Brevet FR2717456A1 — publié le 19950922

DISPOSITIF ELEVATEUR DE PERSONNEL L'invention est relative à un dispositif élévateur de personnel. Les dispositifs élévateurs de personnel de type connu, également appelés "plate-formes aériennes" ou "nacelles auto-élévatrices" par lthomme du métier, sont utilisés pour déplacer un ou plusieurs opérateurs dans un espace prédéterminé de manière à atteindre des emplacements situés en hauteur afin d'y effectuer des tâches variées entretien, nettoyage, inspection, maintenance,... Les dispositifs élévateurs de type connu permettent d'obtenir un déplacement sensiblement vertical au moyen de divers mécanismes d'élévation verticale, parmi lesquels on peut citer : les mécanismes dits "à ciseaux" comportant une suite de parallélogrammes articulés, les mécanismes "à bras repliés" comportant un nombre pair d'éléments articulés et déplaçables symétriquement l'un par rapport à l'autre, et les mécanismes à mât télescopique comportant une pluralité d'éléments sensiblement verticaux montés à coulissement relatif les uns par rapport aux autres. L'invention s'applique en particulier aux dispositifs comportant un mécanisme à mât télescopique. Des dispositifs élévateurs de personnel connus sont par exemple commercialisés par la société de droit français COMABI sous l'appellation MB 800 ou par la société de droit français DELTA SYSTEMES sous l'appellation PELICAN 860. Dans ces dispositifs connus, la nacelle recevant le personnel est montée à l'extrémité du dernier élément du mât télescopique au moyen d'un mécanisme du genre parallélogramme articulé actionné par un vérin hydraulique. En raison de cette structure, la nacelle et le personnel élevé ne se trouvent pas sensiblement à la verticale du polygone de sustentation délimité par l'empreinte au sol des roues du véhicule : par conséquent la stabilité de la nacelle dépend entièrement de la valeur du contrepoids s'opposant au basculement de la nacelle autour de la ligne des roues avant de ces dispositifs connus. On comprend par conséquent que les caractéristiques techniques de ces dispositifs connus soient limitées : la hauteur maximale de travail est en effet inférieure à 9 m, la capacité de charge de la nacelle réceptrice de personnel est en effet inférieure à 3000 N et les dimensions de la nacelle réceptrice correspondent généralement à une surface de plancher inférieure à 1 m2 et ne permettent le travail en hauteur simultané que d'une ou deux personnes. L'invention a pour but de remédier aux limitations de l'art antérieur, en créant un nouveau dispositif élévateur de personnel de dimensions extérieures comparables à celles de l'art antérieur, de grande capacité de charge supérieure à 4500 N et permettant le travail simultané de quatre personnes à des hauteurs supérieures à celle de l'art antérieur, de l'ordre de 12m. L'invention a pour objet un dispositif élévateur de personnel, comportant un châssis automoteur pourvu de roues directrices et de roues motrices et comportant un mécanisme d'élévation d'une nacelle réceptrice de personnel, ledit mécanisme comportant une pluralité d'éléments sensiblement verticaux déplaçables en translation l'un par rapport à l'autre, caractérisé par le fait que la nacelle est montée rigidement solidaire du dernier élément déplaçable et sensiblement à l'équerre de celui-ci, selon une disposition correspondant au recouvrement par l'aire de la projection verticale de la nacelle d'au moins la moitié de l'aire du polygone de sustentation défini par les roues du châssis. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le mécanisme d'élévation comporte au moins un vérin d'actionnement d'un sous-ensemble comportant plusieurs éléments reliés l'un à l'autre par des chaînes en tension, de manière à déplacer les éléments les uns par rapport aux autres par mouflage, -le mécanisme d'élévation comporte au moins des paires de vérins latéraux, - le mécanisme d'élévation comporte au moins cinq éléments déplaçables en translation relative, - le mécanisme d'élévation comporte six éléments déplaçables en translation verticale, - le mécanisme d'élévation présente une alimentation commune de vérins hydrauliques branchés en parallèle, de manière à effectuer un déploiement continu du mécanisme en hauteur et une descente simultanée de tous lesdits éléments, - la nacelle réceptrice