Brevet FR2713619A1 — publié le 19950616

MAT TELESCOPIOUE L'invention concerne un perfectionnement apporté aux mâts télescopiques, plus particulièrement utilisé dans les installations d'entretien et de maintenance, notamment dans le domaine aéroportuaire. De tels mâts ou colonnes télescopiques sont en général associés dans une telle installation à une plate-forme ou nacelle de travail, et sont en outre déplaçables selon quatre degrés de liberté, en X, en Y et selon l'axe Z de par le mât d'une part, et en rotation dans le plan XY ou autour dudit axe Z d'autre part, afin justement de permettre l'accessibilité à tous les points, par exemple d'un avion. Ils sont généralement suspendus à un pont roulant muni d'une couronne permettant d'assurer leur déplacement selon trois de ces quatre degrés de liberté. De manière connue, un mât télescopique est constitué d'un certain nombre d'éléments ou fûts venant s'emboîter les uns dans les autres, chacun desdits éléments étant guidés l'un par rapport à l'autre, afin d'assurer une rigidification au mât lorsqu'il est déplié. En effet, compte-tenu du porte-à-faux engendré par la nacelle, et augmenté notamment par les outils et autres charges que celle-ci est susceptible de porter, il doit être tenu compte du couple engendré par cette masse, notamment à l'extrémité de la colonne déployée, afin de permettre son reploiement ou son déploiement selon des conditions strictes de linéarité, pour de ne pas bloquer ou coincer le système. Le déploiement et le reploiement de la colonne sont effectués traditionnellement au moyen d'un treuil solidaire du pont, le câble issu du treuil venant se fixer au niveau de la nacelle directement. Le déplacement des éléments ou fûts constitutifs de la colonne s'effectue soit de manière séquentielle, c'est à dire déploiement d'un fût, puis du fût consécutif, soit de manière proportionnelle, c'est à dire déplacement simultané et en synchronisme des éléments ou fûts les uns par rapport aux autres. Les mâts du type à déploiement proportionnel présentent l'avantage de pouvoir réduire la puissance du treuil de levage d'au moins 20 à 30 pour cent par rapport aux mâts à déploiement séquentiel, et permettent en outre de maintenir constant les efforts du mât sur la plate-forme ou nacelle. Ce synchronisme est soit unidirectionnel (voir par exemple FR-B-2 586 240), soit bi-directionnel (voir par exemple DE-A-2 406 387). Il est obtenu au moyen de portions de câble, dans le cas de synchronisme unidirectionnel ou de boucles de câble, dans le cas de synchronisme bidirectionnel, montées au niveau de chacun des fûts et coopérant avec le fût immédiatement antérieur ou postérieur. Toujours dans l'optique d'optimiser les conditions de sécurité de fonctionnement, et notamment de déploiement ou de reploiement de ces colonnes, le synchronisme bi-directionnel est préféré. L'avantage de ce dernier type de déplacement réside dans une augmentation de la sécurité de fonctionnement, car par ce biais, les risques de coincement et de blocage sont immédiatement détectés, annulant de fait les risques de chute de l'un ou de plusieurs de ces fûts. Cependant, si certes les mâts télescopiques à synchronisme bi-directionnel constituent à l'évidence un grand pas dans l'optimisation des conditions de sécurité d'utilisation de ces installations, il n'en demeure pas moins d'un prix de fabrication élevé et d'une maintenance délicate. En effet, les galets dont sont munis chacun des fûts afin de permettre le guidage respectif desdits fûts les uns par rapport aux autres, subissent une usure non négligeable, compte- tenu des contraintes auxquelles ils sont soumis, inhérentes au couple engendré par la nacelle d'une part, et de leur dimensionnement optimisé du fait de l'espace restreint séparant deux fûts consécutifs. En effet, pour des raisons évidentes d'encombrement, on cherche à diminuer le plus possible le pas séparant deux fûts consécutifs. Leur vérification et leur refnplacement éventuel constituent donc une opération courante, que les dispositifs à synchronisme bidirectionnel ou unidirectionnel aujourd'hui connus, ne permettent pas de réaliser facilement depuis la nacelle ou plate-forme. En effet, afin d'obtenir un guidage efficace pour aboutir à une rigidification cohérente de la colonne, chacun des fûts comporte au niveau de sa périphérie au moins trois jeux de deux ensembles de galets, les deux galets d'un même jeu étant alignés selon la génératrice desdits fûts, et espacés l'un par rapport à l'autre, chacun des jeux coopérant avec un rail ou colonne rigide de guidage ménagée sur le fût en regard, afin d'obtenir un guidage réel et linéaire, c'est à dire en vue