Brevet FR2720732A1 — publié le 19951208

DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine de la mécanique et intéresse plus spécialement un dispositif d'élévation. L'invention vise à réaliser un système élévateur de charge fiable et de faible coût; le dispositif de l'invention ne nécessitant que peu d'énergie lors de sa mise en fonctionnement . Le dispositif de l'invention pourra recevoir de nombreuses applications multiples et variées, chaque fois qu'il est nécessaire d'amener à une hauteur variable une charge qui parfois doit être maintenue de façon fiable et constante à la hauteur atteinte, ceci pendant une période de temps prolongée. Une application particuliére ici décrite interesse plus spécialement la réalisation de plateformes porteuses d'équipement, notamment de sièges, pour la réalisation de salles de spectacles, les plateformes pouvant notamment constituer des gradins devant être étagés à des hauteurs appropriées, en fonction du type de spectacle ou de réunion. Cette application retenue à titre de simple exemple n'est pas limitative et l'invention pourra être mise en oeuvre pour réaliser des ensembles élévateurs, notamment pour la manutention de charges ou colis, sur ou depuis des moyens de transport, la desserte en vue de leur entretien d'équipement situés en hauteur etc... Les systèmes élévateurs connus font généralement appel à des systèmes hydrauliques, notamment télèscopiques qui sont simples de construction et de fonctionnement, mais qui présentent l'inconvénient de ne pas assurer en fonctionnement statique un positionnement rigoureusement constant des charges élevées à hauteur convenable. L'assise fiable et constante de la charge nécéssite un repos physique entre organes solides, ce qui est notamment le cas d'un ensemble élévateur utilisant une vis sans fin porteuse d'un écrou prisonnier suscèptible d'être amené à hauteur convenable par rotation de la vis, après quoi, le système est autostable, une interruption ou panne dans les organes moteurs restant sans effet parasite, ce qui élimine les risques d'accidents, notamment lorsque le support amené en hauteur porte luimême des personnes, professionnels ou simples utilisateurs. La réalisation d'ensembles élévateurs utilisant des vis verticales réceptrices d'écrous prisonniers reste cependant d'un intérêt limité dans la mesure ou l'ensemble ainsi constitué n'autorise pas la construction d'ensembles télèscopiques utilisant trois, ou plus, tiges filetées verticales montées sur un axe commun; le système étant limité à l'emploi de deux tiges co-axiales de pas inversé. L'invention permet de réaliser des systèmes d'élévation bénéficiant de la sécurité d'emploi en fonctionnement statique des vis verticales porteuses d'un écrou ascensionnel, tout en permettant de multiplier au-delà de deux, la mise en oeuvre des vis en bénéficiant d'une hauteur fonctionnelle d'utilisation considérable. A cet effet, I'invention concerne un dispositif élévateur apte à amener et maintenir en position haute fixe une charge, et caractérisé en ce qu'il est constitué d'un premier cadre ou cadre primaire, porteur d'une premiére vis verticale ou vis primaire, entrainée en rotation et réceptrice d'un écrou prisonnier ou écrou primaire, entrainé en déplacement vertical en fonction de la rotation de la vis motrice, L'écrou est solidaire d'un second cadre ou cadre secondaire, porteur d'une seconde vis ou vis secondaire, réceptrice elle-même d'un second écrou prisonnier ou écrou secondaire, mobile en déplacement vertical en fonction de la rotation de la vis secondaire, les deux vis sont reliées cinétiquement à un entrainement moteur commun, et l'écrou secondaire est porteur de la charge à élever, de sorte que la rotation synchrone des deux vis entraine l'élévation de la charge et son maintien ferme au niveau de la hauteur atteinte. Le coulissement vertical du cadre secondaire, entrainé par l'écrou prisonnier primaire est controlé par des moyens de guidage disposés respectivement sur le cadre primaire et le cadre secondaire, et assurant les positions constamment voisines et parallèles des deux cadres. Le cadre primaire comporte une face ouverte sur toute la hauteur de la vis motrice et l'écrou prisonnier primaire communique, par cette face évidée, avec la base du cadre secondaire, la face évidée permettant le libre passage sur toute la hauteur du cadre primaire de la liaison entre l'écrou primaire et le cadre secondaire. Plus spécialement, les moyens de guidage comportent un profilé vertical solidaire du cadre secondaire et courant de bas en haut du cadre secondaire, le dit profilé étant pris dans un organe récepteur disposé au sommet du cadre primaire. Avantageusement, des moyens pour la transmission du mouvement depuis la vis primaire vers la vis secondaire