de personnel comporte un plancher flottant monté sur le dernier élément à la manière d'une balance de pesée, - le plancher flottant est relié à un moyen de détection de surcharge, - le dispositif est associé à un moyen de commande à distance par transmission sans fil, - le moyen de transmission sans fil commande la variation de vitesse d'un moteur électrique d'entraînement d'une pompe hydraulique de manière à accélérer ou décélérer progressivement les mouvements du dispositif. L'invention sera mieux comprise grâce à la description qui va suivre donnée à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 représente schématiquement une vue en perspective avec arrachement partiel d'un dispositif selon l'invention en position basse. Les figures 2 et 3 représentent schématiquement respectivement une vue en élévation arrière et une vue en élévation latérale d'un dispositif selon l'invention en position déployée. La figure 4 représente schématiquement une vue partielle en perspective de nacelle réceptrice de personnel d'un dispositif selon l'invention. La figure 5 représente schématiquement une vue partielle en coupe verticale de nacelle réceptrice de personnel d'un dispositif selon l'invention. En référence à la figure 1, un dispositif élévateur de personnel selon l'invention comporte un châssis automoteur désigné dans son ensemble par 1, équipé de deux roues directrices avant 2 et 3 et de deux roues motrices arrière 4 et 5. Le châssis automoteur contient un moteur électrique 6 entraînant une pompe hydraulique 7 fournissant de manière connue la puissance motrice, directrice et élévatrice de personnel du dispositif. Le moteur électrique 6 est alimenté par un bloc de batteries 8 électriques rechargeables, le chargeur 9 étant embarqué dans le châssis 1 de manière à recharger rapidement le bloc de batteries 8. Les batteries 8 sont disposées entre les roues arrière 4 et 5 et forment contrepoids; l'échange d'un bloc de batteries 8 peut s'effectuer rapidement au moyen d'un chariot de manutention à fourche en soulevant le bloc de batteries 8 en passant entre les deux roues arrière 4 et 5, et en le dégageant pour le remplacer par un bloc identique. La pompe hydraulique 7 est reliée à un ensemble 10 de distribution hydraulique commandant le fonctionnement des différents actionneurs hydrauliques du dispositif pour la direction des roues 2 et 3, pour l'entraînement des roues 4 et 5, pour le relâchement des freins de roue qui sont serrés à l'état de repos ou de manque de puissance hydraulique et pour l'actionnement de vérins 11 à 14 hydrauliques de levée permettant l'élévation d'une nacelle N réceptrice de personnel. En outre, un tambour 15 dévideur de câble électrique est prévu pour transmettre des signaux électriques de commande de la nacelle N réceptrice de personnel jusqu'au bloc de distribution hydraulique 10 et pour fournir une alimentation électrique au personnel embarqué dans la nacelle N. Un moyen de descente de secours par pilotage hydraulique de distributeurs du bloc 10 à l'aide d'une pompe manuelle non représentée est prévu pour assurer la descente du personnel en cas de défaut d'alimentation du moteur électrique 6. Lorsque le chargeur 9 embarqué est branché de manière à recharger le bloc de batteries électriques 8, les mouvements verticaux de translation de la nacelle élévatrice de personnel restent autorisés et permettent la continuation de l'activité du personnel élevé ; ainsi, dès qu'un indicateur de décharge des batteries 8 non représenté émet un signal d'alarme sonore, il est possible de recharger immédiatement les batteries 8 sans interrompre le travail du personnel embarqué; toutefois, les déplacements horizontaux ne sont plus activés dans ce cas pour éviter la rupture du câble d'alimentation du chargeur électrique 9. Les mouvements horizontaux de déplacement ainsi que la translation verticale de la nacelle N sont, dans une variante avantageuse, commandés à distance à partir du sol ou de l'intérieur de la nacelle N. De préférence, on utilise à cet effet un moyen de transmission sans fil par voie hertzienne (commande radio) comportant une modulation en intensité du signal de commande de manière à obtenir des mouvements progressifs à accélération et décélération variables : grâce à ce moyen de transmission sans fil, l'opérateur peut ainsi conduire le