Brevet FR2714041A1 — publié le 19950623

L'invention concerne un appareil de levage notamment une plate-forme élévatrice, dans lequel un chariot mobile, qui doit être chargé par la charge à lever, est mobile en translation le long d'une barre d'arrêt munie d'un filetage, sur laquelle un écrou d'arrêt à mouvement libre est entraîné par le chariot mobile, cet écrou prenant appui contre le chariot mobile au niveau de sa face supérieure et de sa face inférieure de manière à pouvoir tourner par rapport à celui-ci, le chariot mobile présentant un élément de freinage avec lequel l'écrou d'arrêt peut être mis en liaison active pour empêcher l'écrou d'arrêt de continuer à tourner. Un appareil de levage de ce genre est connu par le document DE-A 29 09 171. Cet appareil fonctionne de la façon suivante: en fonctionnement normal, pendant les mouvements d'élévation et de descente, l'écrou d'arrêt à mouvement libre, par exemple, un écrou à circulation de billes, est entraîné vers le haut et vers le bas par le chariot mobile, lequel est accouplé solidairement à la plate-forme de charge mobile en translation verticale, le filetage et l'écrou d'arrêt étant construits de manière qu'il ne se produise pas d'autoblocage. Si, par exemple, la chaîne qui porte la plate-forme de charge se brise, sous l'effet du mouvement de descente du chariot mobile qui s'amorce avec une vitesse accélérée, ce chariot vient s'appuyer instantanément sur l'écrou d'arrêt à mouvement libre, par une surface de freinage, de sorte qu'en même temps, le mouvement de rotation de l'écrou d'arrêt est bloqué et qu'avec cette action, le chariot mobile est bloqué en toute sécurité sur la barre d'arrêt munie du filetage. Toutefois, ce dispositif connu a l'inconvénient que l'effet de freinage n'est engendré que par une chute de la plate-forme de charge et, avec elle, du chariot mobile et que la raideur du ressort de compression interposé entre le chariot mobile et l'écrou d'arrêt représente un paramètre de grande importance. En effet, étant donné que la raideur du ressort varie dans certaines limites, l'amorçage de l'effet de freinage est lui aussi légèrement variable. Le but de la présente invention est donc de perfectionner cet appareil connu de manière à rendre l'effet de freinage indépendant de ces tolérances de fabrication et à assurer en même temps une plus grande fiabilité. Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait que l'appareil comprend un élément de sécurité supplémentaire pour déclencher le freinage de l'écrou d'arrêt. De cette façon, en supplément du mécanisme déjà décrit, on dispose d'un autre mécanisme capable d'éviter la chute de la plate-forme de charge. La redondance qui est ainsi réalisée permet d'atteindre une sécurité beaucoup plus élevée dans le fonctionnement de l'appareil de levage. L'élément de sécurité additionnel peut être actionné de l'extérieur. Ceci améliore l'aptitude à l'utilisation du frein de descente et de chute décrit puisque, maintenant il peut aussi être utilisé pour immobiliser le chariot mobile en position élevée, simplement par le fait que l'élément de sécurité qui joue le rôle d'actionneur est actionné de l'extérieur, de sorte que l'écrou d'arrêt reste maintenu solidement dans sa position sur la barre d'arrêt. Toutefois, l'actionnement automatique qui est nécessaire pour un dispositif de sécurité, continue en même temps à être assurée. En principe, l'élément de sécurité peut être actionné par voie électrique, électromagnétique, hydraulique ou encore pneumatique. En particulier dans une forme de réalisation hydraulique ou pneumatique, lorsqu'il est actionné, l'élément de sécurité peut être chargé par une pression ou encore, il est commandé de manière à être mis hors pression lors de l'actionnement. Cette dernière construction a en particulier l'avantage de permettre d'intégrer l'élément de sécurité dans le circuit hydraulique d'un appareil de levage, de sorte qu'en cas de panne de l'hydraulique, avec chute consécutive de la pression, le dispositif de freinage intégré dans le circuit hydraulique entre très tôt en action et qu'il ne se produit pas de chute ni d'arrêt brusque du chariot mobile. En particulier dans un perfectionnement selon l'invention du dispositif de freinage décrit plus haut, il peut être rationnel de choisir, par exemple, un cylindre annulaire pour l'élément de sécurité et l'actionneur. Ce cylindre peut être facilement intégré dans un circuit hydraulique