Brevet FR2642410A1 — publié le 19900803

- I - DISPOSITIF A GODET ELEVATEUR POUR DES MATERIAUX, NOTAM- MENT DANS UNE CENTRALE DE FABRICATION DE BETON.- La présente invention concerne un dispositif élévateur pour des matériaux, notamment pour des granulats dans une centrale mobile de fabrication de béton, comportant un bâti, un chariot muni du godet et mobile en va-etvient le long d'un parcours incliné ou vertical défini par des rails de guidage, au moins un vérin hydraulique prenant appui sur le bâti et agencé pour commander les mouvements du chariot, et des moyens mécaniques de transmission reliant le vérin au chariot. Dans les centrales fixes de fabrication de béton, le transport des granulats entre la zone o ils sont prélevés du stock et la trémie d'entrée du malaxeur à béton se fait en général sur un convoyeur à bande. La dénivellation à couvrir par ce convoyeur nécessite une longueur assez grande, car la pente du ruban est limitée à une valeur maximale comprise entre 18 et 26 selon les cas. Un tel encombrement en longueur n'est pas toujours acceptable, car on ne dispose pas toujours de l'espace important qu'il demande entre le bloc de stockage et le bloc de malaxage. C'est le cas en particulier dans une centrale mobile devant pouvoir être facilement repliée et déplacée d'un chantier à un autre. On essaye alors d'avoir une centrale aussi compacte que possible pour pouvoir monter tous ces organes essentiels sur un bâti commun permettant le transport de l'ensemble par la route. L'élévation d'une charge de granulats pour une gâchée se fait généralement au moyen d'un chariot à godet basculant, ayant un parcours à très forte pente. Habituellement, ce chariot est entraîné par un treuil électrique à câble, équipé d'un frein de fin de course. Cependant ce système présente certains dangers pour le personnel, car sa sécurité n'est pas assurée en cas de rupture du câble. Dans ce cas le chariot peut être libéré brusquement, ce qui représente la chute d'une masse de deux à quatre tonnes d'une hauteur de six à sept mètres. Un problème de sécurité similaire se pose en cas de panne, d'accrochage ou de rupture du frein, ou en cas de défectuosité de la commande de fin de course. Un autre inconvénient est spécifique des freins mobiles, dont le déplacement nécessite un démontage ou un repliage de la partie haute des rails de 26 4 2 4 1 0 -2- guidage, partie qui porte au moins une poulie de renvoi du câble et éventuellement le treuil lui-même. De plus, le godet peut assez facilement se mettre en travers et se coincer entre ces rails, notamment à la descente ou si le chargement est mal équilibré. On connaît également un dispositif hydraulique dans lequel l'entraîne- ment du chariot est commandé par un vérin hydraulique déplaçant une poulie sur laquelle passe un câble ou une chaîne soulevant le chariot. Ce dispositif présente à peu près les mêmes inconvénients que le système à treuil. En outre, la course du vérin est relativement grande puisqu'elle représente la moitié de la course du chariot. Il en résulte un mécanisme encombrant et lourd. difficilement adaptable à une centrale mobile. En revanche la commande hydraulique présente une sécurité de charge, puisque le vérin ne fonctionne pas s'il y a un excédent de charge. La présente invention a donc pour but de fournir un dispositif du type indiqué en préambule, agencé de façon à présenter une meilleure sécurité intrinsèque que les dispositifs à câble, tout en conservant un encombrement limité. Dans ce but, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que les moyens mécaniques de transmission sont formés par un mécanisme à levier, agencé de manière que la course du vérin soit plus courte que la moitié de la course du chariot. De préférence, le mécanisme à levier comporte au moins un levier principal ayant une extrémité avant reliée de manière articulée au chariot, une extrémité arrière reliée de manière articulée au bâti, et un point intermédiaire relié de manière articulée au vérin. Le vérin est monté sur le bâti par une articulation. Dans une forme de réalisation avantageuse, l'extrémité arrière du levier principal est reliée au bâti au moyen d'un élément rigide monté sur le bâti de manière à pivoter autour d'un axe horizontal, cet élément étant raccordé à l'extrémité arrière du levier par une articulation se déplaçant sur une trajectoire en arc de cercle au cours du déplacement du chariot. - 3 - Le levier principal comporte un cadre en forme de trapèze symétrique dont la petite base est à l'extrémité arrière du levier et le dispositif est commandé par un seul vérin hydraulique, situé dans un plan de symétrie du cadre. La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description d'un exemple de réalisation, donné ci-dessous à titre non limitatif et en référence aux dessins annexés, dans lesquels La figure I est une vue latérale schématique d'un élévateur à godet basculant à commande