Brevet FR2726817A1 — publié le 19960515

L'invention se rapporte à un dispositif de suspension ou d'accrochage comprenant un châssis et un câble accouplé au châssis et qui présente une partie pendante destinée à être accouplée à une charge. Les dispositifs de suspension de cette sorte peuvent prendre différentes formes de réalisation. Un dispositif de suspension simple est par exemple prévu pour le levage de charges destinées à être déposées dans un magasin et pour la reprise des charges à partir de ce magasin. Une autre application du dispositif de levage se trouve dans les ponts ou les échafaudages suspendus qui sont fréquemment utilisés pour réaliser des travaux sur les façades des immeubles. Un dispositif de pont suspendu de ce type comporte souvent un contrepoids destiné à s'opposer aux oscillations du châssis dans la direction de la charge. Le châssis ou l'embase d'un tel dispositif de pont suspendu est en général placé sur le toit de l'immeuble, le long d'un bord de l'immeuble.A l'extrémité de sortie du châssis qui se trouve juste devant le bord du toit, sont fixées deux paires de câbles suspendus, chacune des paires se trouvant devant l'une des extrémités de sortie distinctes du pont suspendu. Un câble de chaque paire, dénommé en général câble de levage ou de traction, est couplé à des moyens de levage et un autre câble de chaque paire de câbles, dénommé câble de sauvetage ou de récupération, est accouplé à des moyens de sauvetage ou de récupération. Les moyens de levage et les moyens de sauvetage de chaque paire sont la plupart du temps disposés à l'extrémité de sortie correspondante du pont suspendu, et permettent au câble correspondant d'être guidé le long ou sur des organes internes, et ensuite de passer par en-dessous.En cas de rupture du câble de levage, les moyens de sauvetage entrent en action, ce qui a pour conséquence que le pont suspendu, après avoir parcouru une distance de freinage déterminée, qui constitue soit un parcours de chute soit un parcours de sauvetage, s'arrête et reste suspendu aux câbles de sauvetage. Dans chacun des câbles cités et dans chacune des sortes de dispositifs de levage cités, et donc quel que soit le type auquel appartient le dispositif de pont suspendu, par suite du déplacement de la charge, il peut se produire des variations brutales de la force de traction dans le câble qui font qu'il apparaît souhaitable d'amortir la force de traction dynamique et tous les chocs importants dans le câble. Dans les dispositifs de suspension du type à pont suspendu, on a utilisé à cet effet, mais seulement pour le câble de sauvetage, des moyens d'amortissement.De tels moyens d'amortissement sont montés sur le bord du toit à l'extrémité de sortie se trouvant sur le châssis et ils se composent d'un solide ressort de compression par l'intermédiaire duquel le câble est par exemple fixé à une extrémité d'une poutre du châssis ou bien ils se composent d'un organe déformable en matière plastique apte à absorber l'énergie de choc dans le câble de sauvetage en question. Le contrepoids d'un dispositif de suspension de ce type n'est en conséquence en aucune maniére relié de façon mobile à une extrémité du câble.Un amortisseur de ce type présente comme inconvénient le fait que sa structure est constituée d'un grand nombre d'éléments, ce qui conduit à un ressort de compression relativement lourd et onéreux et dont le montage est difficile car le ressort doit être monté sous précontrainte (suffisamment importante pour équilibrer le poids propre du pont suspendu) et le prix de revient de l'amortisseur élastique est en conséquence relativement élevé. Le mode de réalisation avec l'organe déformable en matière plastique a pour inconvénient le fait que son réglage précis dépend des propriétés du matériau, car après l'absorption d'un choc, et par conséquent la déformation plastique de l'organe, il est presque toujours nécessaire de remplacer ce dernier dont le prix est relativement élevé et l'utilisation d'un tel organe est également relativement onéreuse. Aucun des dispositifs de suspension mentionné n'est muni de moyens d'amortissement sur un câble de levage, permettant d'amortir les variations de la force de traction à l'intérieur du câble. Ceci peut conduire à des dégradations du câble et du reste du dispositif de suspension et dans le cas d'un