existant et il a en outre l'avantage d'être peu encombrant. Pour que l'arrivée en appui de l'élément de freinage sur l'écrou d'arrêt se produise de façon aussi régulière que possible, il est avantageux de prévoir dans le chariot mobile un ressort précontraint qui, lors de l'actionnement de l'actionneur, met automatiquement l'écrou d'arrêt et l'élément de freinage en liaison active. Ceci peut être obtenu, d'une part, par le fait que le cylindre annulaire décrit plus haut exerce sa pression sur l'élément de freinage par l'intermédiaire de ce ressort. Toutefois, d'un autre côté, dans une forme préférée de réalisation, l'écrou d'arrêt est centré axialement entre deux ressorts présentant une légère précontrainte, et, sous l'effet du retrait axial du cylindre annulaire qui joue le rôle d'élément de sécurité et d'actionneur, l'un des ressorts se détend, de sorte que l'autre ressort presse l'écrou d'arrêt axialement contre l'élément de freinage constitué par une surface. Ceci apporte l'avantage déjà cité consistant en ce que le dispositif d'arrêt continue à fonctionner de la façon connue jusqu'à présent, à savoir par le fait que, si le chariot mobile descend brusquement, l'écrou d'arrêt ne peut pas accompagner aussitôt cette descente, en raison de son inertie, et que l'élément de freinage l'arrête aussitôt de la façon connue et que la chute du chariot mobile est alors freinée et arrêtée de la façon connue. Toutefois, en même temps, le processus de freinage peut aussi être déclenché de l'extérieur par la détente volontaire de l'un des ressorts. En dehors des éléments décrits jusqu'à présent, qui se déplacent sensiblement dans une direction axiale, il est aussi possible que l'élément de sécurité soit mobile dans une direction sensiblement radiale par rapport à l'écrou d'arrêt. Ceci peut être obtenu avec un mécanisme d'une construction plus simple. Pour cela, il est par exemple possible d'amener une cheville de freinage de l'élément de sécurité s'engager radialement dans un évidement de l'écrou d'arrêt. Ceci arrête la rotation de l'écrou d'arrêt, cet écrou ne se déplace plus le long de la barre d'arrêt et le chariot mobile s'appuie par son élément de freinage sur l'écrou d'arrêt préalablement freiné et il s'arrête entièrement sous l'effet de la charge plus élevée. Dans un dispositif d'arrêt de ce genre, une possibilité consiste à faire agir l'élément de sécurité radialement lorsqu'il se comporte en dispositif de freinage à action automatique. A cet effet, cet élément peut être monté sur l'écrou d'arrêt de manière que, sous l'effet des forces centrifuges qui se manifestent avec la rotation de l'écrou d'arrêt, l'élément de sécurité soit déporté vers l'extérieur, o il entre en contact avec le chariot mobile et freine ainsi l'écrou d'arrêt. Dans ce mouvement, l'élément de sécurité peut glisser vers l'extérieur sur des guides radiaux et il se déplace alors sensiblement parallèlement à l'écrou d'arrêt et à l'axe de la barre d'arrêt. En variante, l'élément de sécurité peut être constitué par un levier monté d'un côté sur l'écrou d'arrêt, le plan d'oscillation du levier pouvant être aussi bien perpendiculaire à l'axe de l'écrou d'arrêt que parallèle à cet axe. Si le plan d'oscillation du levier est perpendiculaire à l'axe de l'écrou d'arrêt, ceci a l'avantage que, s'il est convenablement orienté par rapport au sens de la rotation de l'écrou d'arrêt, l'élément de sécurité oscillant vers l'extérieur peut renforcer automatiquement l'effet de freinage comme cela se produit dans un frein Simplex. Ainsi qu'on l'a déjà indiqué, l'effet de freinage établi entre l'écrou d'arrêt et l'élément de sécurité peut aussi bien être engendré par un effet de friction que par un effet d'enclenchement mécanique. Dans le cas d'un enclenchement mécanique entre l'élément de sécurité et l'écrou d'arrêt, dans lequel l'élément de sécurité est constitué par une cheville qui s'engage dans un évidement, l'élément opposé c'est-à-dire l'écrou d'arrêt ou le chariot mobile peut naturellement présenter aussi plusieurs évidements ou alvéoles juxtaposés, constitués par exemple par une denture extérieure ou une denture intérieure, de sorte que la liaison active servant au freinage de l'écrou d'arrêt peut s'établir dans n'importe quelle position angulaire voulue de l'écrou d'arrêt. Dans une forme de réalisation préférée de l'appareil de levage, la barre d'arrêt est intégrée dans une colonne de levage, en particulier, dans