Brevet FR2633602A1 — publié le 19900105

La présente invention est relative à un dispositif de préhension et de levage, à grue télescopique, permettant en particulier la mise en place de poteaux en position verticale dans des forages appropriés aménagés dans le sol, notamment du genre poteaux télégraphiques, électriques ou autres. L'invention s'applique cependant de la méme façon pour la mise en place, dans des trous de forage analogues, d'élements différents, par exemple des buses destinés à former la paroi interne de puits ou équivalents. La réalisation de lignes de distribution téléphoniques, électriques ou autres, nécessite la mise en place à intervalles déterminés de poteaux verticaux, en bois, en béton ou autres matériaux et exigent que le scellement de ces poteaux dans leurs trous respectifs soit effectué de manière sûre et efficace. I1 en va de meme pour la réalisation de puits constitués par un empilement de buses cylindriques successives venant chemiser la paroi interne d'un forage préalablement réalisé à la profondeur désirée. Ces dispositions imposent dans tous les cas que les forages ou trous soient réalisés par un engin approprié, capable de forer un conduit étroit et de profondeur adéquate pour recevoir le pied du poteau, tout en facilitant, une fois que celui-ci est mis en place, son remplissage par un produit de scellement approprié, généralement un mortier de ciment ou autre. En outre, la rentabilité du processus nécessite que les diverses opérations successives de forage de ces trous, de présentation et d'érection du poteau, de descente de celui-ci et enfin de comblement du trou soient réalisées rapidement et façon coordonnée. Or avec les solutions connues à ce Jour, il est parfois nécessaire de mettre en oeuvre de façon séparée, -d'une part engin de forage puis, une fois les trous de réception réalisés, d'amener sur place les poteaux au moyen d'un tracteur ou équivalent, puis enfin de procéder a leur levage et leur introduction dans le trou correspondant, généralement à l'aide d'une grue. Ceci conduit à utiliser au moins deux, voire trois engins différents ou des engins hydrauliques complexes, pour accomplir ces diverses taches de ânière séparée et successive, à savoir le forage du trou, la présentation des poteaux, et leur mise en place.Il en résulte une majoration sensible du coût global de ces opérations du fait de la coordination nécessaire de ces différents engins et de l'utilisation qu'ils impliquent de personnels d'exécution différents. La présente invention concerne un dispositif multifonctions à grue télescopique qui pallie ces inconvénients gracie à l'intégration dans un seul et même appareil, de l'ensemble des fonctions indispensables à la mise en oeuvre des opérations envisagées qui peuvent être ainsi accomplies par un personnel réduit et dans des conditions d'efficacité et de rapidité très sensiblement ameliorées gracie à la combinaison des solutions proposées. A cet effet, le dispositif considéré, comportant un engin de déplacement du genre tracteur ou porteur analogue, muni d'une plate-forme de travail pour le support et la commande d'une grue à flèche télescopique et à tourelle orientable dans le pian horizontal, un treuil de levage étant monté en tête de la flèche de la grue pour permettre ie relèvement et la présentation de poteaux ou autres éléments en position sensiblement verticale, se caractérise en ce que le bras de la grue, dans lequel se déplace la flèche télescopique comporte un manchon support coulissant d'une tarière de forage dont le corps est articulé sur une bielle elle-méme articulée sur le manchon de façon telle que la tarière soit, à la demande, calee contre le bras en position de transport et de déplacement de l'engin ou dégagée du bras en position de travail où le corps de la tarière est placé à l'aplomb d'un trou à forer. Avantageusement, la tarière de forage comporte un moteur d'entraînement autonome, monté sur le corps de la tarière et une vis de forage directement entraînée par l'arbre de