hydraulique selon la présente invention, destiné en particulier à une centrale mobile de fabrication de béton, le dispositif étant représenté dans la position basse du godet, La figure 2 est une vue analogue à la figure I et représente le dispositif dans la position haute du godet, La figure 3 est-une vue latérale du mécanisme à levier du dispositif, dans la même position que la figure 1, La figure 4 est une vue frontale dans la direction de la flèche IV de la figure 3, et La figure 5 est une vue en plan suivant la flèche V de la figure 3. En référence aux figures I et 2, le dispositif représenté schématiquement est monté sur un bâti -I1 qui, dans cet exemple, est celui d'une centrale mobile de fabrication de béton, dans laquelle le dispositif se trouve entre une zone o les granulats à béton sont stockés, puis prélevés sous forme de quantités dosées pour une gâchée, et la zone du malaxeur o ces agrégats sont gâchés avec du ciment et de l'eau. Dans le dispositif représenté, les agrégats sont élevés de manière connue dans un chariot 2 à godet 3, appelé aussi skip ou benne qui est guidé et partiellement supporté par deux paires de rails latéraux 4 et 5 faits de profilés en U. En fait, le chariot 2 comporte deux galets principaux coaxiaux 6 circulant le long du rail 4, et deux galets avant coaxiaux 7 qui servent - 4surtout a commander l'inclinaison du godet 3, en circulant le long des rails 5 dont l'extrémité supérieure 9 est coudée de façon que le godet 3 bascule et se vide par son extrémité ouverte suivant la flèche A (figure 2). Jusque là, il s'agit d'une construction tout à fait classique, si ce n'est que l'extrémité supérieure des rails 4 n'a pas besoin d'être équipée d'une traverse portant une poulie de renvoi pour un câble. Par conséquent, la partie supérieure de voie du chariot est plus simple et moins haute qu'avec un dispositif d'entraînement à câble. Les déplacements du chariot 2 sont commandés par un vérin hydraulique dont la tige est articulée en 11 sur le bâti I et dont le cylindre est articulé, suivant un axe transversal 12, sur un levier principal 13 qui, à son extrémité avant 14, est articulé au chariot 2, de préférence sur le même axe que les galets 6. A l'opposé, le levier 13 a une extrémité arrière 15 articulée à une extrémité avant d'un bras supérieur 16 dont l'extrémité arrière est montée de manière articulée sur le bâti 1, de façon à pivoter autour d'un axe 17 parallèle à l'axe 11 et à l'axe des galets 6. Un exemple de construction de ce mécanisme sera décrit plus loin plus en détail. Les figures 1 et 2 montrent schématiquement la cinématique du mécanisme au cours d'une montée du chariot 2. Le vérin 10 est actionné de manière classique au moyen d'un circuit hydraulique à haute pression, à l'aide d'une commande manuelle ou automatique selon les cas. Quand le vérin s'allonge, le bras supérieur 16 pivote de telle sorte que l'extrémité arrière 15 du levier principal 13 parcourt une trajectoire en arc de cercle 20 jusqu'à un point extrême 21, puis redescend jusqu'à la position 15' illustrée en figure 2. Pendant ce temps, l'articulation 12 reliant le vérin 10 au levier 13 suit une trajectoire sinueuse 22 illustrée en traits mixtes en figure 2 et se terminant en 12'. La forme de cette trajectoire dépend non seulement des dimensions respectives du système articulé, mais également de la géométrie des rails 4, définissant le parcours des galets 6 et de l'extrémité 14 du levier 13, jusqu'à la position supérieure 14' o le godet est suffisamrrient basculé pour se vider entièrement. Le chariot est maintenu dans cette position ou dans toute position intermédiaire uniquement par le vérin hydraulique 10, - -5- c'est-à-dire qu'un verrouillage mécanique n'est pas nécessaire. Les déplacements du chariot à la descente peuvent se faire simplement sous l'effet des poids du chariot et du mécanisme à levier sur commande d'une soupape relâchant progressivement le vérin 10. Ainsi le vérin 10 peut être du type à simple effet. Les figures 3 à 5 montrent plus en détail la construction du mécanisme articulé formé par le levier principal 13 et le bras supérieur 16. Ces deux éléments sont - en construction métallique à sections fermées, de façon à présenter une très grande rigidité en torsion, assurant que les axes d'articulation 14 et 15 restent toujours parallèles à l'axe d'articulation 17. Par exemple, le bras supérieur 16 peut être fait de deux tubes parallèles 24 reliés par des tôles soudées. Comme le montre la figure 4, le levier principal 13 comporte principalement un cadre rigide trapézoïdal en H formé par deux bras latéraux divergents 26, une traverse arrière 27 et une traverse médiane 28, tous formés par des profilés tubulaires à grande rigidité de torsion. Une paire de plaques obliques triangulaires 30 est soudée aux bras 26 dans la zone s'étendant entre les traverses 27 et 28. Le sommet libre 31 de chaque plaque 30 est articulé