la cavité intérieure de cette colonne, de sorte que la colonne de levage, le long de laquelle la plate-forme support de charge circule, se comporte en même temps comme une protection pour la barre d'arrêt munie d'un filetage, de sorte que cette dernière risque moins de s'encrasser et que la sécurité du fonctionnement de l'ensemble du dispositif de sécurité est donc améliorée. Les figures du dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple, feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ce dessin, la figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif d'arrêt avec l'élément de sécurité agencé axialement en service normal; la figure 2 est une représentation schématique du dispositif d'arrêt avec l'élément de sécurité agencé axialement en situation de freinage; la figure 3 est une représentation schématique d'un dispositif d'arrêt possédant des éléments de sécurité agissant radialement, avec des éléments qui sont actionnés automatiquement sur un côté et des éléments qui peuvent être actionnés de l'extérieur sur l'autre côté; la figure 4 est une représentation schématique d'un dispositif d'arrêt possédant des leviers centrifuges à action radiale en tant qu'éléments de sécurité, en service normal; la figure 5 représente le dispositif d'arrêt selon la figure 4 en situation de freinage. Sur la figure 1, on a représenté une barre d'arrêt 1 qui est suspendue par son extrémité supérieure, non représentée, dans une colonne de levage d'une plate-forme élévatrice. Cette barre d'arrêt fixe 1 est munie sur sa longueur d'un filetage sur lequel circule un écrou 2 à circulation de billes, l'axe de l'écrou d'arrêt 2a coïncidant naturellement avec l'axe la de la barre d'arrêt. L'écrou 2 à circulation de billes prend appui sur des butées 3 et 4 par sa face supérieure et sa face inférieure. Ces butées font partie d'un chariot mobile 5 qui coulisse vers le haut ou vers le bas, dans le sens de la flèche indiquée pour élever ou abaisser la charge. Au niveau de chacune de ses faces supérieure et inférieure, l'écrou 2 à circulation de billes est muni d'un roulement à billes 6a, 6b sur chacun desquels prend appui un ressort de compression 7a, 7b qui est en appui contre la butée correspondante 3 ou 4. Dans le fonctionnement normal de la plate-forme élévatrice, l'écrou 2 à circulation de billes est entraîné élastiquement par le chariot mobile 5 et il tourne alors sur la barre d'arrêt 1, constituée par une vis. Si, maintenant, par suite d'un défaut de la plate-forme élévatrice, le chariot mobile 5 tombe, le chariot mobile tombe plus rapidement que dans le cas d'un mouvement de descente habituel qui se produit pendant le fonctionnement normal, de sorte que l'écrou 2 à circulation de billes ne peut pas accompagner ce mouvement de descente du chariot mobile 5 qui s'amorce à une vitesse accélérée. Dans ce cas, le ressort de compression supérieur 7b, qui est calculé suffisamment faible, se comprime et le chariot mobile 5 vient s'appuyer sur l'écrou 2 à circulation de billes par une surface de freinage 8, de sorte que le mouvement de rotation de cet écrou d'arrêt sur la barre d'arrêt 1 est bloqué. Sur les figures 1 et 2, la surface de freinage 8 est formée sur la surface frontale d'une bague d'appui 9 qui est fixée au chariot mobile 5. Sous l'effet de la charge qui porte sur le chariot mobile 5 et, de ce fait, sur la surface de freinage 8, le chariot mobile 5 est retenu avec sécurité sur la barre d'arrêt 1 par l'écrou 2 à circulation de billes, bien que le filetage de l'écrou d'arrêt 2 soit à mouvement libre et qu'il ne possede pas de caractéristiques d'autoblocage. Toutefois, le dispositif d'arrêt représenté sur les figures 1 et 2 n'a pas seulement la possibilité d'empêcher la charge de tomber de la façon qu'on vient de décrire mais, en outre, il présente encore un élément de sécurité supplémentaire. En effet, la butée 3 peut coulisser parallèlement à la barre d'arrêt 1, ce qui est obtenu par le fait qu'elle est formée par le piston d'un cylindre annulaire représenté schématiquement. Ce cylindre annulaire 10 est chargé par une pression pneumatique ou hydraulique au moyen d'une conduite 11. De cette façon, la butée 3 est maintenue dans une position fixe dans le chariot mobile 5 par le cylindre annulaire 10. Sous l'effet de l'actionnement d'une soupape de sûreté non représentée, ou sous l'effet d'une panne de l'hydraulique de la plate- forme élévatrice à laquelle le cylindre