Brevet FR2665429A1 — publié le 19920207

"Grue à montage automatisé, avec flèche repliable latéralement" La présente invention concerne une grue à montage automatisé, notamment une grue à mât pliable ou télescopique, pourvue d'une flèche articulée au sommet du mât et réalisée en deux ou plusieurs éléments articulés les uns aux autres Dans le cadre de la présente description, le "montage" de la grue signifie son dépliage ou déploiement, de sa position de transport à sa position de travail, l'opération inverse de passage de la position de travail à la position de transport étant le repliage L'invention est plus particulièrement relative à un dispositif qui permet le repliage de la flèche d'une telle grue latéralement le long du mât, pour le transport de la grue. Aussi bien pour des grues à mât pliable que pour des grues à mât télescopique, de nombreuses solutions existent pour le repliage de la flèche en position de transport Ces solutions peuvent être classées selon trois types principaux: Selon un premier type, décrit par exemple dans le brevet français NI 1 376 506, le second élément de flèche appelé "pointe de flèche" est simplement replié au-dessus du premier élément, dit "pied de flèche" Cette solution de mise en oeuvre facile, présente un encombrement en hauteur important, qui limite son utilisation à des grues de faible capacité dans lesquelles les sections du mât et des éléments de flèche sont réduites, pour permettre le transport de ces grues au gabarit routier. Selon un deuxième type, décrit par exemple dans le brevet français NI 1 477 760, la flèche comporte des éléments articulés entre eux de façon telle qu'après rabattement du mât sur le châssis situé à la base de la grue, les éléments de cette flèche encadrent horizontalement le mât en position de transport Cette disposition limite l'encombrement en hauteur de la grue en position de transport, mais par contre elle conduit à surdimensionner les éléments de mât et de flèche qui doivent reprendre en torsion les efforts et les moments résultant des effets de porte-à-faux créés par le déploiement horizontal des éléments de flèche; elle nécessite aussi de disposer d'un espace latéral suffisant pour le dépliage et le repliage de la flèche, ce qui est rarement le cas sur les chantiers urbains. Enfin, selon le troisième type très utilisé actuellement, les flèches repliables sont équipées de divers moyens permettant de rabattre latéralement leurs éléments les uns contre les autres, pour obtenir un ensemble le plus compact possible en position de transport, sans occasionner un surdimensionnement du mât et des éléments de flèche pour leur résistance à la torsion, et sans devoir disposer d'un espace latéral important pour effectuer les opérations de dépliage et de repliage Ce dernier type, comportant de nombreuses variantes, est décrit par exemple dans les brevets allemands NI 1 040 214 et NI 3 719 986, ainsi que dans les brevets français N O 1 518 781 et N O 2 368 430. Les réalisations décrites dans ces brevets nécessitent des moyens spécifiques, plus ou moins complexes et onéreux, pour réaliser la fonction de rabattement latéral des éléments de flèche les uns contre les autres Par exemple, dans la réalisation selon le brevet français N O 1 518 781, la flèche comporte deux éléments et le rabattement latéral de la pointe de flèche contre le pied de flèche s'effectue manuellement et indépendamment du repliage de la flèche. Le rabattement est réalisé alors que l'ensemble "mât et flèche repliée" est en position verticale; pour ce faire, la pointe de flèche est reliée au pied de flèche par une articulation double, disposée au niveau de la liaison entre ces deux éléments de flèche, l'articulation comportant un axe de pivotement pour le repliage de la flèche et un axe de pivotement perpendiculaire au précédent et orienté parallèlement à l'axe longitudinal du pied de flèche pour le rabattement de la pointe de flèche contre le pied de flèche Ce dernier axe de pivotement est complété par une broche verrouillable amovible, disposée dans son prolongement; le verrouillage de la broche est commandé manuellement depuis le sol, par l'intermédiaire d'un câble, et il vient solidariser l'extrémité de la membrure