dispositif à partir du sol, en passant avec la nacelle en position basse sous une hauteur de 2 440 mm et en effectuant des virages serrés correspondant à un rayon de giration intérieur de l'ordre de 50 cm. Pour assurer une bonne sustentation et une bonne stabilité du châssis, on prévoit d'une part d'utiliser des roues 2 à 5 faiblement compressibles, du type à bandage plein ou du type à pneumatiques gonflés au polyuréthanne, et d'autre part de commander l'arrêt de tout mouvement dès que le dévers, détecté par un indicateur 16 du type à contact à mercure ou analogue dépasse une inclinaison de 3 par rapport à l'horizontale. En fonction de la réglementation de sécurité en vigueur, on équipe la nacelle de phares de travail, de boutons d'arrêt d'urgence dits "interrupteurs coup de poing" dans la nacelle réceptrice N et sur le corps du châssis 1 ainsi que sur la boîte à boutons de commande à distance associée au dispositif, d'un gyrophare et d'anneaux d'élingage. En référence aux figures 2 et 3, les chiffres de référence identiques à ceux de la figure 1 désignent des éléments identiques ou fonctionnellement équivalents aux éléments de la figure 1. Le châssis 1 porte deux marches 17 et 18 d'accès à la nacelle de réception N et un premier élément vertical 19 situé sensiblement entre les roues arrière 4 et 5. Les corps des vérins 11 et 12 sont montés solidaires du premier élément 19 tandis que les tiges des vérins 11 et 12 sont montées de manière à déplacer un deuxième élément 20. Les corps des vérins 13 et 14 sont montés solidaires d'un quatrième élément 22 tandis que les tiges des vérins 13 et 14 sont montées de manière à déplacer un cinquième élément 23. Des chaînes 26 et 27 sont prévues pour assurer par moufflage autour d'arbres de rotation 28 ou paliers analogues, l'élévation de trois éléments 20, 21 et 22 lors de l'actionnement des vérins hydrauliques 11 et 12 et l'élévation de trois éléments 23, 24 et 25 lors de l'actionnement des vérins hydrauliques 13 et 14. On prévoit, pour éviter tout risque d'accident par rupture de chaîne 26 ou 27, de tendre l'une des chaînes (par exemple 26) à 80% de sa capacité nominale de travail et l'autre chaîne (par exemple 27) à 20% de sa capacité nominale de travail : à cet effet, on utilise un dispositif tensionneur de chaîne par précontrainte à l'aide d'un ressort de compression, on met les chaînes 26 sous une tension de travail de l'ordre de 30 kN et on met les chaînes 27 sous une tension de travail inférieure à 10 kN. Le dispositif tensionneur prévu au point bas de chaque chaîne 26 ou 27 comporte avantageusement un détecteur de rupture de chaîne du type contacteur électromécanique actionnable par une rampe conique dont le déplacement résulte de la détente du ressort de compression précité lors de la rupture de la chaîne correspondante. La détection de la rupture d'une chaîne interdit tout mouvement horizontal ou vertical du dispositif et ne permet que la descente de la nacelle N par pilotage manuel de clapets de sécurité pilotables montés sur le circuit d'alimentation de chaque vérin 11 à 14. Les clapets de sécurité précités sont identiques et permettent l'alimentation simultanée de tous les vérins 11 à 14 branchés en parallèle sur l'alimentation hydraulique en raison de la plus faible masse à soulever par les vérins supérieurs 13 et 14, les éléments 23 à 25 se déploient en premier, et précèdent le déploiement des éléments 20 à 22 sous l'action des vérins 11 et 12. A la descente, les vérins à simple effet 11 à 14 se vident simultanément : par conséquent, les éléments 20 à 25 descendent simultanément à la même vitesse en coulissant les uns relativement aux autres à l'aide de glissières de guidage et de galets de guidage et d'appui appropriés. En référence aux figures 4 et 5, selon une variante préférée de l'invention, la nacelle N montée rigidement à l'extrémité du dernier élément coulissant 25, et sensiblement à l'équerre par rapport à celui-ci, comporte un plancher 30 monté en suspension de manière analogue au montage d'une balance de pesage. Le plancher 30 comporte des supports 31 à 34 d'articulation d'un mécanisme articulé de déplacement dit "à parallélogramme", de manière à permettre le déplacement du plancher 30 parallèlement à un plan géométrique matérialisé par une structure mécanique rigide constituée par des barres