annulaire est raccordé, le fluide de pression est relâché du cylindre annulaire 10 par l'intermédiaire de la conduite 11, comme ceci est représenté sur la figure 2. Sous cet effet, tout d'abord le ressort de compression 7b est détendu, ce qui a en même temps pour effet que le ressort de compression 7a se détend et repousse l'écrou 2 à circulation de billes vers le haut relativement au chariot mobile 5. En réponse à la disparition correspondante de la pression dans le cylindre annulaire 10, le ressort de compression 7a presse l'écrou 2 à circulation de billes contre la surface de freinage 8, ce qui se traduit par l'effet de freinage de l'écrou d'arrêt qui a déjà été décrit plus haut, de sorte que, par relâchement de la pression régnant dans le cylindre annulaire 10, l'écrou 2 à circulation de billes peut être freiné de l'extérieur par un actionnement de sécurité, de sorte que le chariot mobile 5 est fermement immobilisé sur la barre d'arrêt 1. Sur la figure 3, on a encore représenté une variante de disposition pour cette application. Ici aussi, un chariot mobile 5 circule en montée et descente sur une barre d'arrêt 1 et un écrou 2 à circulation de billes accompagne ce mouvement de la façon décrite plus haut. Egalement dans cet exemple représenté, l'écrou à circulation de billes s'appuie contre le chariot mobile 5 par l'intermédiaire de roulements à billes 6a, 6b et de ressorts 7a, 7b appropriés. Lorsque l'écrou 2 à circulation de billes descend trop rapidement et que, dans ce mouvement, il tourne d'autant plus vite, en raison du pas du filetage, les organes de freinage 12 portés par cet écrou s'écartent automatiquement radialement vers l'extérieur, sous l'effet des forces centrifuges qui agissent sur ces organes, et dans ce mouvement, ils s'appuient contre des surfaces de freinage 13 de sorte qu'ils freinent le mouvement de rotation de l'écrou 2 à circulation de billes. Sous cet effet, la vitesse de descente de l'écrou 2 à circulation de billes décroît et le chariot mobile 5, qui continue à descendre avec la même vitesse, s'appuie par sa surface de freinage 8 sur l'écrou 2 à circulation de billes ainsi freiné et le freine entièrement. Ceci empêche le chariot mobile de continuer à descendre. L'excursion radiale des organes de freinage 12 intégrés dans l'écrou 2 à circulation de billes se produit à l'encontre de ressorts 14 qui sont réglés de manière que l'écartement sous l'effet de la force centrifuge ne puisse se produire qu'à une certaine vitesse de rotation. En regard des organes de freinage 12, on a représenté sur la figure 3 des mâchoires de frein 15 qui peuvent se rapprocher de l'écrou 2 à circulation de billes dans une direction sensiblement radiale. A cet effet, des chambres de cylindres 16 sont conçues pour être chargées avec un fluide de pression par des conduites correspondantes 17, de sorte que les mâchoires de frein 15 peuvent être serrées contre l'écrou 2 à circulation de billes à l'encontre de ressorts 18, pour freiner cet écrou de la façon décrite, de sorte que, dans ce cas également, le chariot mobile 5 prend appui sur l'écrou d'arrêt par sa surface de freinage 8, le bloque pour arrêter entièrement son mouvement de rotation et, de cette façon, empêche le chariot mobile 5 de tomber. On peut ainsi réaliser un blocage de sécurité, à commande extérieure, de la rotation de l'écrou 2 à circulation de billes et, de cette façon, de la descente du chariot mobile 5, en chargeant ou déchargeant les chambres de cylindres 16 avec une pression extérieure par l'intermédiaire de la conduite 17. Naturellement, les mâchoires de frein 15 peuvent aussi mises en action pour le freinage de l'écrou 2 à circulation de billes par voie électrique, électromagnétique ou d'une façon analogue. Sur les figures 4 et 5, on a représenté une autre sorte d'éléments de sécurité fixés à l'écrou d'arrêt 2 qui agissent automatiquement sous l'effet de la force centrifuge. Il s'agit ici de leviers de freinage 19 qui sont fixés à l'écrou d'arrêt 2 de façon à pouvoir osciller autour d'axes 20. En réponse à une rotation trop rapide de l'écrou d'arrêt 2, ces leviers de freinage 19 pivotent vers l'extérieur sous l'effet de la force centrifuge et freinent l'écrou d'arrêt tournant 2 par rapport au chariot mobile 5. Sous cet effet, la vitesse de descente de l'écrou d'arrêt 2 est ici aussi réduite et le chariot mobile 5 s'appuie sur l'écrou d'arrêt par sa surface de freinage 8, de la façon connue, freine