sortie du moteur. La bielle supportant la tarière est articulée sur le manchon coulissant au moyen d'ùn axe solidaire de cette bielle, s'étendant paralléenent au bras de la grue et tourillonnant entre deux flasques parallèles du manchon, cet axe comportant à ses deux extrémités des goupilles transversales d'arrêt disposées perpendiculairement å l'axe. Ces goupilles sont décalées l'une par rapport à l'autre pour présenter deux orientations distinctes afin que selon que l'une ou l'autre s'engage dans un logement d'immobilisation de l'axe, la bielle soit bloquée respectivement en position de transport ou de travail de la tarière. Selon un mode de réalisation particulier, le bras présente une plaque parallèle aux flasques du manchon et comportant un évidement formant un premier logement d'immobilisation pour une des goupilles d'arrêt, l'autre goupille coopérant avec un logement analogue, aménagé dans une seconde plaque, parallèle à la première et solidaire de la flèche télescopique de ia grue. De préférence, les deux goupilles d'arrêt s'étendent dans deux directions perpendiculaires l'une à l'autre, la bielle de support du corps de la tarriére étant, selon le cas, appuyée contre le bras de la grue ou s'étendant perpendiculairement à celui-ci. Selon une autre caractéristique de l'invention, la flèche télescopique de la grue comporte en tète, à l'opposé de la tourelle dçorientation du bras, un treuil de levage, comportant un moteur d'entraînement hydraulique, logé dans l'axe du tambour de ce treuil. L'alimentation du moteur s'effectue, de préférence, à partir d'un distributeur, porté par la tourelle orientable et est réalisée à travers la flèche télescopique au moyen d'un Jeu de tubes coulissants, formant ensemble un conduit étanche, ces tubes coaxiaux et parallèles au bras et à la flèche télescopique, coulissant mutuellement les uns par rapport aux autre avec interposition de joints d'étanchéité. Avantageusement, ces Joints sont constitués par au moins un Joint porteur disposé entre les tubes coulissants dans une gorge de ces tubes, ouverte vers la paroi de l'autre, par un Joint racleur prévu à l'extrémité d'un des tubes et par divers joints toriques montés entre les deux tubes. Selon une autre caractéristique également, la tourelle orientable est montée sur la plate-forme de travail par l'intermédiaire d'une couronne fixe, portant une denture interne sur laquelle engrène un pignon de commande, entraîné par un moto-réducteur porté par la tourelle, la couronne supportant un roulement externe pour la rotation sur cette couronne d'un anneau de support de la tourelle. Avantageusement, le moto-réducteur d'entraînement de la tourelle repose sur l'anneau de support par l'intermédiaire d'une pièce à excentrique, propre à aJuster la position relative de l'anneau pour le rattrapage des jeux entre le pignon de commande et la denture de la couronne fixe. Enfin et dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la plateforme de travail du -tracteur comporte des brancards lateraux, permettant le support à plat des poteaux et leur transport avec-la grue télescopique Jusqu'à l'endroit où, après forage d'un trou approprié par la tarière, chaque poteau doit être mis et scellé en place. D'autres caractéristiques d'un dispositif à grue télescopique réalisé conformément à l'invention, apparaîtront encore à travers la description qui suit d'un exemple de réalisation, donné à titre-indicatif et non limitatif, en référence aux dessins annexes sur lesquels - La Figure 1 est une vue en perspective d'un tracteur ou engin de transport analogue, muni d'un dispositif selon l'invention. - Les Figures 2 et 3 sont des vues schématiques à plus faible échelle d'un tracteur selon la Figure 1, permettant de mieux illustrer la mise en oeuvre du dispositif considéré. - La Figure 4 est une vue en coupe transversale partielle, & échelle notablement agrandie vis-à-vis des Figures précédentes, montrant les moyens de commande et d'orientation de la tourelle supportant le bras de la grue. - la