d'obtenir une liaison prismatique ( à un seul degré de liberté). Si certes, ces galets sont accessibles depuis l'extérieur de chacun des fûts au moyen d'une trappe ménagée à cet effet, il convient néanmoins de pouvoir dégager cet accès pour pourvoir à leur remplacement ou à leur simple réparation. De fait et jusqu'à ce jour, afin de permettre cette accessibilité, il convenait de déployer entièrement le mât afin de libérer ces accès, et de procéder au remplacement ou à la réparation des blocs galets à partir de la plate-forme ou nacelle. Si cette tâche s'effectue sans encombre au niveau des fûts extrêmes, c'est à dire du fût le plus interne, la colonne étant complètement dépliée, et du fût le plus externe, la colonne étant alors complètement repliée, puisque les galets supérieurs sont situés environ à une hauteur de deux mètres, elle s'avère beaucoup plus délicate dès lors que l'on souhaite accéder aux galets des fûts intermédiaires, puisque cela impose la mise en place d'échafaudages particuliers au niveau de la nacelle, pour respecter les normes de sécurité, et donc longs et fastidieux à installer, et dont l'utilisation n'est pas exempte d'un certain danger, puisqu'ils peuvent atteindre la hauteur de plusieurs fûts, soit classiquement 20 à 30 mètres. De plus, dès lors que l'on dispose d'un mât à synchronisme, uni- ou bi-directionnel, il s'avère nécessaire de deplier le mât en totalité pour pouvoir accéder aux galets inférieurs. On a également quelquefois prévu l'accès aux galets supérieurs par le haut, c'est à dire à partir du chariot supérieur de translation de la colonne (voir par exemple FR-A-2 586 240). Or ce concept entraine la nécessité de prévoir le passage de l'homme au dessus de la colonne, interdisant ainsi de caller ladite colonne le plus près possible du plafond ou du toit, et augmentant de fait les coûts inhérents au génie civil des installations correspondantes. Par ailleurs, le fait de prévoir d'une part, des galets supérieurs dirigés vers l'extérieur du fûtsupport, et des galets inférieurs dirigés vers l'intérieur du fût-support, induit nécesséairement pour le bon fonctionnement du guidage, un doublement des rails de guidage sur chacun des fûts, et partant une augmentation très significative des coûts de fabrication et de réalisation des mâts en résultant. L'objet de l'invention est de proposer un mât télescopique à synchronisme bi-directionnel, s'affranchissant de ces différents inconvénients, c'est à dire, composé de fûts à galets de guidage d'accès facile, et dont le nombre de rails de guidage est limité. Ce mât télescopique constitué d'une pluralité.de fûts coaxiaux guidés les uns par rapport aux autres et emboitables les uns dans les autres, guidage effectué au moyen de jeux d'ensembles de galets de guidage disposés sur la paroi interne des fûts à l'exception du fût le plus interne, et dont l'axe de rotation est dirigé radialement par rapport à l'axe du mât, lesdits galets étant destinés à coopérer avec au moins une colonne ou un rail rigide fixé au niveau de la face externe du fût interne consécutif, le déploiement et le reploiement dudit mât étant synchronisé de manière bi - directionnelle, chacun des fûts, à l'exception du fût supérieur le plus externe et du fût inférieur le plus interne étant muni à cet effet d'au moins une boucle fermée d'un câble monté entre deux poulies respectivement positionnées aux deux extrémités supérieure et inférieure dudit fût, définissant ainsi un brin externe et un brin interne, chacun des brins externes étant en outre solidarisé au fût immédiatement supérieur et externe, et chacun des brins interne étant solidarisé au fût immédiatement inférieur et interne. Ce mât se caractérise en ce que chacune des boucles de câble est débrayable par rapport au(x) fût(s) au(x)quel(s) elle est solidarisée. De la sorte, il est ainsi possible de débrayer chacun des fûts par rapport au fût immédiatement supérieur, de sorte à permettre une descente en grappe des fûts, lorsque l'on souhaite procéder aux opérations de maintenance, et partant, permettre de travailler depuis la plate-forme ou nacelle sur une hauteur maximum de deux mètres, c'est à dire correspondant à la hauteur de localisation des ensembles de galets les plus élevés de chacun des fûts, quelque soit le fût au niveau duquel doit être effectué cette opération de maintenance, ce que les dispositifs connus à ce jour ne permettait pas d'obtenir. Selon une caractéristique de l'invention, les galets de guidage sont montés sur des platines, accessibles et extractibles pour chacun des fûts depuis l'extérieur du fût considéré. Selon une autre caractéristique de l'invention, il correspond à chaque rail de guidage deux platines de galets alignées verticalement, la platine supérieure n'étant pas positionnée au voisinage de l'extrémité supérieure du fût considéré. De la sorte, le réalisateur peut régler à loisir la longueur de guidage, en fonction notamment des contraintes géométriques de l'installation. Cette caractéristique permet en outre de diviser par deux le nombre de rails de guidage, et partant de réduire significativement le coût de revient d'une telle installation. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, les boucles de câble permettant d'assurer le synchronisme bi-directionnel sont préalablement pré-contraintes avant leur mise en place au niveau de chacun des fûts. Selon l'invention, le débrayage des boudes s'effectue au moyen d'un système chaîne-peigne ou rail denté, ou d'un système câble - organe de mordachage ou de culottage. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit donné à titre indicatif et non limitatif à l'appui des figures annexées. La figure 1 est une représentation schématique du mât télescopique déployée conforme à l'invention. La figure 2 est une représentation schématique en section partielle dudit mât partiellement déployé conforme à l'invention. La figure 3 est une vue en coupe transversale du mât en position replié, dont la figure 4 est une variante. La figure 5 est une vue schématique en section longitudinale partielle du mât en position déployée, dont la figure 6 le représente en position repliée. La figure 7 est une vue de détail du système de synchronisme débrayable conforme à l'invention. Les figures 8 à 10 sont des représentations schématiques des étapes de fonctionnement du mât selon l'invention, en phase de maintenance, c'est à dire, avec débrayage des cables. On a représenté sur la figure 1 le mât télescopique (1) conforme à l'invention. Celui-ci est susceptible de se déplacer selon quatre degrés de liberté, à savoir notamment selon les deux coordonnées du plan X, Y, au moyen d'un pont roulant (2), et d'un chariot (6), ainsi que selon la cote verticale de par le mât lui même, et enfin selon les coordonnées polaires au moyen d'une couronne dentée d'orientation (8), solidaire dudit chariot, permettant la rotation du mât (1) par rapport au chariot (6). On a représenté sur la figure 1, la poutre maîtresse du pont (2) reposant par l'intermédiaire de roues (3) sur les rails (4) solidaires du bâti (5). On a également représenté le chariot (6) susceptible de se déplacer sur cette poutre maîtresse (2), au moyen de galets (7). Le mât télescopique représenté comporte quatre fûts, respectivement (12, 13, 14 et 15) susceptibles de s'emboîter les uns dans les autres. Ces fûts de section polygonale sont coaxiaux, le fût interne (15) comportant à son extrémité libre une plate-forme ou nacelle (11) horizontale, susceptible de recevoir du personnel et des outils. Ainsi qu'on peut l'observer, elle est montée en porte-à-faux par rapport à l'axe longitudinal du mât télescopique. Enfin, elle est solidarisée par le biais d'un câble (10) au fût supérieur (12), ledit câble étant susceptible de s'enrouler autour d'une bobine ou d'un tambour motorisé (9), solidaire dudit fût (12), afin de permettre le déploiement ou au contraire le reploiement des différents fûts (13, 14, 15) au sein du fût externe (12), et ce, en fonction du positionnement du lieu de travail souhaité, tout en garantissant les mouvements dans le plan (X,Y), et les mouvements de rotation. Les différents fûts sont de longueur uniforme, typiquement voisine de 5 mètres, et, lorsque ils sont emboîtés les uns dans les autres, chacun d'entre eux dépasse tout au plus du fût précédent d'une distance comprise entre 10 et 100 millimètres. Parallèlement, et afin d'obtenir une certaine rigidification de la colonne lorsqu'elle est déployée, ces fûts sont guidés les uns par rapport aux autres. Pour ce faire, et de manière connue, chacun des fûts reçoit au niveau de la paroi interne le définissant, trois jeux de deux ensembles de galets (16, 17), les ensembles de galets d'un même jeu étant montés linéairement et parallèlement à la génératrice du fût correspondant, et les trois jeux étant symétriquement répartis par rapport à l'axe de chacun des fûts (voir figures 3 et 4). Chaque ensemble de galets (16, 17) est en fait montée sur une platine, solidarisée amoviblement au fût considéré, et extractible de celui-ci depuis l'extérieur dudit fût. Chaque jeu des deux platines (16, 17) de galets est destiné à coopérer avec un rail ou colonne rigide correspondante (18), ménagée verticalement et également parallèlement à la génératrice du fût considéré, orienté radialement par rapport à