Brevet FR2560864A1 — publié le 19850913

La présente invention concerne un montage destiné à résister aux forces transversales à la direction axiale d'une flèche télescopique, de préférence montée sur des grues ou analogues. Par construction, une flèche télescopique se subdivise en au moins deux pièces déplaçables axialement l'une par rapport à l'autre. Lorsque l'on utilise plus de deux pièces mobiles, il est souhaitable que chaque pièce subisse un mouvement télescopique de même amplitude. L'in-sention est destinée à résoudre ce problème. Des grues ayant des portées considérables sont souvent nécessaires pour les travaux de chargement et de déchargement. fctuellemenk, il est courant d'utiliser les flèches de grues comme par exemple des flèches du type articulé pour effectuer des opérations de levage à courtes portées aussi bien que des levages à portées plus longues. Lorsque de grandes longueurs de flèche sont nécessaires, il doit y avoir de la place vers le haut pour l'articulation lorsque la flèche est rétractée pour effectuer un travail rapproché. Il n'y a pas toujours de place vers le haut, en particulier du fait du risque d'obstacle et de dégradations infligées à des objets placés en hauteur. Par exemple, une grue à flèche articulée à articulation haut placée ne peut pas être employée pour éclaircir les forêts puisqu'Ufle.flèche ainsi constituée endommagerait de manière inacceptable les branches des arbres restants.On préfère dans ce cas utiliser une flèche du type télescopique mentionnée ci-dessus, comprenant plusieurs étages télescopiques. Pour permettre un travail rapproché, les composants des étages individuels ne doivent pas être trop longs, surtout pour des machines forestières, dont les constituants ne doivent pas dépasser vers L'arrière étant donné les risques de dégradation que cela représenterait pour les arbres voisins. I1 est donc souhaitable d'utiliser de nombreux étages télescopiques pour atteindre une grande portée. Mais en pratique, les fieches du type mentionné en dernier lieu posent des problèmes difficiles à résoudre, en particulier quant à la nécessité d'une certaine rigidité à la torsion, le jeu entre les différents étages devant être limité aussi bien radialement qu'axialement. En outre, à la portée maximale, la longueur de chevauchement des pièces de chaque étage est faible et il est alors difficile d'éliminer le frottement de montage dominant dans les paliers coulissants concernés. Cette situation devient évidente lorsqu'il s'agit d'effectuer un mouvement lent sans secousses parasites.Etant donné la difficulté à trouver des montages résistant aux forces de torsion entre des pièces télescopiques sensiblement circulaires, alors que la section circulaire de ces pièces donne la meilleure résistance à la torsion par rapport au poids, on a utilisé jusqu'à présent des pièces télescopiques à section rectangulaire ou carrée avec des paliers coulissants. De telles structures sont par exemple présentées dans le brevet britannique 1 509 215. Selon l'invention, le montage comprenant au moins deux pièces qui sont mobiles télescopiquement l'une par rapport à l'autre, est caractérisé en ce que l'une des pièces présente au moins deux gouttières opposées, en ce qu'une seconde pièce est équipée de moyens porteurs qui coopèrent avec les gouttières, en ce que cette seconde pièce est également équipee appuis coulissants, arrangés de façon à coopérer avec des surfaces portées par les bures des gouttières, sensiblement à angle droit des surfaces des gouttières contre lesquelles agissent les moyens porteurs, et en ce qu'au moins une des pièces mobiles est constituée de deux ou plusieurs pièces élémentaires qui sont assemblées entre elles par I'intermédiaire des gouttières, ou à titre de variante par I1 intermédiaire de barres qui portent les moyens porteurs pour former la pièce respective ou à titre de variante les pièces respectives. Dans un mode de réalisation, les gouttières sont disposés sur des cotés diamétralement opposés de la Pièce correspondante et les moyens porteurs et appuis coulissants coopérants sont disposés de manière