Figure 5 est une vue de détail en perspective, de l'extrémité du bras porteur de la grue et de la flèche télescopique, illustrant plus particulièrement le montage sur l'extrémité de ce bras d'un manchon de support pour le corps d'une tarière de forage. - La Figure 6 est une vue de détail, illustrant l'extrémité ou tête de la flèche télescopique et du montage du treuil de levage au'elle supporte. - La Figure 7 est une autre vue de détail, en demi-coupe longitudinale, du conduit d'alimentation du moteur du treuil de la Figure 6. Sur la Figure 1, la référence 1 désigne, pris dans son ensemble, un tracteur ou engin porteur analogue, muni d'un dispositif de préhension et de levage à grue télescopique selon l'invention. Le tracteur 1 comporte Ü châssis ou plate-forme de travail 2, supporté par des roues motrices et directrices, les roues arrière 3 présentant de façon usuelle un diamétre supérieur à celui des roues avant 4. Sur la plate-forme 2 est montée une cabine 5 dans laquelle prend place le conducteur de l'engin et, derrière celle-ci, une tourelle orientable 6, dont la position est déterminée à l'aide de moyens qui seront décrits plus loin. A la partie supérieure de cette tourelle 6 est prévu un axe transversal 7, sur lequel est articulée une grue basculante 8, comportant essentiellement un bras porteur 9 monté à pivotement autour de l'axe 7 et une flèche télescopique 10. Le relèvement du bras 9 vis-à-vis de la tourelle 6 est réalisé au moyen de vérins hydrauliques 11, schématiquement représentes sur la figure. A son extrémité opposée au bras porteur 9, la flèche télescopique 10 comporte un treuil de levage 12, muni d'un moufle 13 et d'un crochet de manutention 14 supporté par ce moufle. A l'avant de la plate-forme de travail 2, est également montée une structure d'appui 15, permettant e position de transport de faire reposer sur celle-ci l'extrémite du bras 9. Celui-ci comporte au voisinage de son extrémité opposée à la tourelle 6, un manchon coulissant 16, dont le détail de la réalisation sera explicité plus loin, ce manchon 16 supportant le corps d'une tarière de forage 17 qui, en position de transport comme illustré sur la Figure 1, est maintenu contre le bras 9 et immobilisé dans cette position par un crochet 18. La plate-forme 2 comporte par ailleurs, sur le côté du tracteur 1, des brancards en porte-å-faux 19 et 20, permettant la mise en place de poteaux 21, pouvant être ainsi transportés avec la grue télescopique. A l'arrière de la plate-forme 2, le tracteur 1 comporte des jambes d'immobilisation 22 à orientation réglable, comprenant chacune un patin d'appui au sol 23 et un vérin 24 permettant de faire descendre la jambe selon la position relative de la plate-forme vis-à-vis du sol. Les Figures 2 et 3 permettent de comprendre plus facilement comment s'effectue la mise en oeuvre du tracteur 1 et du dispositif à grue télescopique 8 qu'il supporte. On a dans ce but représenté sur la Figure 2 le tracteur 1 immobilisé dans une position où, la tourelle orientable 6 ayant amené le bras 9 à l'arrière et sensiblement dans le prolongement de la plate-forme 2 de la tarrière 17 munie de sa vis de forage 25, effectue au fur et à mesure de l'abaissement du bras un trou vertical 26 de profondeur appropriée dans le sol 27. Une fois le trou 26 achevé, le bras 9 est releva, la tarière 17 étant ramenée en position inactive contre le bras. La flèche télescopique 10 permet alors, grâce au treuil 12 et aux moyens de préhension 13 et 14 qui lui sont associés, de venir prendre un poteau 21 sur la plate-forme 2 et de la présenter dans une position sensiblement verticale à l'aplomb du trou 26, où il peut etre ensuite progressivement mais rapidement mis en place. Sur la Figure 3, la référence 14a désigne le câble du treuil 12, représenté ici attaché autour du poteau 21 ; bien entendu, il va de soi que pour accomplir la descente du poteau, tout autre moyen de préhension pourrait être envisagé, du genre griffe, pince ou autre. La Figure 4 illustre alors avec plus de