dispositif de pont suspendu, peut se révéler dangereux pour les personnes qui se trouvent sur le pont suspendu s'il apparaît sur le câble de traction des chocs suffisamment forts pour être nettement ressentis par les personnes se trouvant sur le pont suspendu et qui ne sont néanmoins par suffisants pour conduire à la rupture du câble. On connaît de FR-A-1 413 966 une grue de levage où la structure correspond pour l'essentiel à celle du dispositif de levage tel que décrit au début. Cette grue de levage se compose d'une tour ou pylône d'axe vertical et à l'extrémité supérieure de laquelle est montée tournante autour de l'axe vertical de la tour, une traverse présentant un premier bras (servant en quelque sorte de flèche de grue) d'un côté de la tour, et un deuxième bras de l'autre côté de la tour. Au pied de la tour est prévu un dispositif d'enroulement (cabestan) pour un câble de levage. A l'extrémité de sortie libre du deuxième bras est monté un levier qui est articulé autour d'un axe monté audessus de la traverse. Le levier se compose d'un troisième bras disposé entre l'axe d'articulation du levier et la tour de la grue de levage, et d'un quatrième bras placé de l'autre côté de l'axe d'articulation du levier.A l'extrémité de sortie libre du quatrième bras, est monté un contrepoids. Un câble est guidé par une poulie fixée au deuxième bras, par une poulie fixée à l'extrémité de sortie libre du troisième bras, par une poulie fixée au premier bras à courte distance de la tour de la grue de levage et par une poulie fixée à l'extrémité de sortie libre du premier bras (poulie de flèche). A I'extrémité de sortie du câble qui pend vers le bas à partir de la poulie mentionnée en dernier, peut être couplée une charge. Dans le dispositif de grue selon FR-A-1413966, si la charge repose sur le sol, le levier tourne jusqu'à ce que le contrepoids se trouve à la position la plus basse. Si on met ensuite en service le dispositif de levage, le câble doit tout d'abord être bobiné en partie sur un tambour du dispositif d'enroulement, pour faire monter, par rotation du levier dans la direction de la colonne du dispositif de levage, le contrepoids, avant que la charge ne quitte le sol pour être déplacée vers le haut. Dans cette situation, les moments (force x bras de levier) qui sont exercés dans un plan vertical par la traverse de la grue de levage sur les faces latérales de l'arbre vertical tournant de la flèche sont en principe identiques, de sorte que le moment fléchissant résultant qui est exercé sur la tour est minimal.Plus la charge à lever est importante, plus le contrepoids doit être levé par rotation à une hauteur importante avant que la charge ne quitte le sol. Si, lorsque la charge quitte le sol, il s'est produit des modifications de la force de traction dans la partie de câble qui est comprise entre l'extrémité de sortie du premier bras et la charge, il s'ensuit que le contrepoids, en correspondance, doit être entraîné par rotation dans une position plus haute ou plus basse. Dans quelques situations, il peut s'ensuivre des efforts dynamiques qui sont tout à fait intempestifs, par exemple lorsque la charge est constituée par un dispositif de pont suspendu dans lequel se trouvent des personnes qui, par exemple, travaillent sur la façade d'un bâtiment et pour lesquelles un déplacement vers le haut ou vers le bas doit être limité autant que possible.En outre, dans quelques applications, telles que L'exemple cité avec les dispositifs de ponts suspendus, il n'est pas souhaitable que le contrepoids subisse, pendant un déplacement vertical du pont suspendu un déplacement horizontal. C'est souvent pour l'application à des bâtiments que de tels problèmes d'encombrement se posent. L'invention se propose de résoudre les problèmes qui viennent d'être exposés. A cet effet, selon l'invention, le dispositif de suspension ou accrochage comprenant un châssis et un câble accouplé au châssis et qui présente une partie pendante destinée à être accouplée à une charge, un levier étant accouplé au châssis à pivotement autour d'un axe horizontal, tandis qu'un contrepoids est accouplé à un premier bras du levier et qu'un deuxième bras du levier est accouplé au câble, de telle façon que lorsqu'une force de traction est exercée sur le câble dans le sens de la charge, le contrepoids soit soumis à une