correspondante. Dans un autre mode de réalisation les gouttières sont au nombre de trois ou plus et sont disposées en liaison avec la géométrie des pièces télescopiques, tandis-que les moyens porteurs et les appuis coulissants qui coopèrent, sont disposés de manière correspondante. En employant une combinaison spéciale d'appuis cou lissant et de galets, l'invention résout des problemes de montage, de jeu et de frottement qui existaient jusqu'd maintenant et qui sont particulièrement liés aux pièces télescopiques circulaires. Selon un premier mode de realisation de l'invention, l'une des pièces télescopiques présente au moins deux gouttières diamétralement opposées. Une seconde pièce télescopique est équipée de moyens porteurs destinés à cooperer avec les gouttières. La seconde piece télescopique est également equipée d'appuis coulissants disposés de façon è cooperer a leur tour avec des surfaces des gout tières sensiblement à angles droits de celles avec lesquelles les moyens porteurs coopèrent.Si une flèche télescopique réalisée de cette façon est utilisée comme flèche de levage, il convient de la charger dans une direction telle que les moyens porteurs résistent aux forces de levage transversales à la direction axiale du bras et que les appuis coulissants résistent aux autres forces transversales susceptibles d'apparaitre. A part un montage et une répartition des frotte ments avantageux, ceci résout également le problème précité consistant à guider de manière non rotative des pièces télescopiques l'une par rapport à l'autre. Dans le cas ot la dimension de la flèche télescopique doit être limitée en position rétractée, la flèche peut, de préference dtre constituée de trois ou plusieurs pièces télescopiques mobiles l'une rapport à l'autre. pour que les pièces. aient des déplacements mutuels de mGme grandeur, le bras est équipé d'un montage spécial de proportionnalité qui prend la forme d'une chaine à galet ou autre dispositif du même type. La mise en oeuvre et la fonction de ce montage seront décrits en détails ultérieurement. On va maintenant décrire en détail les modes de réalisation de l'invention en se référant aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 représente une flèche télescopique, en coupe partielle et vue de deux directions perpendiculaires entre elles la figure 2 représente de la même manière que la figure 1, mais à échelle agrandie, les montages représentés sur la figure 1 la figure 3 est une vue en coupe transversale d'une flèche télescopique en position rétractée ; la figure 4, de même que la figure 3, est une coupe transversale d'une flèche télescopique en position rétractée, dans laquelle il y a trois rails de montage répartis à 1200;; la figure 5 représente, en coupé partielle, deux positions de travail différentes de la flèche télescopique équipée d'un montage de proportionnalité assurant aux pièces télescopiques des mouvements individuels égaux ; et la figure 6 représente le montage des lignes d'alimentation du système télescopique en deux positions de travail différentes de la flèche. La flèche télescopique représenté8,1 est constituée de trois pieces tubulaires 2, 3 et 4 mobiles l'une par rapport à l'autre et ayant une section circulaire. Le tube extérieur 2 entoure le tube intermédiaire 3 qui entoure lui-meme le tube intérieur 4. Le tube intermédiaire 3 est constitué de deux moitiés de tube 3a, 3b, dont les bords 3c sont soudés à deux barres ayant des sections en H 5 en formant une gouttière 5a tournée vers l'intérieur et une gouttière 5b tournée vers l'extérieur du tube intermédiaire ainsi realsé, voir figure 3.Dans un premier mode de réalisation, les barres 6 et 7 sont placées de la meme manière que les barres 5 dans des fen-es 2a, 4a ménagées dans les régions extrêmes des tubes exterieur et intérieur respectivement. Les barres 6 et 7 s'étendent axialement à l'écart des extrémités mutuellement opposées du tube extérieur 2 et du tube intérieur 4 jusqu'à une distance déterminée par la longueur de montage nécessaire. Des trous 6a sont prévus dans les barres 6 pour recevoir des tourillons 8 qui se montrent et sont immobilisés