supérieure de la pointe de flèche avec la membrure supérieure du pied de flèche Les deux éléments de flèche étant ainsi solidarisés au niveau de leurs membrures supérieures, le rabattement latéral de la pointe de flèche sur le pied de flèche s'effectue manuellement, par pivotement autour des axes de liaison longitudinaux précités. La présente invention remédie aux inconvénients exposés ci-dessus, en fournissant un dispositif permettant un repliage latéral direct de la flèche d'une grue à montage automatisé du genre considéré. A cet effet, une grue selon l'invention comprend un mât, notamment pliable ou télescopique, porté par un châssis tournant, au sommet duquel est articulée, autour d'un axe situé dans un plan perpendiculaire à l'axe longi- tudinal du mât, une flèche repliable en deux ou plusieurs éléments articulés les uns aux autres, et elle comprend encore un dispositif motorisé de dépliage/repliage de l'ensemble "mât et flèche" et des moyens de dépliage/repliage des éléments de flèche, le mât et la flèche de la grue définissant un plan vertical médian en position déployée de travail; cette grue est caractérisée en ce que l'axe d'articulation de la flèche au sommet du mât est incliné d'un angle aigu (A) par rapport à une direction perpendiculaire au plan vertical médian précité, tandis que le ou les axes d'articulation entre le pied de flèche et l'élément de flèche suivant, et le cas échéant entre les éléments de flèche successifs, sont inclinés dans le plan de la flèche d'un angle aigu (B) par rapport à une direction perpendiculaire au plan vertical médian précité lorsque ces éléments de flèche sont alignés, de telle façon qu'en position repliée le ou les éléments de flèche autres que le pied de flèche soient positionnés latéralement par rapport au mât. Selon un mode de réalisation préférentiel, l'angle aigu d'inclinaison (B) du ou de chaque axe d'articulation entre les éléments de flèche successifs est au moins égal à la moitié (A/2) de l'angle aigu d'inclinaison de l'axe d'articulation de la flèche au sommet du mât, et de même sens que cet angle (A), les angles d'inclinaison (A et B) étant définis comme précédemment. Avantageusement, dans le cas d'une flèche en deux éléments, l'angle d'incli- naison (B) de l'axe d'articulation entre les deux éléments de flèche est sensiblement égal à la moitié (A/2) de l'angle d'inclinaison de l'axe d'articu- lation de la flèche au sommet du mât, de telle façon que la pointe de flèche, en position repliée, soit positionnée parallèlement au mât. Dans le cas d'un mât de section carrée ou rectangulaire les faces latérales du mât déterminent le plan vertical médian précité, qui est le plan de symétrie de ces faces latérales, et les faces avant et arrière de ce mât déterminent même directement la direction de référence par rapport à laquelle sont définis les angles d'inclinaison (A et B) Si la position de travail de la flèche est horizontale, l'axe longitudinal de la flèche est perpendiculaire aux faces avant et arrière d'un tel mât, et l'inclinaison des axes d'articulation peut aussi être définie par référence à cet axe longitudinal. On réalise ainsi une grue à montage automatisé qui, à l'état replié donc en position de transport, occupe un encombrement optimal avec le pied de flèche se présentant en oblique et appliqué sur le mât, tandis que la pointe de flèche est positionnée latéralement par rapport au mât Cette disposition n'entraîne aucun surdimensionnement car, en position de travail, la flèche dépliée et le mât sont disposés dans un même plan vertical comme dans une grue classique De plus, la solution selon la présente invention ne nécessite aucun moyen propre complémentaire, complexe et onéreux, pour réaliser la fonction de rabattement latéral de la flèche; en effet, ce rabattement est obtenu par une simple modification de l'orientation de deux ou plusieurs axes d'articulation, par rapport à la disposition classique des mêmes axes, ce qui est facile à prévoir constructivement, et les moyens habituels de dépliage/repliage de la flèche permettent d'obtenir automatiquement son rabattement latéral, sans modification sensible de ces moyens et sans nécessité de manoeuvres spéciales. Ainsi, dans le cas d'une grue