sont constitués de deux bras en compas, articulés entre eux d'une part, et à la base de chacun des cadres d'autre part, chacun des bras comportant des moyens de transmission du mouvement adaptés à suivre les variations angulaires du compas en fonction de la position du cadre secondaire par rapport au cadre primaire. On utilisera ainsi deux organes de transmission souple du mouvement, telle que chaine ou courroie, engrenant sur un arbre commun situé à la liaison commune des deux bras et constituant leur articulation. Plus particulièrement, un bras du compas comporte une chaine de transmission fermée sur elle-même engrenant d'un coté sur une roue dentée solidaire cinétiquement de l'une des vis, chaque chaine engrenant de l'autre coté sur une roue dentée montée sur un arbre commun d'un bras à l'autre et formant l'articulation entre les deux bras du compas. Selon un développement important de l'invention, L'écrou prisonnier monté sur la vis secondaire est lui-même solidaire d'un troisième cadre ou cadre tertiaire, porteur d'une vis verticale ou vis tertiaire, entrainée à rotation avec les vis précédentes et porteur d'un écrou prisonnier ou écrou tertiaire, déplaçable verticalement en fonction de la rotation de sa vis porteuse, L'écrou tertiaire étant solidaire de la charge à élever ou à descendre. Et selon encore un autre développement, on associe deux ensembles jumelés formés chacun d'un cadre primaire formant montant, et recevant une vis primaire porteuse d'un écrou primaire, lui-même solidaire d'un cadre secondaire recevant une vis secondaire et un écrou prisonnier secondaire, les deux cadres primaires formant montants appartenant chacun à un des deux ensembles étant reliés à leur base par une embase commune ou embase primaire, contenant une transmission telle que chaine ou courroie, pour la transmission du mouvement d'une vis primaire d'un ensemble à la vis primaire d'un second ensemble, et les cadres secondaires des deux ensembles sont reliés à leur base par une embase commune ou embase secondaire, propre à constituer un entretoisement rigide du dispositif dans la position élevée des cadres secondaires, L'embase secondaire étant alors située sensiblement au sommet des deux cadres primaires jumelés. On pourra encore incorporer au dispositif au moins un ressort travaillant à la compression lors de l'abaissement de l'ensemble élévateur et ainsi apte à stocker l'énèrgie correspondante pour la restituer lors de la mise en route ascensionnelle. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit et qui est donnée en rapport avec des formes de réalisation données à titre d'exemples non limitatifs et en se référant aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une vue en élévation latérale d'un dispositif selon l'invention et comportant trois cadres dans la position haute de l'ensemble représenté en position élevée sur la figure 2. La figure 3 est une vue partielle en plan des trois cadres du système des figures 1 et 2. La figure 4 est une vue en plan plus complète d'un ensemble d'élévation à trois cadres associés à un ensemble symétrique de trois cadres voisins. La figure 5 est une vue schématique de l'ensemble d'élévation monté pour le mouvement vertical d'un caisson mobile en hauteur. Les figures 6 et 7 représentent en élévation frontale un caisson longitudinal horizontal monté sur deux ensembles d'élévation symétrique respectivement en position basse et en position haute, le tout étant représenté en perspective sur la figure 8. La figure 9 montre une coupe verticale d'un ensemble de deux dispositifs d'élévation jumelés et réunis par une embase inférieure commune. La figure 10 représente le détail de transmission du mouvement situé à la base du cadre de gauche sur la figure 9. Selon l'ensemble des figures, on voit que le système, notamment en considérant les figures 1 à 3, met en oeuvre un cadre primaire I formant un montant et contenant intérieurement une vis primaire 2 sur laquelle est monté l'écrou primaire 3, prisonnier sans pouvoir tourner et donc entrainé de façon connue dans un mouvement ascendant ou descendant en fonction de la rotation de la vis primaire. Cette dernière est entrainée en rotation de façon connue par exemple par sa base, depuis un arbre horizontal 4 avec renvoi d'angle par pignons coniques 4a ,4b. L'écrou primaire est solidaire du cadre secondaire 5, lequel contient la vis verticale secondaire 6 réceptrice de l'écrou secondaire 7, de sorte que la rotation de la vis primaire entraine l'élévation du cadre secondaire. A son tour, L'écrou secondaire 7 est solidaire du cadre tertiaire 8, porteur de la vis verticale tertiaire 9, réceptrice elle-même de l'écrou tertiaire 10 porteur d'une console 11 supportant la charge à élever. Les cadres peuvent être formés de cages de