suivant l'axe 12 sur un pivot latéral fixé au vérin 10. Ainsi, le vérin peut avantageusement se trouver dans le plan de symétrie 32 du levier principal 13, et peut basculer dans ce plan entre les deux bras 26 au cours du mouvement du levier. Le vérin peut avoir, par exemple, une course d'environ deux mètres pour assurer une course d'environ six mètres du chariot 2. Grâce au fait que le levier principal 13 est articulé sur le bras supérieur 16 et non pas directement sur le bâti, sa longueur est réduite et l'encombrement en hauteur du dispositif peut se limiter à environ trois mètres dans la position de la figure 1, ce qui permet son inscription dans le gabarit des véhicules routiers. Par rapport à l'état de la technique mentionné plus haut, le dispositif selon l'invention présente plusieurs avantages. Sur le plan de la sécurité, il exclut une chute brutale en cas de défaillance de la commande, par exemple en cas de rupture d'une conduite hydraulique, car la vitesse de vidange du vérin est limitée par la section de ses orifices d'entrée et de 2642 4 1 0 -6- sortie, formant un étranglement hydraulique. En cas de rupture, il y a au pire une descente du chariot au ralenti. La manipulation d'une surcharge éventuelle est empêchée par le dispositif classique de limitation de pression dans le circuit hydraulique. Grâce à la rigidité en torsion des éléments 13 et 16, le chariot 2 ne peut pas s'incliner latéralement, ni se coincer entre ses rails de guidage. On évite ainsi des efforts transversaux entre les galets et les rails. En outre, on bénéficie des avantages de la commande hydraulique au point de vue de la souplesse de fonctionnement. On peut facilement prévoir une position intermédiaire ou d'attente du godet, ce qui ne veut pas se faire facilement avec un treuil à câble. On peut aussi prévoir plusieurs vitesses possibles à la montée ou à la descente ainsi qu'une variation progressive de la vitesse dans certaines manoeuvres. Par exemple, on peut prévoir de commencer la montée à petite vitesse pour sortir le chariot de son logement, puis enclencher une deuxième pompe pour effectuer la majorité de la montée à une grande vitesse, et revenir à la petite vitesse pour l'arrivée du charic. et son déversement. Enfin, la voie de circulation du chariot, formée par les rails 4 et 5, peut avoir n'importe quel tracé approprié, y compris avec des tronçons verticaux ou même montant en revenant en arrière pour diminuer l'encombrement en plan. Comme il n'y a pas de poulie de renvoi au sommet du parcours, la partie supérieure de la voie est plus simple et elle peut être rabattue plus facilement pour le transport. La présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit ci-dessus, mais elle s'étend à toutes modifications ou variantes évidentes pour un homme du métier, dans le cadre défini par les revendications. 26 4 2 4 1 0 7 - Revendications 1. Dispositif à godet élévateur pour des matériaux, notamment pour des granulats dans une centrale mobile de fabrication de béton, comportant un bâti (1), un chariot (2) muni d'un godet et mobile en va-et-vient le long d'un parcours incliné ou vertical défini par des rails de guidage (4, 5), au moins un vérin hydraulique (10) prenant appui sur le bâti et agencé pour commander les mouvements du chariot, et des moyens mécaniques de transmission reliant le vérin au chariot, caractérisé en ce que les moyens mécaniques de transmission sont formés par un mécanisme à levier (13 et 16), agencé de manière que la course du vérin (10) soit plus courte que la moitié de la course du chariot (2). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme à levier comporte au moins un levier principal (13) ayant une extrémité avant (14) reliée de manière articulée au chariot, une extrémité arrière (15) reliée de manière articulée au bâti, et un point intermédiaire (12) relié de manière articulée au vérin. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le vérin (10) est monté sur le bâti par une articulation (11). 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'extrémité arrière (15) du levier principal est reliée au bâti au moyen d'un élément rigide (16) monté sur le bâti de manière à pivoter autour d'un axe horizontal (17), cet élément (16) étant raccordé à l'extrémité arrière du levier par une articulation se déplaçant sur une trajectoire en arc de cercle (20) au cours du déplacement du chariot. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le levier princpal (13) comporte un cadre en forme de trapèze symétrique dont la petite base est à l'extrémité arrière (15) du levier, et en ce que le dispositif est commandé par un seul vérin hydraulique (10), situé dans un plan de symétrie (32) du cadre. 26 4 2 4 1 0 -8 6. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mécanisme à levier (13 et 16) a une construction rigide en torsion, assurant une orientation constante de son axe d'articulation au chariot.