équipée d'une flèche en deux éléments, dénommés respectivement pied de flèche et pointe de flèche, les moyens de dépliage/repliage de la pointe de flèche peuvent consister en un câble de longueur constante, dont la tension initiale est réglable, reliant la partie arrière inférieure de la pointe de flèche à la partie inférieure arrière du mât supérieur, en passant successivement sur une première poulie disposée à l'intérieur de la partie avant du pied de flèche, sur une deuxième poulie disposée à l'intérieur de la partie arrière du pied de flèche, puis en formant un mouflage sur une pluralité de poulies disposées suivant deux axes parallèles, le premier porté par la partie arrière d'un chevalet supportant l'extrémité arrière du pied de flèche et le second porté par le sommet du mât supérieur, l'axe d'articulation incliné de la flèche au sommet du mât étant disposé sur un chevalet Une grue conforme à l'invention peut encore comprendre, de façon classique, un ensemble de poinçons et de tirants supportant les différents éléments de flèche, un tirant arrière de retenue reliant le sommet du poinçon arrière au châssis tournant et maintenant la flèche en équilibre. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cette grue à montage automatisé, avec flèche repliable latéralement Figure 1 montre, en vue de côté, une grue selon l'invention en position repliée, permettant son transport; Figure 2 est une vue en bout de la grue repliée, suivant la direction Il de figure 1; Figure 3 est une vue en plan par dessus, partielle, de cette grue repliée; Figure 4 est une vue en plan par dessus de la flèche alignée, montrant l'orientation des axes d'articulation de ses éléments; Figure 5 est un détail agrandi de la figure 4, correspondant à la région du sommet du mât; Figure 6 montre la grue des figures précédentes avec son mât dressé et la flèche déployée en position horizontale Figures 7 et 8 illustrent deux phases de repliage/dépliage de cette grue; Figure 9 est une vue schématique en perspective du mouflage du câble de dépliage/repliage de la flèche. La grue représentée schématiquement sur le dessin comprend un châssis de base fixe ou roulant 1, rétractable, supportant par l'intermédiaire d'un dispositif d'orientation 2 un châssis tournant 3 qui porte à l'arrière un contrepoids 4 et à l'avant duquel est articulé, autour d'un axe horizontal 5, un mât pliable 6 composé d'un mât de base 7 et d'un mât supérieur 8 reliés l'un à l'autre par articulation sur leur face arrière autour d'un axe horizontal 9; le mât de base 7 et le mât supérieur 8 présentent, dans l'exemple considéré, une section sensiblement carrée Cette grue est pourvue d'une flèche distributrice 10 dépliable/repliable, réalisée ici en deux éléments désignés respectivement comme pied de flèche Il et pointe de flèche 12. Le mât de base 7 est motorisé, pour son montage c'est-à-dire son dressage, au moyen d'un vérin 13, 14 dont le corps 13 est relié par articulation autour d'un axe horizontal 15 à un support 16 fixé à l'arrière du châssis tournant 3 et dont la tige 14 est reliée au pied du mât de base 7 par articulation autour d'un axe horizontal 17. Le mât supérieur 8 est relié au châssis tournant 3 par l'intermédiaire de deux haubans de dressage 18 disposés symétriquement de part et d'autre du mât 6 et articulés respectivement autour d'un axe horizontal 19 à la base du mât supérieur 8 et autour d'un axe horizontal 20 sur le support 16 Le mât supérieur 8 porte à son sommet un poinçon arrière de relevage 21 à l'extrémité duquel est disposé un rouleau de guidage 22. Le pied de flèche 11 est articulé au sommet du mât 6 autour d'un axe 23 horizontal en position de travail de la grue (figure 6), l'axe 23 étant disposé sur un chevalet 24 dépassant sous le pied de flèche 11 Ainsi, le pied de flèche 11 peut être rabattu sur l'avant contre le mât supérieur 8, dans la position repliée de transport montrée aux figures 1 à 3 Le chevalet 24 porte à sa partie arrière supérieure un poinçon arrière de flèche 25 rabattable vers l'avant sur le pied de flèche 11, articulé autour d'un axe horizontal 26; la base du poinçon 25 comporte une protubérance 27 dirigée vers l'arrière, à l'extrémité de laquelle est disposé un deuxième rouleau