cet écrou jusqu'à l'immobilisation et, de cette façon, interrompt la poursuite de la descente du chariot mobile 5 de la façon déjà décrite. Dans le cas des leviers de freinage représentés ici, le plan d'oscillation s'étend parallèlement à l'axe de l'écrou. Dans une construction non représentée, les leviers de freinage actionnés par la force centrifuge peuvent osciller dans un plan qui est perpendiculaire à l'axe 2 de l'écrou d'arrêt. Avec une oscillation effectuée dans ce plan, et avec un agencement approprié, les leviers de freinage peuvent renforcer automatiquement le freinage de l'écrou d'arrêt, à la façon du frein Simplex. Selon la forme de réalisation et l'agencement des freins, des surfaces de freinage, des ressorts, etc., on peut obtenir dans les exemples représentés, en particulier dans le cas d'une plate-forme élévatrice à commande hydraulique, que la défaillance de l'hydraulique entraîne le freinage automatique du déplacement de l'écrou à circulation de billes, de sorte qu'on dispose ici d'un élément de sécurité particulier. REVENDICATIONS R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Appareil de levage, notamment plate-forme élévatrice, dans lequel un chariot mobile (5) qui doit être chargé de la charge à lever, est mobile en translation le long d'une barre d'arrêt (1) munie d'un filetage, sur laquelle un écrou d'arrêt (2) à mouvement libre est entraîné par le chariot mobile (5), cet écrou prenant appui contre le chariot mobile (5) au niveau de sa face supérieure et de sa face inférieure de manière à pouvoir tourner par rapport à celui-ci, le chariot mobile présentant un élément de freinage (8) avec lequel l'écrou d'arrêt (2) peut être mis en liaison active pour empêcher l'écrou d'arrêt (2) de continuer à tourner, caractérisé en ce qu'il est prévu un élément de sécurité supplémentaire (10, 16, 12, 19) pour déclencher le freinage de l'écrou d'arrêt (2). 2. Appareil de levage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de sécurité (10, 16) peut être actionné de l'extérieur. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de sécurité (10) peut être chargé par une pression et est actionné par une chute de pression. 4. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de sécurité (16) est chargé par une pression pour son actionnement. 5. Appareil selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'élément de sécurité est un cylindre annulaire (10) 6. Appareil selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans le chariot mobile (5), est prévu un ressort précontraint (7a) qui, lors de l'actionnement de l'élément de sécurité (10), met l'écrou d'arrêt (2) en liaison active avec l'élément de freinage (8). 7. Appareil selon la revendication 6, dans lequel l'écrou d'arrêt (2) est centré axialement entre deux ressorts (7a, 7b) pouvant être soumis à une légère précontrainte, caractérisé en ce que l'élément de sécurité (10) détend l'un (7b) des ressorts et que l'autre ressort (7a) presse l'écrou d'arrêt (2) axialement contre l'élément de freinage (8) constitué par une surface. 8. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de sécurité (12, 16, 19) peut se déplacer sensiblement radialement par rapport à l'écrou d'arrêt (2). 9. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une cheville de freinage de l'élément de sécurité s'engage dans un évidement de l'écrou d'arrêt. 10. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'élément de sécurité (12, 19) est fixé à l'écrou d'arrêt (2) et peut être déporté vers l'extérieur par des forces centrifuges, mouvement dans lequel il entre en contact avec le chariot mobile (5) en freinant l'écrou d'arrêt. 11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'élément de sécurité est constitué par un levier (19) articulé d'un côté sur l'écrou d'arrêt (2). 12. Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que le plan d'oscillation du levier (19) est parallèle à l'axe (2a) de l'écrou d'arrêt. 13. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'élément de sécurité (12) coulisse vers l'extérieur en glissant sur des guides radiaux. 14. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'élément de sécurité (12) est maintenu dans sa position de repos par un ressort (14). 15. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'appareil de levage comprend une colonne de levage dans laquelle la barre d'arrêt (1) est intégrée, en particulier agencée dans sa cavité intérieure.