section carrée avec cependant une ouverture 12 sur un coté pour le passage en hauteur de la liaison entre l'écrou et le cadre voisin entrainé par cet écrou. Un système de guidage assure le positionnement parallèle et adjacent constant des cadres entre eux; à cet effet, un profilé est solidaire d'un bord du cadre secondaire faisant face au cadre primaire, par exemple selon la figure 3 sous la forme d'une gorge à bords resserrés 13 et dans cette gorge est engagé un organe de guidage en relief, par exemples les galets 14 montés sur le bord en regard du cadre primaire; le même guidage étant prévu sur le cadre tertiaire par rapport au cadre secondaire. Une liaison cinétique de transmission du mouvement d'une vis à l'autre est prévue de façon à assurer cette transmission quelle que soit la position en hauteur du cadre entrainé par rapport au cadre moteur. Cette liaison est ici constituée d'un cadre à l'autre par deux bras 15a et 1 5b articulés en compas d'une part par une extrémité adjacente commune et d'autre part à la base de chacun des cadres ainsi liés, sur chaque bras est monté une chaine fermée, la chaine du bras 15a (figure 2) reçoit son mouvement depuis une roue dentée montée sur un axe venant du pignon 4a, le mouvement étant transmis vers le centre du compas à une roue dentée opposée, d'axe commun avec la roue dentée symétrique disposée de l'autre coté sur le bras 15b et transmettant à son tour le mouvement a une roue dentée à l'extrémité opposée du bras 1 5b à proximité de la base du cadre secondaire où le mouvement est transmis à l'arbre 4', d'ou par le renvoi d'angle situé à la base du cadre secondaire 5 le mouvement est retransmis alors à la vis secondaire. Un mécanisme de transmission articulé identique relie la base du cadre secondaire à la base du cadre tertiaire pour l'entrainement de la vis tertiaire. Ainsi, on multiplie le mouvement ascensionnel, chaque tour d'une vis s'accompagnant d'un tour synchrone des autres vis et de l'élévation correspondante de chacun des écrous. De façon non représentée, on pourra prévoir d'associer à chaque cadre ou à certains d'entre eux un ressort notamment travaillant à la compression , tel qu'un piston à gaz, et mis sous tension lors de la descente de la charge ( alors assistée par la gravité) I'énèrgie ainsi emmagasinée étant restituée lors du mouvement inverse de remontée à l'occasion duquel le ressort exercera une poussée dans le sens de l'effort moteur, les mécanismes d'entrainement étant ainsi soulagés, ce qui permet la mise en place de mécanisme de motorisation moins puissants et donc moins couteux. Dans la figure 4, la liaison de guidage d'un cadre au voisin se fait par un jeu de glissières et coulisses en queues d'aronde. Selon cette figure 4, comme selon la figure 5 et la figure 9, on voit en outre qu'un système élévateur à trois cadres peut être jumelé à un système voisin également à trois cadres 17, la transmission d'un système à l'autre étant réalisé par une chainel8 montée sur deux roues dentées, chacune calée sur l'arbre vertical d'une vis primaire, la chaine étant logée dans une embase 19 réunissant la base des deux cadres primaires jumelés respectivement 16a et 1 7a contenant une vis primaire 1 6b et 17b et un écrou 16c et 17c (figure 5). A chacun des cadres primaires 16a, 1 7a est associé un cadre secondaire 1 6d et 17d, lesquels sont réunis par une embase commune secondaire 19'; Cette dernière amenée en hauteur, comme représenté à la figure 5, sert à l'entretoisementdes deux systèmes élévateurs jumelés entre eux, et elle contient la transmission par chaine 18' d'une vis secondaire à sa jumelle. Cette construction se répète avec un cadre tertiaire 16e et pour chacun des ensembles, les cadres tertiaires étant à leur tour réunis d'un ensemble à l'autre par une embase 19", contenant une transmission par chaine 18" Les ensembles élévateurs ainsi jumelés permettant avantageusement de monter et descendre une charge disposée entre les deux systèmes jumelés et ainsi maintenue stable. Les figures 6, 7 et 8 montrent que des ensembles élévateurs jumelés peuvent en outre être combinés sur une meme charge, deux ensembles jumelés, représentant quatre systémes élévateurs montés dans leur position haute selon une pyramide assurant une assise large et stable à la charge ainsi élevée et maintenue, au point mort des mécanismes moteurs, à une position fixe et sure. REVENDICATIONS I - Dispositif élévateur apte à amener et maintenir en position haute fixe une charge et caractérisé en ce qu'il est constitué d'un premier cadre, ou cadre primaire ( 1), porteur d'une première vis verticale, ou vis primaire (2), entrainée en rotation et réceptrice d'un écrou prisonnier, ou écrou primaire (3), entrainé en déplacement vertical en fonction de la rotation de la vis motrice, L'écrou est solidaire d'un second cadre, ou cadre secondaire (5), porteur d'une seconde vis, ou vis secondaire (6), réceptrice elle-meme d'un second écrou prisonnier, ou écrou secondaire(7) mobile en déplacement vertical en fonction de la rotation de la vis secondaire, les deux vis sont reliées cinétiquement à un entrainement moteur commun, et l'écrou secondaire est porteur de la charge à élever, de sorte que la rotation synchrone des deux vis entraine l'élévation de la charge et son maintien ferme au niveau en hauteur. 