de guidage 28. Un tirant 29 en deux parties rigides 30,31 articulées entre elles en 32 relie le sommet 33 du poinçon arrière de flèche 25 à une articulation 34 disposée sur la membrure supérieure 35 de la partie avant du pied de flèche Il A l'extrémité avant de la membrure supérieure 35 est disposé un troisième rouleau de guidage 36 La pointe de flèche 12 est articulée au pied de flèche Il autour d'un axe 37, horizontal en position de travail de la grue, disposé à la jonction des membrures inférieures respectives 38,39 des éléments de flèche 12, 11 La pointe de flèche 12 porte à sa partie arrière un poinçon 40 dont la base est articulée autour de l'axe 37 précité et qui est rabattable vers l'avant sur ladite pointe de flèche 12 Un tirant souple de longueur constante 41 relie le sommet 42 du poinçon 40 à une articulation 43 disposée sur la membrure supérieure 44 de la partie avant de la pointe de flèche 12. Les sommets respectifs 33,42 des poinçons 25,40 sont reliés l'un à l'autre par un tirant de liaison 45, réalisé sous forme de câble par exemple, tandis que le sommet 33 du poinçon arrière de flèche 25 est relié à l'axe 20, situé sur le support 16 du châssis tournant 3, par un tirant arrière de retenue 46 également réalisable en câble, dont un point intermédiaire 47 est fixé à une extrémité d'une bielle 48 ayant son autre extrémité articulée en 49 sur la face arrière du mât de base 7. Comme montré aux figures 6 à 9, un câble 50 de dépliage/repliage de la flèche 10 relie un point 51 de la partie arrière inférieure de la pointe de flèche 12 à un dispositif de mise en tension 52 fixé à la partie inférieure arrière du mât supérieur 8; le câble 50, de longueur constante, passe successivement sur une première poulie 53 disposée à l'intérieur de la partie avant du pied de flèche 11, sur une deuxième poulie 54 disposée à l'intérieur de la partie arrière du pied de flèche 11, puis il forme, comme le montre notamment la figure 9, un mouflage 55 sur une pluralité de poulies 56,57 disposées respectivement suivant deux axes horizontaux parallèles 58,59, le premier 58 porté par la partie arrière du chevalet 24 et le second 59 porté par le sommet du mât supérieur 8. Selon l'invention, et comme montré aux figures 4 et 5, l'axe d'articulation 23 du pied de flèche Il au sommet du mât est incliné d'un angle aigu A par rapport à la direction d'axe 60 habituelle, perpendiculaire au plan vertical médian P de la grue en position déployée de travail, l'angle A étant défini dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du mât 6. Considérant le fait que le mât 6 possède ici une section carrée, l'angle A est aussi celui formé par l'axe d'articulation 23 du pied de flèche 1 I avec les plans Pl et P 2 des faces avant et arrière du mât supérieur 8, tandis que les faces latérales P 3 et P 4 de ce mât 6 déterminent la direction du plan vertical médian P précité. Quant à l'axe d'articulation 37 entre le pied de flèche Il et la pointe de flèche 12, celui-ci est incliné d'un angle aigu B par rapport à la direction d'axe 61 habituelle, perpendiculaire au plan vertical médian P de la grue en position déployée de travail L'angle B possède une valeur égale sensiblement à A/2, et il est de même sens que l'angle A dans le plan de la flèche 10 lorsque celle-ci est alignée De toute façon, les angles d'inclinaison A et B sont de relativement faible valeur; avantageusement, la valeur de l'angle A (mesurée en radians et assimilable à sa tangente) est sensiblement égale au rapport entre la largeur du mât supérieur 8 et la longueur de ce mât supérieur 8, dans le cas d'un mât pliable 6 de section carrée tel que pris ici comme exemple. En position de transport, la grue se présente comme montré aux figures 1 à 3 Le mât 6 est replié sur lui-même et abaissé sensiblement à l'horizontale Le pied de flèche Il est rabattu au-dessus du mât 6 et, vu de dessus (figure 3), il se présente en oblique, c'est-à-dire avec son axe longitudinal faisant un angle A avec l'axe longitudinal du mât supérieur 8 La pointe de flèche 12 est repliée sous le pied de flèche 11 et elle est appliquée latéralement contre le mât supérieur 8. En position de travail, montrée à la figure 6, le mât 6 est redressé et déployé