'appliquent l'une contre l'autre par des surfaces de glissement ( 33, 34), les- dites surfaces de glissement faisant des angles aigus avec les axes longitudinaux des raidisseurs d'angle, et en ce qu'il est prévu pour au moins une des parties ( 32) du coulisseau un dispositif de réglage ( 30, 36) pour assurer son déplacement. Flèche selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'il est prévu comme raidisseurs d'angle des tubes ( 21, 22, 23) sur les surfaces extérieures desquels sont soudées les plaques de tôle ( 24, 25, 26). 11 Flèche selon la revendication 10, caractérisée en ce que les plaques de tôle ( 24, 25, 26) sont suffisamment minces pour former les bosses, dans le cas d'une flèche ( 15) montée horizontalement en porte-à-faux, déjà sous l'effet de son poids propre.