force dirigée vers le haut, est caractérisé en ce que sont prévus des moyens de blocage qui limitent à une hauteur minimale le déplacement du contrepoids vers le bas. On obtient ainsi des moyens d'amortissement en utilisant une structure simple et bon marché mais néanmoins parfaitement fiable et qui peut être utilisée pour cha cun des dispositifs de suspension du type mentionné et pour chacun des câbles mentionnés. Les variations de la force de traction dans le câble n'entraînent ainsi que des déplacements verticaux peu significatifs de la charge si la force de traction a dépassé un seuil prédéterminé. Ceci conduit, pour le personnel qui travaille sur le pont suspendu et constitue la charge, à un bien meilleur confort que celui obtenu avec les dispositifs précédents. A l'inverse de ce qui existait avec les dispositifs de levage connus précédemment et cités, dans le dispositif de suspension selon l'invention, il n'apparaît pas nécessaire de supprimer le couple (force x bras de levier) exercé par la charge et le contrepoids, de sorte qu'il n'est pas nécessaire, dans le dispositif selon l'invention, de déplacer le contrepoids horizontalement de façon significative, car la structure peut être réalisée pour limiter le trajet horizontal de déplacement du contrepoids, de telle manière que le dispositif, indépendamment de l'état où il se trouve, occupe un espace sensiblement constant. Ceci est en général favorable pour l'utilisation du dispositif sur des toits et dans le cas où du personnel se trouve à proximité du contrepoids. En choisissant de façon appropriée les dimensions et les points d'accrochage, il est possible d'exercer une influence sur les propriétés des moyens d'amortissement. Il est également possible d'exercer une action sur la longueur du trajet sur lequel se produit l'amortissement. En choisissant le rapport entre les bras de levier, on peut agir sur la force d'amortissement. Grâce à un dessin approprié de la structure du levier, on peut modifier les caractéristiques de l'amortissement de telle façon qu'elles s'exercent de façon croissante ou de façon dégressive. Dans le cas où le dispositif de suspension est du type où le contrepoids sert à s'opposer au renversement du châssis dans la direction de la charge, ainsi que dans le cas d'un dispositif de pont suspendu, le contrepoids suspendu au levier peut comporter au moins une partie qui sert à s'opposer au renversement. Pour cela, on peut utiliser le contrepoids de deux façons: pour s'opposer au renversement, et pour créer un amortissement de la force de traction dans le câble qui lui est rattaché. Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, les moyens de blocage sont constitués par une butée qui est fixée au levier et qui, pour la position la plus basse de repos du contrepoids, repose sur le châssis. Le levier se compose de deux pièces en forme de plaques, placées à distance l'une de l'autre et dont un axe constitue l'axe de pivotement commun, ces plaques étant disposées chacune d'un côté différent d'une poutre du châssis et la butée étant constituée par une barre disposée entre les plaques. Le châssis peut être muni de moyens sur lesquels le contrepoids vient reposer quand il a atteint sa hauteur minimale. Le câble est un câble de levage ou bien un câble de sauvetage ou de récupération et le dispositif de levage peut être constitué par un pont ou un échafaudage suspendu. D'autres buts, caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description d'un mode de réalisation de l'invention, faite à titre non limitatif et en regard du dessin annexé, dans lequel: - la figure 1 est une représentation schématique en vue de côté d'un dispositif de pont ou d'échafaudage suspendu dans lequel est utilisée l'invention; - la figure 2 représente, à plus grande échelle et en vue de côté, une partie du dispositif de la figure 1 avec le levier; - la figure 3 est une vue de dessus de la partie représentée à la figure 2, du dispo sitif de levage de la figure 1; - la figure 4 est une vue de côté de la partie représentée à la figure 2, du disposi tif de levage de la figure l; et - la figure 5 représente à plus grande échelle la partie indiquée à la figure 2 du dispositif, pour deux positions différentes du levier. La figure 1 représente schématiquement en vue de côté un dispositif, de pont ou d'échafaudage