en position verticale, tandis que la flèche 10 est alignée en position horizontale pour assurer sa fonction de flèche distributrice avec un chariot non représenté L'ensemble formé par le mât 6 et la flèche 10 est disposé symétriquement par rapport au plan médian vertical P (voir aussi figure 4), comme dans une grue classique. Comme illustré aux figures 7 et 8, le repliage de la grue s'effectue de la manière suivante: A partir de la position de travail, on commande l'allongement du vérin 13,14 par sortie de sa tige 14, pour faire pivoter le mât de base 7 vers l'avant autour de son axe d'articulation 5 sur le châssis tournant 3, tandis que le mât supérieur 8 pivote vers l'arrière, autour de son axe d'articulation 9 sur le mât de base 7, sous l'action des haubans de dressage 18 qui le retiennent. Pendant que s'effectue ce mouvement, le tirant arrière de retenue 46 se détend et, sous l'action du poids mort de la flèche 10, le poinçon arrière de flèche 25 pivote vers l'avant autour de son axe d'articulation 26 sur le chevalet 24 du pied de flèche 11 Dans le même temps, le poinçon 40 pivote vers l'avant autour de son axe d'articulation 37 sous l'action du poids mort de la pointe de flèche 12, tandis que cette pointe de flèche 12 se rabat progressivement Le mouvement se poursuivant, le câble arrière de retenue 46 vient s'appuyer progressivement sur le rouleau de guidage 22 du poinçon arrière de relevage 21, puis sur le deuxième rouleau de guidage 28 disposé sur la protubérance 27 du poinçon arrière de flèche 25, de telle façon que le câble 46 soit guidé et que les efforts restent admissibles De la même façon, le tirant ou câble 45 de liaison entre les deux poinçons 25,40 vient s'appuyer progressivement sur le troisième rouleau de guidage 36 disposé à l'extrémité avant de la membrure supérieure 35 du pied de flèche 11 Lorsque la pointe de flèche 12 se trouve en position verticale et que son poids mort cesse d'être moteur, le câble 50 de repliage de flèche, dont la tension initiale a été réglée par le dispositif 52, est maintenu en tension grâce au calcul de son trajet depuis le point 51 jusqu'au dispositif 52 en passant par les poulies intermédiaires 53,54,56,57 et grâce à son élasticité Le câble 50 de repliage de flèche assure la continuité du mouvement jusqu'au repliage complet de la flèche 10 Pendant tout ce temps, et progressivement, le pied de flèche 11 et la pointe de flèche 12 se désaxent par rapport au mât 6 du fait de l'inclinaison de leurs axes d'articulation 23, 37, de telle façon que la pointe de flèche 12 puisse croiser le mât 6 sans le rencontrer, comme le montrent les figures 7 et 8 o la pointe de flèche apparaît comme passant "devant" le mât 6 En fin d'opération, la grue se trouve dans la position de transport décrite plus haut, avec sa flèche 10 repliée latéralement par rapport au mât 6. Il va de soi que l'on procède au dépliage de la grue dans les mêmes conditions, les mouvements étant inverses de ceux précédemment indiqués, en commandant la rétraction du vérin 13,14. On voit que la disposition inclinée des axes d'articulation respectifs 23,37 de la flèche 10 sur le mât 6 et de la pointe de flèche 12 sur le pied de flèche Il permet un repliage/dépliage continu, sans intervention manuelle et ne nécessitant aucun surdimensionnement On réalise ainsi une grue à montage automatisé qui, à l'état replié donc en position de transport, offre un encombrement optimal, aussi bien en hauteur qu'en largeur. Comme il va de soi, et comme il résulte de ce qui précède, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cette grue à montage automatisé, avec flèche repliable latéralement, qui a été décrite cidessus, à titre d'exemple; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application fondées sur le même principe Ainsi, l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention: par une application du même principe à des grues pourvues d'un dispositif différent de dépliage/repliage; par une application du même principe à des grues à mât télescopique et non à mât pliable; par une application du même principe à des grues à flèche inclinée ou relevable; par une adaptation à des grues avec des flèches ayant un nombre d'éléments articulés différent