entretoisées 35 à 40 solidarisées entre elles. La structure mécanique ainsi définie est montée solidaire du dernier élément coulissant 25 par l'intermédiaire de segments 40 à 43 par exemple en forme d'équerres rigides articulées sur le dernier élément coulissant 25 par des articulations 40a à 43a. Chaque équerre 40 à 43 est ainsi articulée avec le plancher 30 en un point d'articulation 31 à 34, avec le plan défini par les bornes 35 à 40 en un point d'articulation 44 à 47 et sur des supports 50 à 54 solidaires du dernier élément coulissant 25 en un point d'articulation 40a à 43a. Pour éviter le blocage du plancher 30 dans une position prédéterminée et pour compenser le poids de la charge de la nacelle N, on prévoit des ressorts de compression 55 à 59 entre le plancher 30 et les supports 50 et 54 ; ces ressorts 55 à 58 maintiennent le plancher 30 sensiblement horizontal et sont comprimés en fonction de la charge de la nacelle N. Un dispositif détecteur de surcharge du type indicateur à aiguille ou contacteur électromécanique non représenté est avantageusement prévu pour indiquer la charge de la nacelle ou interdire tout mouvement de déplacement vertical ou horizontal. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit, mais couvre au contraire toute variante de réalisation dans laquelle la nacelle N réceptrice de personnel est montée rigidement solidaire du dernier élément 25 selon une disposition correspondant au recouvrement par l'aire de la projection verticale de la nacelle d'au moins la moitié de l'aire du polygone de sustentation défini par les roues 2 à 5 du châssis 1. Avantageusement, le mécanisme de commande à distance par transmission sans fil commande directement la variation de vitesse du moteur électrique et ainsi la variation de vitesse de l'ensemble des actionneurs hydrauliques du dispositif. REVENDICATIONS 1- Dispositif élévateur de personnel, comportant un châssis automoteur pourvu de roues directrices et de roues motrices et comportant un mécanisme d'élévation d'une nacelle réceptrice de personnel, ledit mécanisme comportant une pluralité d'éléments sensiblement verticaux déplaçables en translation l'un par rapport à l'autre, caractérisé par le fait que la nacelle (N) est montée rigidement solidaire du dernier élément (25) déplaçable et sensiblement à l'équerre de celui-ci, selon une disposition correspondant au recouvrement par l'aire de la projection verticale de la nacelle (N) d'au moins la moitié de l'aire du polygone de sustentation défini par les roues (2-5) du châssis (1). 2- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le mécanisme d'élévation comporte au moins un vérin (11 à 14) d'actionnement d'un sous-ensemble (19-22) comportant plusieurs éléments reliés l'un à l'autre par des chaînes (26,27) en tension, de manière à déplacer les éléments les uns par rapport aux autres par mouflage. 3- Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le mécanisme d'élévation comporte des paires de vérins latéraux (11 et 12, 13 et 14). 4- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mécanisme d'élévation comporte au moins cinq éléments (20-25) déplaçables en translation relative. 5- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le mécanisme d'élévation comporte six éléments (20-25) déplaçables en translation verticale. 6- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mécanisme d'élévation présente une alimentation commune de vérins hydrauliques (11-14) branchés en parallèle, de manière à effectuer un déploiement continu du mécanisme en hauteur et une descente simultanée de tous lesdits éléments (20-25). 7- Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la nacelle (N) réceptrice de personnel comporte un plancher (30) flottant monté sur le dernier élément à la manière d'une balance de pesage. 8- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le plancher (30) flottant est relié à un moyen de détection de surcharge. 9- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif est associé à un moyen de commande à distance par transmission sans fil. 10- Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le moyen de transmission sans fil commande la variation de vitesse d'un moteur électrique (6) d'entraînement d'une pompe hydraulique (7) de manière à accélérer ou décélérer progressivement les mouvements du dispositif.