suspendu dans lequel est utilisée l'invention. Le dispositif comporte un châssis 1 muni d'une poutre horizontale 2, qui repose sur des poteaux 3, lesquels sont en appui sur des roues 4 qui se trouvent par exemple sur des rails 5, lesquels sont montés sur un toit 6 d'un bâtiment 7. A une extrémité de sortie, se trouvant sur le toit 6 (à gauche sur la figure 1), de la poutre 2, est accouplé un levier 8 qui est susceptible de pivoter autour d'un axe horizontal 9. A un premier bras 10 du levier 8, est suspendu un contrepoids 12 par l'intermédiaire de moyens de suspension 11. A un deuxième bras 13 du levier 8, est accouplé une partie horizontale 14 d'un câble 15.Au-delà d'un bord 16 du toit du bâtiment 7, sont montés sur la poutre 2, des moyens de renvoi de câble, en particulier une poulie de renvoi 17. Le câble est guidé sur la poulie de renvoi 17 et une partie de prolongement 18 du câble 15 pend vers le bas et devant une façade 19 du bâtiment 7. La partie pendante 18 du câble 15 est accouplée par l'intermédiaire de moyens d'accouplement 20 à un pont (ou à un échafaudage) suspendu 21. L'invention est appliquée à un câble de levage (dénommé également câble de traction) ou à un câble de sauvetage ou de sécurité, ou bien aux deux câbles d'un dispositif de pont suspendu. Dans le cas où le câble 15 est un câble de levage, les moyens d'accouplement 20 sont constitués par des moyens de levage, en particulier un palan. Dans le cas où le câble est un câble de sauvetage ou de sécurité, les moyens d'accouplement 20 sont constitués par des moyens de sauvetage qui, en général, réagissent à une trop grande vitesse de descente pour venir pincer le câble de sauvetage en cas de rupture du câble de levage. Le câble 15 peut sortir des moyens d'accouplement 20 par une partie terminale inférieure pendante 22. Un dispositif de pont suspendu est en général muni d'un contrepoids servant à s'opposer au renversement et à équilibrer le porte-à-faux du châssis I dans la direction de la partie de câble pendante 18. Pour le contrepoids 12 précité, on peut utiliser un poids qui est identique à celui de la totalité ou d'une partie du contrepoids qui serait nécessaire pour s'opposer au renversement et pour équilibrer le porte-àfaux. Pour cela, on peut utiliser au maximum les moyens rapidement disponibles d'un dispositif de pont suspendu connu, pour la mise en oeuvre de l'invention. A la place des moyens pour la suspension d'un contrepoids déterminé pour s' opposer au renversement du châssis 1, on utilise le levier 8 et les moyens de suspension 11. Ainsi, le nombre de composants du dispositif pour la mise en oeuvre de l'invention n'est pas ou presque pas augmenté. S'il se produit une augmentation significative de la force de traction dans le câble 15, le contrepoids doit être soulevé par le fonctionnement du levier 8. On obtient ainsi un amortissement d'une force de traction variable, en particulier des chocs. Ceci permet non seulement un meilleur travail du personnel qui se trouve sur le pont suspendu 21, mais améliore également la stabilité et la résistance de toute l'installation, y compris celle du châssis 1 et du pont suspendu 21. Comme on l'a indiqué auparavant, la caractéristique d'amortissement peut être déterminée par un choix approprié des longueurs des bras 10 et 13, et de la position de l'axe 9 du levier 8.Pour cela, on peut prévoir que dans le cas où le câble 15 est un câble de sauvetage d'un dispositif de pont suspendu et où un câble de levage de l'installation vient à se rompre, en utilisant l'invention, I'énergie de choc libérée pendant la chute est rapidement amortie ou absorbée et la hauteur de chute du pont suspendu 21 est limitée. Lorsque le câble 15 est couplé directement au levier 8, ce câble 15 peut être fixé à un levier à la place de la poulie de renvoi 17, mais entre ce levier et le levier 8, on peut placer une barre. On peut également prévoir selon l'invention une structure où le levier 8 (ou un levier fonctionnellement identique) peut modifier la place d'une poulie de renvoi 17. Le principe de l'invention reste alors applicable. Le principe de l'invention doit en outre rester applicable si, à la place du pont suspendu 21, est suspendue au câble 15 une charge simple et également si des moyens de levage disponibles se trouvent à un autre emplacement sur le pont suspendu ou