dans ces trous Des galets 10 sont supportés rotativement par les extrémités libres 9 des tourillons 8 de façon que les circonférences lOa des galets 10 soient en contact de roulement avec les surfaces internes 5c des bords des gouttières formées par les barres à section en H 5, voir principalement la figure 3 Les galets 10 sont fixés axialement à laide de vis 11 par l'intermédiaire de coussins 12.Les coussins constituent également des appuis coulissants contre les surfaces de l'âme des barres 5, de façon que les roussins associés au tube extérieur 2 glissent contre les surfaces de l'âme 5d tournées vers l'extérieur et les coussins associés au tube intérieur 4 glissent contre les surfaces de l'âme 5d tournées vers l'intérieur dans les gouttières respectives 5b et Sa, les surfaces 5d étant sensiblement à angle droit des surfaces 5c qui coopèrent avec les galets 10. Dans un autre mode de réalisation de la flèche tXles- cpiqu de la figure 3, le tube extérieur etZou le tube intérieur sont également constitués ds deux moitiés de tube, e me que le tube intermédiaire 3. Dans ce cas, les moities sont assemblées entre elles, par exemple par soudage, au moyen de barres allongées semblables aux barres à coction en H 6 et 7 décrites ci-dessus D'autres galets 10 peuvent ainsi être montés dans des gouttières des profilés en H 6 et 7, pour le guidage du tube intermédiaire 3.Dans de nombreux cas, ce mode de réalisation est préf é- rable puisque les tubes qui conviennent à des flèches télescopiques à haute performance ont de si grandes dimen sions qu'ils deviennent difficiles à produire dlune seule piece, et également difficiles à manoeuvrer.Les diamètres des différents tubes; en commençant par le tube extérieur, sont de l'ordre de 450, 370 et 300 am, tandis que l'épaisseur des parois est d'environ 8 mm. I1 est plus facile de commen- cer par une plaque laminée, à laquelle on peut donner la forme désirée en un certain nombre d'operations. Cette forme n'a pas besoin d'être ronde et 1chaque moitié de tube peut avoir plusieurs zones plates séparées par des plis, Les modes de réalisation décrits peuvent de préférence être utilisés pour des flèches de grues.Une telle flèche est alors orientée par rapport aux forces de levage, de façon que les galets 10 résistent aux forces verticales appliquées à la fleche et que les coussins 12 résistent aux forces transversales, c'est- -dire les forces orientées sen siblement à angle droit des forces verticales. Grâce aux deux systemes d'appui différents pour les forces verticales et transversales, les pieces télescopiques 2, 3, 4 se déplacent l'une par rapport a l'autre avec une résistance moindre et un mouvement plus régulier.Certes, par rapport aux forces verticales, les forces transversales sont géné ralement relativement faibles, mais même dans ces conditions, il est essentiel qu'elles soient reprises afin que les pieces télescopiques ne grippent pas l'tue par rapport à l'autre. Les coussins 12 peuvent être fixés de façon à permettre un certain mouvement universel conduisant à une meilleure coopération avec les surfaces d'Ame 5d. Un matériau comme le Robalon(R) convient à la fabrication de ces coussins. Dans l'exemple dela figure 4, il existe trois systèmes de montage distants de 102 au lieu de deux distants de lBOn sur la figure 3. Selon le premier arrangement, les galets et les appuis coulissants résistent effectivement à toutes les forces de flexion quelle que soit la direction de leur action sur la flèche télescopique 1. La fonction d'appui coulissant des coussins 12 aura dans ce cas une importance moindre, et par conséquent, la principale fonction des coussins consistera à maintenir les galets 10 fixes axialement sur les extrémités libres 9 des tourillons 8. Les pièces sont, cependant, totalement reliées l'une à 1'autre sans pouvoir tourner et la structure garde sa forme. Là encore, un ou plusieurs des tubes 2, 3, et 4 peut se composer de plusieurs pièces élémentaires semblables aux pièces élémentaires 3a et 3b décrites précédemment au sujet de la figure 3. Sur la figure 5, on peut voir un dispositif de proportionnalité