détails, les moyens mis en oeuvre pour assurer l'orientation de la tourelle 6 sur laquelle le bras 9 de la grue télescopique 8 pivote sous l'effet de ses vérins de commande 11. Comme on le voit sur cette figure, la tourelle comporte un anneau de support 28, presentant à sa périphérie une collerette cylindrique 29. Celle-ci coopère avec un roulement 30 dont l'une des cages 31 est portée par la surface interne de la collerette 29 tandis que l'autre cage 32, située en regard, emprisonne avec la première des billes, galets ou autres éléments intermédiaires 33, en étant pour sa part solidaire d'une couronne fixe 34, immobilisée contre la surface supérieure de la plate-forme de travail 2 par des vis ou gouJons de fixation 35. La couronne fixe 34 comporte, dans sa surface cylindrique interne, une denture 36, sur laquelle engrène un pignon 37. Celui-ci est solidaire de l'axe 38 d'un moto-réducteur de commande 39, porté par l'anneau 28 par une plaque 40 fixée par des vis 41 sur une pièce intermédiaire 42, elle-même immobilisée par des vis 43. La pièce 42 présente une partie en saillie 44 de contour circulaire mais dont l'axe est légèrement excentré vis-à-vis de celui du moto-réducteur, engagé dans un logement 45 prévu dans l'anneau 28.Ces dispositions permettent notamment, après retrait des vis 4i et 42 et modification convenable de la position relative de la partie en saillie 44 dans le logement 45 de faire varier légèrement la fonction dans le sens transversal de l'axe du moto-réducteur et d'assurer le rattrapage éventuel des Jeux entre le pignon 37 et la denture 36, par suite le cas échéant de l'usure de ces pièces en fonctionnement. La Figure 5 illustre d'autres dispositions prévues, conformément à l'invention, pour réaliser l'immobilisation de la tarriére 17 contre le bras 9 de la grue en position de transport de cette tarière comme illustré sur les Figures 1 et 3 ou pour l'amener en position de travail comme représenté sur la Figure 2. A cet effet, le manchon de support 16 solidaire du bras 9, comporte une pièce 46 coulissant sur la flèche 10 du bras 9 et à partir de laquelle s étendent dans des plans parallèles et perpendiculaires å l'axe de ce bras, deux flasques 47 et 48. Entre ces flasques est monte transversalement un axe 49, muni à ses extrémités de deux goupilles transversales d'arrêt, respectivement 50 et 51, disposées à l'extérieur des flasques de manière à maintenir l'axe 49 sans nuire à sa rotation vis-à-vis de ces derniers. Les goupilles 50 et 51 présentent des orientations différentes de l'une a l'autre, selon deux directions à 90 en outre, elles sont prévues pour venir coopérer, selon la position de l'axe 49 et de la flèche 10 dans des logements dont l'un 52 est prévu dans une plaque 54a ménagée en bout du bras 9, tandis que l'autre 53 est ménagé dans une autre plaque 54b, parallèle aux flasques 47 et 48 mais prévue à l'extrémité de la flèche. Sur l'axe 49 est montée une bielle 55 à l'extrémité opposée de laquelle est articulé autour d'un axe 56 le carter d'un moteur hydraulique autonome 57 assurant l'entraînement de la vis de forage 25 de la tarière 17. En position de travail, telle que représentée sur la Figure 2, la flèche télescopique 10 de la grue 8 est totalement rétractée dans le bras 9 de telle sorte que le logement 53 de la plaque 54b immobilise la goupille 51 de l'axe 49. Dans ce cas, le manchon coulissant 16 peut suivre les mouvements de la flèche selon la position du trou à forer, la bielle 55 étant alors écartée du bras et disposée sensiblement perpendiculairement à celui-ci, en autorisant par l'effet de la gravité, la mise en position verticale de la tarière 17 qui peut réaliser le trou 26 jusqu'à la profondeur souhaitée pour celui-ci. En position inactive de la tarière 17, notamment lors de la mise en place d'un poteau 21 dans le trou 26 comme représenté sur la Figure 3, la flèche 10 coulisse vis-à-vis du bras 9 selon les besoins, alors que la tarière 17 est préalablement ramenée et immobilisée contre le bras 9 par l'engagement