sur la charge. La figure 2 représente à plus grande échelle une partie du dispositif de la figure 1 avec le levier 8, constitué par exemple, selon un mode de réalisation préféré, à partir d'une ou de deux plaques ou plateaux 30. La partie de la plaque 30 entre l'axe 9 et un axe 31 pour la suspension des moyens de suspension 1 1 avec le contrepoids 12 qui lui est relié, est à considérer comme constituant le premier bras 10 mentionné à la figure 1. La partie de la plaque 30 entre l'axe 9 et un axe 32 pour l'accouplement avec la partie horizontale 14 du câble 15, est à considérer comme le deuxième bras 13 représenté à la figure 1. Les bras 10 et 13 sont indiqués sur la figure 2 par des lignes en traits mixtes. Les figures 3 et 4 représentent respectivement une vue de dessus et une vue de côté (du côté gauche) de la partie représentée à la figure 2 du dispositif de suspension. I1 apparaît des figures 3 et 4 que sur chacune des faces latérales de la poutre 2 est disposée une plaque, les deux plaques étant accouplées au moyen des axes 9, 31 et 32. Entre les deux plaques 30, est fixé un moyen de blocage sous la forme d'une barre 35. Un dispositif de pont suspendu doit, en général, comporter deux poutres 3 munies chacune à leur extrémité extérieure des équipements représentés sur les figures 2 à 4 pour le pont suspendu 21 et selon un mode de réalisation dédoublé par rapport à celui représenté sur les figures 2 à 4, pour chaque poutre 2 afin de mettre en oeuvre l'invention, aussi bien pour un câble de levage que pour un câble de sauvetage du pont suspendu 21. Dans l'état du dispositif de levage représenté à la figure 2, la barre 35 repose sur la poutre 2, ce qui permet d'éviter la descente du contrepoids 12 dans cet état. En dessous d'une masse déterminée du poids de la charge 21, les variations de la force de traction dans le câble 15 sont insuffisantes pour faire tourner le levier 8 ou bien les plaques de levier 30 et, par conséquent pour soulever le contrepoids 12. Pour cela, on prévoit un seuil déterminé pour lequel les variations de la force de traction ne sont pas amorties. Ce seuil est à déterminer au cours de l'étude du dispositif par un choix approprié des plaques 30 et des distances entre les axes 9, 31, 32 et la barre 35. La figure 5 représente à plus grande échelle la partie du dispositif de levage représentée à la figure 2, où on a supprimé, à des fins de clarification: la partie de câble 14, les moyens d'accouplement pour l'accouplement de la partie de câble 14 à l'axe 32 et les moyens de suspension 11 pour le contrepoids 12. La figure 5 représente en traits pleins la plaque 30 en position de repos, qui est identique à la position représentée à la figure 2 et la plaque 30 en tirets dans une autre position, qui est dénommée ici position de travail. En position de travail, la force de traction dans le câble 15 a dépassé le seuil prédéterminé, ce qui a provoqué la levée du contrepoids 12.A la figure 5, on a indiqué une distance de déplacement vertical de l'axe 31 par SV1, et on a indiqué une distance de déplacement horizontal de l'axe 31 par SH1, la distance de déplacement vertical de l'axe 32 est indiquée par SV2 et la distance de déplacement horizontal de l'axe 32 est indiquée par SH2. Comme on peut le voir sur la figure 5, I'axe 31 est amené en position de travail à partir de la position où il était à l'état de repos, après un déplacement horizontal S111 en s'éloignant de l'axe 9. Les longueurs des bras 10 et 13 étant indiquées à la figure 5 respectivement par R1 et R2, le fonctionnement du levier constitué par les plaques 30 est fonction des longueurs effectives des bras de levier pour les forces exercées respectivement sur les axes 31 et 32, ces longueurs de bras de levier effectives et les forces instantanées qui s'y rapportent provoquant une rotation correspondante du levier 8 ou des plaques 30. Sur la figure 5, ces longueurs de bras de levier effectives sont indiquées avant l'état de repos des plaques 30 par R1' pour l'axe 31 et par R2' pour l'axe 32.Dans la position de travail indiquée à la figure 5, la longueur de bras de levier effective pour le couple exercé par le contrepoids 12, est ainsi à considérer comme étant égale à R1' puis à R1'+ SHî et la longueur de bras de levier effective pour le couple exercé par la force de traction dans le câble 15 