2 - Dispositif selon la revendication 1 et caractérisé en ce que le coulissement vertical du cadre secondaire entrainé par l'écrou prisonnier primaire (3) est contrôlé par des moyens de guidage disposés respectivement sur le cadre primaire (1) et le cadre secondaire (5) et assurant les positions constamment voisines et parallèles des deux cadres. 3 - Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2 et caractérisé en ce que le cadre primaire (1) comporte une face ouverte sur toute la hauteur de la vis motrice et l'écrou prisonnier primaire (3) communique par cette face évidée avec la base du cadre secondaire (5), la face évidée (12) permettant le libre passage sur toute la hauteur du cadre primaire de la liaison entre l'écrou primaire et le cadre secondaire. 4 - Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3 et caractérisé en ce que les moyens de guidage comportent un profilé vertical (13) solidaire du cadre secondaire (5) et courant de bas en haut du cadre secondaire, le dit profilé étant pris dans un organe de guidage récepteur (14), disposé au sommet du cadre pnmaire. 5 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4 ci-dessus et caractérisé en outre en ce quil comporte des moyens pour la transmission du mouvement depuis la vis primaire vers la vis secondaire et constitués de deux bras en compas (15a, 15b), articulés entre eux d'une part et à la base de chacun des cadres d'autre part, chacun des bras comportant des moyens de transmission du mouvement adaptés à suivre les variations angulaires du compas en fonction de la position du cadre secondaire par rapport au cadre pnmaire. 6 - Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que chaque bras (1 Sa, 1 5b) porte deux organes de transmission souple du mouvement, telle que chaine ou courroie, engrenant par un arbre commun (lac) situé à la liaison commune des deux bras et constituant leur articulation. 7 - Dispositif selon la revendication 6 et caractérisé en ce que chaque bras (15a,15b) du compas comporte une chaine de transmission fermée sur elle-même engrenant d'un coté sur une roue dentée solidaire cinétiquement de l'une des vis, chaque chaine engrenant de l'autre coté sur une roue dentée montée sur un arbre commun d'un bras à l'autre et formant l'articulation entre les deux bras du compas. 8 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7 et caractérisé en ce que l'écrou prisonnier secondaire (7) monté sur la vis secondaire (6) est lui-même solidaire d'un troisième cadre ou cadre tertiaire (8) porteur d'une vis verticale ou vis tertiaire (9) entrainée à rotation avec les vis précédentes et porteur d'un écrou prisonnier ou écrou tertiaire (10) déplaçable verticalement en fonction de la rotation de sa vis porteuse, L'écrou tertiaire étant solidaire de la charge à élever ou à descendre. 9 - Dispositif selon l'une des revendicaions 1 à 8 ci-dessus et caractérisé en ce qu'il comporte deux ensembles jumelés formés chacun d'un cadre primaire (16a,17a) formant montant et recevant une vis primaire (16b,17b) porteuse d'un écrou primaire (16c,17c), lui-même solidaire d'un cadre secondaire recevant une vis secondaire et un écrou prisonnier secondaire, les deux cadres primaires formant montants appartenant chacun à un des deux ensembles étant reliés à leur base par une embase commune ou embase primaire (19), contenant une transmission, telle que chaine ou courroie (18) pour la transmission du mouvement d'une vis primaire d'un ensemble à la vis primaire d'un second ensemble, et les cadres secondaires (16d,17d) des deux ensembles sont également reliés à leur base par une embase commune ou embase secondaire (19'), propre à constituer un entretoisement rigide du dispositif dans la position élevée des cadres secondaires, L'embase secondaire étant alors située sensiblement au sommet des deux cadres primaires jumelés et contenant une chaine de transmission (18') d'une vis secondaire à la secondaire jumelle. 10 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9 ci-dessus, et caractérisé en ce qu'il comporte au moins un ressort travaillant à la compression lors de l'abaissement de l'ensemble élévateur et ainsi apte à stocker l'énergie correspondante pour la restituer lors de la mise en route ascensionnelle.