des mouvements utilisant une channe à galets 13, qui permet d'obtenir un mouvement télescopique égal des pièces 2, 3 et 4 l'une par rapport à l'autre, ces pièces étant d'une -façon générale représentées par des tubes. Comme on le verra d'après la figure, dans la posi tion qui correspond à la portée maximale, une extérmité 13a de la channe 13 est fixée à un ergot 14, en un endroit du tube intérieur 4 qui se trouve immédiatement à Slex-te- rieur de l'extrémité extérieure du tube intermédiaire 3. La chaise 13 passe alors dans l'espace libre 25 entre le tube intérieur 4 et le tube intermédiaire 3. A 11 autre excremité du tube intermédiaire 3 est fixée une poulie 15 montée en rotation sur une équerre 16, elle-même fixée cette extrémité du tube intermédiaire 3. La chaîne 13 passe sur la poulie de renvoi 15 et continue à se déplacer dans l'espace libre 26 entre le tube extérieur 2 et le tube intormfzdiairP 3. La chaine est solidement fixée à un ergot 17 placé à l'extrémité du tube extérieur 2. A partir de cet ergot, la chaîne continue librement son mouvement sur une poulie de renvoi 18 montée rotativement à l'extrémité libre du tube intermédiaire 3 et se termine à son autre extrémité 13b, qui est solidement fixée à un ergot 19 placé sur le tube intérieur 4 en un point diamétralement opposé à l'ergot 14. En considérant les mouvements mutuels relatifs des différentes pièces, on peut montrer que quand le tube intérieur 4 se déplace vers 11 intérieur, c1est-à-dire vers A sur la figure 6, l'ergot 19 emmène avec lui l'extré- mité de la channe 13 et la chaine se déplace sur la poulie de renvoi 18. Puisqu'elle a été fixée à l'ergot 17 du tube extérieur 2, la chaine tire le tube vers l'intérieur de façon que ce tube de même que le tube intérieur 4 soient forcés de se déplacer l'un vers l'autre à la même vitesse. Inversement, lorsqu'il s'agit d'étendre la flèche, ltergot 14 tire la chaine 13 avec lui et, par l'intermédiaire de la poulie de renvoi, fait tirer le tube extérieur 2 par la chaine 13 par l'intermédiaire de l'ergot 17 de façon à l'écarter du tube. intermédiaire 3 à la même vitesse que le tube intérieur 4 se déplace dans la direction opposée. Un vérin hydraulique (non représenté) monté entre deux pièces télescopiques fournit l'énergie nécessaire au déplacement des pièces 2, 3, 4 alors-que la troisième pièce est forcée de participer au mouvement en étant sollicitées par le montage de la chaîne à galets. Un câble en acier ou autre dispositif du même genre peut remplacer la channe à galets. Un système conforme à celui de la figure 6, est utilisé pour transmettre par exemple de l'huile sous pression par des conduites d'une extrémité de la flèche télescopique à l'autre. Une ou plusieurs conduites 20 arrivent d'une source hydraulique "A" à un raccord 21 fixé à l'extrémité du tube extérieur 2 en un endroit proche du point 17 selon la figure 5. Depuis le raccord 21, des conduites hydrauliques 22 s'étendent dans l'espace libre entre le tube extérieur 2 et le tube intermédiaire 3, à proximité du passage de la chaîne, autour de la poulie de renvoi 15 puis jusqu'a un raccord 23 mont sur le dessous du tube intérieur 4. A partir de là, une conduite 24 continue jusqu'à un appareil hydraulique, tel que "B". D'après la description précédente, les pièces télescopiques 2, 3, 4 sont commandées positivement l'une par rapport à l'autre. En conséquence, lorsque le tube intermé diaire 3 rentre/sort du. tube extérieur 2, la poulie de renvoi 5 se déplace dans la direction axiale et maintient les CO:dllitmS hydrauliques 22 convenablement tendues alors que 1 couplage 23 se déplace vers l'intérieur/extérieur à une vitesse double du mouvement axial de la poulie de renvoi 15. On peut également envisager d'installer de la même manière de conduites pneumatiques ou des câbles électriques. Des câbles électriques peuvent être montes parallèlement aux conduites hydrauliques, par exemple pour servir de câbles d'alimentation de vannes hydrauliques à commande electrique. pour laisser suffisamment de place aux conduites hydrauliques ou pneumatiques, aux câbles électriques, etc., la pièce