de deux, les axes d'articulation entre les éléments de flèche successifs étant alors inclinés selon un angle B de la même manière que l'axe d'articulation entre le pied de flèche et la pointe de flèche dans le cas d'une flèche en deux éléments. REVENDICATIONS 1 Grue à montage automatisé comprenant un mât ( 6), notamment pliable ou télescopique, porté par un châssis tournant ( 3), au sommet duquel est articulée, autour d'un axe ( 23) situé dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du mât, une flèche repliable ( 10) en deux ou plusieurs éléments ( 11,12) articulés les uns aux autres (en 37), la grue comprenant encore un dispositif motorisé ( 13,14) de dépliage/repliage de l'ensemble "mât et flèche" ( 6,10) et des moyens ( 50 à 59) de dépliage des éléments de flèche ( 11,12), le mât ( 6) et la flèche ( 10) définissant un plan vertical médian (P) en position déployée de travail, caractérisée en ce que l'axe d'articulation ( 23) de la flèche ( 10) au sommet du mât ( 6) est incliné d'un angle aigu (A) par rapport à une direction ( 60) perpendiculaire au plan vertical médian (P) précité, tandis que le ou les axes d'articulation ( 37) entre le pied de flèche ( 11) et l'élément de flèche suivant ( 12), et le cas échéant entre les éléments de flèche successifs, sont inclinés dans le plan de la flèche ( 10) d'un angle aigu (B) par rapport à une direction ( 61) perpendiculaire au plan vertical médian (P) précité lorsque ces éléments de flèche ( 11,12) sont alignés, de telle façon qu'en position repliée le ou les éléments de flèche ( 12) autres que le pied de flèche ( 11) soient positionnés latéralement par rapport au mât ( 6). 2 Grue à montage automatisé, avec flèche repliable latéralement, selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'angle aigu d'inclinaison (B) du ou de chaque axe d'articulation ( 37) entre les éléments de flèche successifs ( 11,12) est au moins égal à la moitié (A/2) de l'angle aigu d'inclinaison (A) de l'axe d'articulation ( 23) de la flèche ( 10) au sommet du mât ( 6), et de même sens que cet angle (A). 3 Grue à montage automatisé, avec flèche repliable latéralement en deux éléments selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'angle d'inclinaison (B) de l'axe d'articulation ( 37) entre les deux éléments de flèche ( 11,12) est sensiblement égal à la moitié (A/2) de l'angle d'inclinaison (A) de l'axe d'articulation ( 23) de la flèche ( 10) au sommet du mât ( 6). 4 Grue à montage automatisé, avec flèche repliable latéralement, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant un mât pliable ( 6) de section carrée ou rectangulaire, caractérisée en ce que l'axe d'articulation ( 23) de la flèche ( 10) au sommet du mât ( 6) forme un angle aigu (A) par rapport aux plans (Pl,P 2) des faces avant et arrière du mât supérieur ( 8). Grue à montage automatisé avec flèche repliable latéralement, selon la revendication 4, caractérisée en ce que la valeur de l'angle d'inclinaison il (A) de l'axe d'articulation ( 23) de la flèche ( 10) au sommet du mât ( 6), mesurée en radians, est sensiblement égale au rapport entre la largeur du mât supérieur ( 8) et la longueur de ce mât supérieur ( 8). 6 Grue à montage automatisé avec flèche repliable latéralement en deux éléments, selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les moyens de dépliage/repliage de la pointe de flèche ( 12) consistent en un câble de longueur constante ( 50), dont la tension initiale est réglable, reliant (en 51) la partie arrière inférieure de la pointe de flèche ( 12) à la partie inférieure arrière ( 52) du mât supérieur ( 8), en passant successivement sur une première poulie ( 53) disposée à l'intérieur de la partie avant du pied de flèche ( 11), sur une deuxième poulie ( 54) disposée à l'intérieur de la partie arrière du pied de flèche ( 11), puis en formant un mouflage ( 55) sur une pluralité de poulies ( 56,57) disposées suivant deux axes parallèles ( 58,59), le premier ( 58) porté par la partie arrière d'un chevalet ( 24) supportant l'extrémité arrière du pied de flèche ( 11) et le second porté par le sommet du mât supérieur ( 8), l'axe d'articulation incliné ( 23) de la flèche ( 10) au sommet du mât étant disposé sur le chevalet ( 24).