comme étant égale à R2 puis à R2'+SV2. A l'état de repos du dispositif de suspension avec les plaques 30 se trouvant dans la position de la figure 2 et dans l'état représenté en tirets à la figure 5, I'angle A est celui qui est formé entre l'axe 10 et un plan horizontal et l'angle B est celui qui est formé entre le bras 13 et un plan horizontal. Les variations des longueurs effectives des bras R1' et R2' pendant la rotation des plaques 30, peuvent être contrôlées, en ce qui concerne l'amplitude et l'orientation, par un choix judicieux des angles A et B et des longueurs R1, R2 des bras correspondants 10 et 13. Lorsque l'angle A se trouve au-dessous du plan horizontal, comme indiqué, la longueur de bras de levier effective R1', au cours de la rotation des disques 30, à partir de la position de repos, augmente. Si l'angle A se trouve au-dessus du plan horizontal, la longueur du bras de levier effective R1' au cours de la rotation des plaques 30, est en conséquence réduite. Si l'angle B est inférieur à 900, comme indiqué, la longueur de bras de levier effective R2', augmente également après rotation des plaques 30. Si l'angle B est supérieur à 90 , la longueur de bras de levier effective R2' diminue après rotation vers le haut des plaques 30. Grâce aux possibilités de choix des angles indiqués A et B et des longueurs de bras de levier R1 et R2, on peut ainsi déterminer selon quelle séquence les forces d'amortissement augmentent ou diminuent au cours de la réalisation d'un parcours d'amortissement. La caractéristique d'amortissement peut ainsi être, selon les besoins, déterminée pour être croissante ou décroissante. Dans le cadre de l'invention, diverses variantes sont possibles. En ce qui concerne la structure proposée, on va en indiquer sommairement quelques-unes. On peut par exemple relier les moyens de suspension 11, à l'aide de liaisons rigides, au contrepoids 12 et au levier 8, 30. à condition que le contrepoids puisse se déplacer par rapport à l'axe 9.. En outre, le châssis 1 peut comporter, à la place de la barre 35 qui limite à une valeur minimale le déplacement vers le bas du contrepoids 12 des moyens, par exemple un plateau, disposés sous le contrepoids 12, et sur lesquels le contrepoids 12 vient reposer lorsqu'il a atteint la hauteur minimale. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de suspension ou d'accrochage comprenant un châssis (1) et un câble (15) accouplé au châssis et qui présente une partie pendante (18) destinée à être accouplée à une charge (21), un levier (8) étant accouplé au châssis (1) à pivotement autour d'un axe horizontal (9), tandis qu'un contrepoids (12) est accouplé à un premier bras (10) du levier (8) et qu'un deuxième bras (13) du levier (8) est accouplé au câble (15), de telle façon que lorsqu'une force de traction est exercée sur le câble (15) dans le sens de la charge (21), le contrepoids (12) soit soumis à une force dirigée vers le haut, caractérisé en ce que sont prévus des moyens de blocage qui limitent à une hauteur minimale le déplacement du contrepoids (12) vers le bas. 2.- Dispositif de suspension selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de blocage sont constitués par une butée qui est fixée au levier (8) et qui, pour la position la plus basse de repos du contrepoids (12), repose sur le châssis (1). 3.- Dispositif de suspension selon la revendication 2, caractérisé en ce que le levier (8) se compose de deux pièces (30) en forme de plaque, placées à distance l'une de l'autre et dont un axe (9) constitue l'axe de pivotement commun, en ce que les plaques (30) sont disposées chacune d'un côté différent d'une poutre (2) du châssis (1) et en ce que la butée est constituée par une barre (35) disposée entre les plaques (30). 4.- Dispositif de suspension selon l'une quelconque des revendication 1 à 3, caractérisé en ce que le châssis (1) est muni de moyens sur lesquels le contrepoids (12) vient reposer lorsqu'il a atteint la hauteur minimale. 5.- Dispositif de suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le câble (15) est un câble de levage. 6.- Dispositif de suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le câble (15) est un câble de sauvetage ou de récupération. 7.- Dispositif de suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif est un pont suspendu ou un échafaudage suspendu.