intermédiaire peut être montée de façon à être quelque peu excentrée par rapport aux pièces extérieure ou intérieure. En changeant le rayon de courbure des pièces 3a et 3b, on peut augmenter l'espace 25 entre la pièce 3b et la région inférieure de la pièce intérieure 4, de même que l'espace 26 entre la pièce 3a et la région supérieure de la pièce extérieure 2. Ceci peut être obtenu en modifiant les rayons de courbure des pièces 3a, 3b, lorsque ces pièces sont fabriquées à partir de pièces élémentaires obtenues en coudant une plaque d'acier laminé selon la description ci-dessus. En dehors des exemples illustrés qui comprennent trois pièces télescopiques, on peut utiliser un grand nombre de ces pièces en fonction des besoins, puisqu'il n'y a aucun risque de jeu gênant ni de résistance de frottement dans l'utilisation du montage de l'invention. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation ni aux galets et guides illustrés. Donc, des systèmes différents provenant des modes de réalisation précédemment connus, par exemple avec des galets et roulements à billes, peuvent être également utilisés, tout en constituant la mise en oeuvre directe du principe de l'invention. Au lieu d'entre circulaire commue sur les dessins; la section de la flèche peut être ovale, triangulaire, carrée ou polygonale dans différents modes de réalisation. REVENDICATIONS 1. Montage destiné à résister aux charges transversales à la direction axiale- d1une -flèche télescopique, en particulier pour des grues ou analogues, comprenant au moins deux pièces (2, 3, 4) qui sont mobiles télescopiquement l'une par rapport à l'autre, caractérisé en ce que l'une des pièces (3) présente au moins deux gouttières opposées (5a), en ce qu'une seconde pièce (4) est équipée de moyens porteurs (10) qui coopèrent avec les gouttières, en ce que cette seconde pièce est également équipée d'appuis coulissants (12) arrangés de façon à coopérer avec des surfaces (5d) portées par les âmes des gouttières, sensiblement à angle droit des surfaces (5c) des gouttières contre lesquelles agissent les moyens porteurs (10) et en ce qu'au moins une des pieces mobiles (2, 3, 4) est constituée de deux ou ou plusieurs pièces élémentaires (3e, 3b) qui sont assemblées entre elles par l'intermédiaire des gouttières (5a), ou à titre de variante par l'intermédiaire de barres qui portent les moyens porteurs pour former la pièce respective ou à titre de variante les pièces respectives 2. Montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les gouttières (5a) sont disposées sur des cités diamétra- liement opposés de la pièce correspondante (3) et en ce que les moyens porteurs et appuis coulissants coopérants (10 12) sont disposés de manière correspondante. 3. Montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les gouttières (5a) sont au nombre de trois ou plus et sont disposées en liaison avec la géométrie des pièces téleropiques, tandis que les moyens porteurs et les appuis coulissants qui coopérent; sont disposés de manière correspondante. 4. Montage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens porteurs comprennent des galets tournant librement (10) disposés de façon coopérer avec l'une ou l'autre de surfaces opposées (5c) des gouttières (5a), tandis que mes appuis coulissants comprenant des coussins (12) disposés de façon à coulisser le long-de la surface d'âme (5d) de la gouttière correspondante (5a). 5. Montage selon la revendication 4, caractérisé en ce que les galets (10) sont tourillonnés sur des tourillons (8) et en ce que les coussins (12) sont montés aux extrémités des tourillons (8). 6. Montage selon la revendication 5, caractérisé en ce que les coussins (12) sont formés de façon à constituer d'un cté une butée pour un qalet cooptant (10) et à avoir, de l'autre coté, une forme convenable pour coopérer avec la surface appropriée des gouttières (5a). 7. Montage selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que l'un ou plusieurs des coussins (12) est fixe de façon à être mobile sur une certaine distance de manière à adapter son appui sur la surface de coulissement appropriée de la gouttière respective (5a). 