de la goupille 50 dans le logement 52 de la plaque 54a. La Figure 6 illustre une autre disposition prévue selon l'invention, notamment en ce qui concerne le treuil 12 monté en tête de la flèche télescopique 10. Sur cette figure, on a schématiquement représenté une structure de support 58 pour le tambour 59 du treuil, comportant un alésage central 60 pour le montage dans celui-ci d'un moteur hydraulique 61. Le fluide nécessaire a l'entraînement de ce moteur est amené Jusqu'à celui-ci par un conduit 62, pouvant être dispose à l'extérieur de la flèche 10 ou, le cas échéant, à l'intérieur de celle-ci. Préférentiellement et comme illustré sur la Figure 7, le conduit 62 est réalisé avec au moins deux éléments de tubes1 respectivement 63 et 64, coulissant l'un dans l'autre afin de suivre les mouvements d'extension ou de rétraction de la flèche télescopique 10 dans le bras 9, tout en réalisant un conduit continu 65 propre à amener Jusqu'au moteur 61, le fluide hydraulique nécessaire à son fonctionnement. Le tube externe 64 comporte ici une collerette d'extrémité 66, portant dans des gorges internes voisines deux Joints toriques 67 et 68, un Joint à lèvre 69 et, à son extrémité opposée et dans sa surface externe un Joint porteur 71, contre lequel s'applique la surface en regard du tube 64. On realise ainsi un dispositif multifcnctions de préhension et de levage à grue télescopique pour la présentation et la descente de poteaux ou éléments analogues dans des trous préalablement réalisés dans le sol, permettant d'intégrer sur un même engin une pluralité de fonctions jusqu'à présent réalisées à l'aide d'appareils différents ou plus complexes en procurant vis-à-vis des solutions connues dans la technique des améliorations sensibles, en particulier au plan de la rapidité et de l'efficacité des opérations accomplies. L'invention permet tout particulièrement un gain de temps appréciable dans la mise en place de ces poteaux et un coût réduit de ces opérations, notamment pour la construction de lignes télégraphiques ou électriques, et également pour la réalisation de puits de forage recevant des buses cylindriques de chemisage interne ou l'érection de piliers précontraints. L'appareil préconisé est simple, et ne présente qu'un prix de revient et d'entretien très limité, en exigeant en outre qu'une main d'oeuvre réduite et non nécessairement tres spécialisée. Bien entendu. il va par ailleurs de soi que l'invention ne se limite pas au seul exemple de réalisation plus spécialement décrit et représenté mais en embrasse au contraire toutes les variantes. Notamment, on conçoit que les structures particulières de la tarière ou du treuil de levage pourraient être différentes et modifiées sur divers points sans sortir du cadre de l'invention. Il en va de meme en ce qui concerne les moyens d'alimentation en fluide hydraulique des différents m-teurs utilises dans l'appareil. REVEDICATIONS 1 - Dispositif multifonctions de préhension, de levage et de mise en place de poteaux ou analogues en position dans un trou de forage vertical, comportant un engin de déplacement (1) du genre tracteur ou porteur analogue, muni d'une plate-forme de travail (2) pour le support et la commande d'une grue (8) à flèche téléscopique (10) et à tourelle (6) orientable dans le plan horizontal, un treuil de levage (12) étant monté en tête de la flèche de la grue pour permettre le relèvement et la présentation de poteaux (21) ou autres éléments en position sensiblement verticale, caractérisé en ce que le bras (9) de la grue, dans lequel se déplace la flèche télescopique (10), comporte un manchon support coulissant (16) d'une tarière de forage (17) dont le corps est articulé sur une bielle (55) elle-meme articulée sur le manchon de façon telle que la tarière soit, à la demande, calée contre le bras en position de transport et de déplacement de l'engin ou dégagée du bras en position de travail où le corps de la tarière est placé à l'aplomb d'un trou à forer (26). 