l'axe dudit fût, et fixé sur la face externe des fûts internes (13, 14, 15). En d'autre termes, le guidage de chacun des' fûts par rapport au fût externe ou interne consécutif s'effectue par la coopération de trois rails ou colonnes rigides verticales, chacun des rails coopérant avec deux jeux de platines d'au moins deux galets chacun, dont l'axe de rotation est également dirigé radialement par rapport à l'axe des fûts (voir figures 2, 3 et 4). La figure 3 est une représentation schématique de plusieurs coupes transversales superposées de la figure 2 passant par les platines supérieures de tous les fûts, la figure 4 étant une vue analogue d'une variante de réalisation du positionnement des ensembles de galets et des rails de guidage. Dans la figure 3, les glissières (ou rails) sont ménagées au niveau des arêtes des fûts polygonaux. Ces rails métalliques rigides sont avantageusement soudés au niveau des arêtes considérées. Ces soudures sont réalisées au niveau de la face externe de chacun des fûts, facilitant ainsi leur réalisation. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 4, les rails sont ménagés au niveau du milieu des cotés desdits fûts. Ils sont fixés ou rapportés de la même manière. Toutefois, dans la pratique, on préfère le système représenté sur la figure 3, compte tenu d'un coût de fabrication plus faible, et de l'observation d'une meilleure répartition des efforts lors du guidage. D'un point de vue pratique, chacun des ensembles de galets est monté sur une platine, solidarisée, notamment par vissage à la paroi du fût. De la sorte, lorsque l'on souhaite pourvoir au remplacement d'un ensemble de galets, on désolidarise depuis l'extérieur la platine concernée de la paroi du fût, et l'on met en place une nouvelle platine munie de son ensemble de galets. Ces platines sont accessibles depuis l'extérieur des fûts au niveau de leurs parois. Selon l'invention, le déploiement ou le reploiement du mât télescopique s'effectue en synchronisme c'est à dire que le déploiement ou le reploiement de l'ensemble des fûts s'effectue de telle sorte que le déploiement ou reploiement relatif des fûts élémentaires les uns par rapport aux autres a même valeur. Pour ce faire (voire figure 5), les deux fûts intermédiaires (13) et (14) sont chacun munis d'un ensemble de trois boudes fermées de câble, respectivement référencées (20) et (21), montées entre deux poulies de renvoi, respectivement (22) et (23), ménagées aux extrémités supérieure et inférieure des deux fûts intermédiaires considérés (13, 14), les trois boucles pour chacun des fûts étant symétriquement et circulairement réparties par rapport à l'axe du mât. Ces boucles de câble (20) et (21) comportent chacune deux points fixes, respectivement (24) et (25), pour la boude (20), et (26) et (30) pour la boucle (21). De fait, chacun des brins externes des boucles (20, 21) par rapport à l'axe du mât est solidarisé au fût supérieur immédiatement consécutif (12, 13) au moyen des points fixes respectifs (24, 30), et chacun des brins internes desdites boucles (20, 21) est également solidarisé au fût inférieur immédiatement consécutif (14, 15) au moyen des points fixes respectifs (25, 26) (voir figure 7). Selon une caractéristique fondamentale de l'invention, le point fixe (24) ménagé au niveau de la boucle (20) et le point fixe (30) ménagé au niveau de la boucle (21) sont débrayables (29, 31) depuis l'extérieur du mât, c'est à dire depuis la plate-forme ou nacelle (11). En d'autres termes, il est possible après action au niveau de ces points fixes débrayables (29, 31), de provoquer la chute non pas synchronisée ou proportionnelle de l'ensemble des fûts, mais séquentiellement et en grappe selon le processus décrit ultérieurement, en liaison avec les figures 8 à 10. Ce système de débrayage de chacune des boucles de câbles de synchronisme bi-directionnel est constitué soit d'un système chaine peigne venant engéner dans la chaine sous l'action d'un patin presseur, le peigne pouvant éventuellement être substitué par une roue dentée, soit d'un organe de mordachage ou de culottage (insert sur câble) venant se fixer directement sur le câble constitutif des boucles (20, 21). De tels systèmes de débrayage étant bien connus en soi, ils ne seront pas décrits ici plus en détail. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, les boucles de câbles sont préalablement précontraintes avant l'emboitement des fûts, permettant notamment de diminuer la fatigue des brins et d'annuler les différents jeux au niveau des câbles de synchronisme. Cette précontrainte est effectuée au moyen d'un système (28), par exemple constitué par un empillage de rondelles Belleville. En phase de maintenance, le fonctionnement du mât fait l'objet d'une procédure spéciale décrite ci-après. Lorsque la totalité des fûts est repliée (voir figure 8), donc en position haute, l'opérateur débraye le premier mécanisme de synchronisme débrayable (29) c'est à dire au niveau du point fixe (24). Ce faisant, il procède ensuite à la descente du mât en agissant au niveau du treuil (9) jusqu'à ce que les platines concernées des galets du fût (13) soient accessibles. De fait, les trois fûts (13, 14 et 15), compte-tenu du débrayage du premier synchronisme, descendent en grappe. L'opérateur peut alors accéder aux platines inaccessibles du fût (13) (figure 9). Pour accéder aux platines inaccessibles du fût (14), il procède de la même manière en débrayant le point fixe (30), aboutissant à la chute en grappe des fûts (14) et (15) (figure 10). Il est à souligner qu'aucune chute intempestive des fûts n'est à craindre compte-tenu du fait que lors de la descente en grappe des fûts (13, 14, 15), le fût (13) reste en appui sur le fût (14). L'opérateur procède de la même manière pour accéder aux platines inaccessibles du fût (15). Lorsque les différentes opérations de maintenance et d'entretien sont terminées, l'opérateur procède à l'embrayage des mécanismes de synchronisation en procédant de façon inverse. Ainsi, pour embrayer le fût (13) sur le fût (14), on remonte le mât jusqu'à ce que le fût (13) vienne en appui sur le fût (14). On conçoit ainsi la grande simplicité d'accès aux zones jusqu'alors inaccessibles de chacun des fûts, et notamment au niveau des platines des galets, compte-tenu de la possibilité qu'offre le mât de l'invention d'accéder aux platines supérieures de chacun des fût, directement à partir de la nacelle ou plate-forme (11). Les conditions de maintenance de tels mâts s'en trouvent donc considérablement sécurisées. On obtient un mât télescopique présentant tous les avantages du guidage et du synchronisme bilatéral tout en présentant en plus l'avantage de l'accessibilité aux points névralgiques des fûts constitutifs de ce mât. Un tel mât télescopique s'avère en outre d'un coût de fabrication réduit par rapport aux mâts présentant les même conditions de sécurité. REVENDICATIONS 1/ Mât télescopique constitué d'une pluralité de fûts coaxiaux (12 15) guidés les uns par rapport aux autres et emboitables les uns dans les autres, guidage effectué au moyen de jeux d'ensembles de galets (16, 17) de guidage disposés au niveau de la paroi interne des fûts à l'exception du fût (15) le plus interne, et dont l'axe de rotation est orienté radialement par rapport à l'axe du mât, lesdits galets (16, 17) étant destinés à coopérer avec au moins une colonne ou un rail rigide (18) fixé au niveau de la face externe du fût interne consécutif et orienté radialement par rapport à l'axe du mât, le déploiement et le reploiement dudit mât étant synchronisé de manière bi- directionnelle, chacun des fûts, à l'exception du fût supérieur (12) le plus externe et du fût inférieur (15) le plus interne étant muni à cet effet d'au moins une boucle fermée (20, 21) d'un câble monté entre deux poulies (22, 23), respectivement positionnées aux deux extrémités supérieure et inférieure dudit fût, définissant ainsi un brin externe et un brin interne, chacun des brins externes étant en outre solidarisé (24, 30) au fût immédiatement supérieur et externe (12, 13), et chacun des brins internes étant solidarisé (25, 26) au fût immédiatement inférieur et interne (14, 15), caractérisé en ce que chacune des boucles (20, 21) de câble est débrayable (29, 31) par rapport au(x) fût(s) au(x)quel(s) elle est solidarisée. 2/ Mât télescopique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les galets de guidage sont montés sur des platines (16, 17), accessibles et extractibles pour chacun des fûts depuis l'extérieur du fût considéré. 3/ Mât télescopique selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il correspond à chaque rail de guidage (18) deux platines (16, 17) de galets de guidage, alignées verticalement, la platine supérieure (16) n'étant pas positionnée au voisinage de l'extrémité supérieure du fût considéré. 4/ Mât télescopique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les boucles (20, 21) de câble permettant d'assurer le synchronisme bi-directionnel sont préalablement pré-contraintes avant leur mise en place au niveau de chacun des fûts. 5/ Mât télescopique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le débrayage (29, 31) des boucles de câble (20, 21) s'effectue au moyen d'un système chaîne-peigne ou rail denté, ou d'un système câble organe de mordachage ou de culottage.