8. Montage selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la flèche télescopique comprend trois pièces déplaçables de façon télescopique l'une par rapport à l'autre, une pièce extérieure (2), une pièce intermédiaire (3) et un pièce intérieure (4), caractérisé en ce que la pièce intermédiaire (3) est conformée avec des gouttières (Sa, 5b) sur sa face extérieure et sur sa face intérieure, la pièce extérieure (2) est équipée à son intérieur de moyens porteurs et d'appuis coulissants coopérants (10, 12) qui coopèrent avec les surfaces des gouttières (5b) sur l'extérieur de la pièce intermédiaire (3), et la pièce intérieure (4) est équipée à l'extérieur de moyens supports et d'appuis coulissants coopérants (10, 12) qui coopèrent avec les surfaces appropriées des gouttières (5a) à l'intérieur de la pièce intermédiaire (3). 9. Montage selon la revendication 8, caractérisé en ce que les gouttières (5a, 5b) sont constituées de barres (5) ayant des sections transversales en H, les surfaces intérieures des ailes des barres constituant des pistes pour les moyens porteurs (10) et les surfaces de l'âme de la barre constituant des pistes pour les coussins (12). 10. Montage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens porteurs (10) et leurs pistes (5c) sont orientés de façon à résister en outre hA importe quelle force de rotation entre les pièces télescopiques (2, 3, 4). 11. Montage selon l'une quelconque des revendications S à 7, caractérisé en ce que les galets servant de moyens porteurs sont tourillonnés sur des tourillons (8) fixés à des barres (6 et 7) montées rigidement dans des fentes prévues aux extrémités du tube extérieur (2) et du tube intérieur (4) correspondants. 12. Montage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pièces mutuellement télescopiques (2, 3, 4) sont des tubes de forme ronde ou ayant une section transversale d'une autre forme. 13. Montage selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que les trois pieces (2, 31 4) sont mutuellement commandées par une chaîne (13), un cordage, un câble d'acier ou analogue, qui est fixée à ses extrémités (13a, 13b) en un premier et un second points de fixation diamétralement opposés sur la surface extérieure de la pièce intérieure (4) et s'étend depuis le premier point de fixation (14) dans une direction qui suit l'intérieur de la pièce intermédiaire (3) et passe sur une première poulie de renvoi (15) montée à une extrémité (16) de la pièce inter mediaire, puis passe le long de la surface extérieure de la pièce intermédiaire (3) dans la direction opposée jusqu'S un point (17) de la pièce extérieure (2) auquel il est attaché, et continue ensuite jusqu'à une seconde poulie de renvoi (18) montée à l'autre extrémité de la pièce intermédiaire (3) pour, après avoir contourné cette poulie, continuer jusqu'au second point de fixation (19) sur la pièce intérieure (4), de façon à constituer ainsi un système de déplacement télescopique proportionnel. 14. Montage selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend une ou plusieurs conduites (A-B) transmettant de l'huile ou de l'air sous pression et/ou de l'énergie électrique depuis la pièce extérieure (2) jusqu'à la pièce intérieure (4), les conduites étant disposées de façon à accompagner la chaîne depuis un point fixe (21) de la pièce extérieure (2) en passant entre la pièce extérieure (2) et la pièce intermédiaire (3) sur la première poulie de renvoi (15) et entre la pièce intermédiaire (3) et la pièce intérieure (4) jusqu'à un point fixe (23) de cette dernière pièce et en outre jusqu'à un appareil d'utilisation associé (B). 15. Montage selon la revendication 14, caractérisé en ce que la pièce intermédiaire (3) lorsqu'elle est constituée de deux pièces élémentaires est réalisée de façon que les pièces élémentaires t3a, 3b) aient des rayons de courbure différents de façon que la première pièce élémentaire (3a) soit plus proche de la pièce intérieure (4) et l'autre pièce élémentaire (3bl soit plus proche de la pièce extérieure (2) de façon à ménager un espace agrandi (25, 26) pour les conduites.