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tarière de forage (17) comporte un moteur d'entraînement autonome (57), monté sur le corps de la tarière et une vis de forage (25) directement entraînée par l'arbre de sortie du moteur. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la bielle (55) supportant la tarière (17) est articulée sur le manchon coulissant (16) au moyen d'un axe (49) solidaire de cette bielle, s'étendant parallèlement au bras (9) de la grue et tourillonnant entre deux flasques parallèles (47- 48) du manchon, cet axe comportant à ses deux extrémités des goupilles transversales (50-51) disposées perpendiculairement à l'axe. 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les goupilles (50-51) sont décalées l'une par rapport à l'autre pour présenter deux orientations distinctes afin que selon que l'une ou l'autre s'engage dans un logement d'immobilisation (52-53) de l'axe, la bielle (55) soit bloquée respectivement en position de transport ou de travail de la tarière (17). 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le bras 9 présente une plaque (54a) parallèle aux flasques (47) du manchon (16) et comportant un évidement (52) formant un premier logement d'immobilisation pour une des goupilles d'arrêt (50), l'autre goupille (51) coopérant avec un logement analogue (53), aménagé dans une seconde plaque (54b), parallèle à la première et solidaire de la flèche télescopique (10) de la grue. 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les deux goupilles d'arrêt (50-51) s'étendent dans deux directions perpendiculaires l'une à l'autre, la bielle de support (55) du corps de la tarière (17 > étant, selon le cas, appuyée contre le bras (9) de la grue (8) ou s'étendant perpendiculairement à celui-ci. 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la flèche télescopique (10) de la grue (8) comporte en tete, à l'opposé de la tourelle (6) d'orientation du bras (9), un treuil de levage (12), comportant un moteur d'entraînement hydraulique (61), logé dans l'axe du tambour (59), de ce treuil. 8 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'alimentation du moteur (61) s'effectue à partir d'un distributeur porté par la tourelle orientable (6) et est réalisée à travers la flèche télescopique au moyen d'un Jeu de tubes coulissant (63-64) formant ensemble un conduit étanche (62), ces tubes (63-64) coaxiaux et parallèles au bras et à ia flèche télescopique, coulissant mutuellement les uns par rapport aux autres avec interposition de Joints d'étanchéité (67 à 71). 9 - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les joints (67 à 71) sont constitués par au moins un Joint porteur (71) disposé entre les tubes coulissant dans une gorge de l'un de ces tubes, ouverte vers la paroi de l'autre, par un joint racleur (70) prévu à l'extrémité d'un des tubes et par divers Joints toriques (67-68) montés entre les deux tubes. 10 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la tourelle orientable (6) est montée sur la plate-forme de travail (2) par l'intermédiaire d'une couronne fixe (34), portant une denture interne (36) sur laquelle engrène un pignon de commande (37) entraîné par un moto-réducteur (39! porté par la tourelle, la couronne supportant un roulement externe (30) pour la rotation sur cette couronne d'un anneau de support (28) de la tourelle (6). 11 - Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le motoréducteur (39) d'entraînement de la tourelle (6) repose sur l'anneau de support (28) par l'intermédiaire d'une pièce å excentrique (44), propre à aJuster la position relative de l'anneau pour le rattrapage des jeux entre le pignon de commande (37) et la denture de la couronne fixe (34). 12 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la plate-forme de travail (2) du tracteur (1) comporte des brancards latéraux (19-20), permettant le support à plat des poteaux (21) et leur transport avec la grue télescopique (8) jusqu'à l'endroit où, -après forage d'un trou approprié par la tarière, chaque poteau doit être mis et scellé en place.