Brevet FR2746783A1 — publié le 19971003

La présente invention concerne un support équilibreur de charges, utilisable dans le domaine du bâtiment et des travaux publics, et de la manutention en général, en association avec un engin de levage ou de manutention à câble tel que grue ou pont roulant. Plus particulièrement, cette invention se rapporte à un support équilibreur de charge, comprenant un bâti dont la partie supérieure comporte des moyens de suspension ou d'accrochage, et dont la partie inférieure comporte, sur un côté, au moins un support de charge notamment conformé en fourche et, sur le côté opposé au support de charge, un chemin de guidage sensiblement horizontal pour un contrepoids mobile en translation, des moyens motorisés étant prévus pour déplacer le contrepoids en translation le long de son chemin de guidage afin de le placer dans une position équilibrant le poids d'une charge reçue par le support de charge. Encore plus particulièrement, ces moyens motorisés sont réalisés sous la forme d'un moto-réducteur d'entraînement, accouplé au contrepoids mobile par l'intermédiaire d'une transmission mécanique, telle qu'à chaîne, à câble ou à vis, et asservi par un capteur de contrôle d'équilibre. Des supports équilibreurs de charges de ce genre sont déjà connue par la précédente demande de brevet français NO 2.702.204 du même inventeur, et par le brevet U.S. NO 3.675.961. Un tel support équilibreur de charges peut être suspendu au crochet d'une grue de chantier ou de manutention, par ses moyens de suspension ou d'accrochage. Le support de charge proprement dit, prenant notamment la forme d'une fourche ou encore d'une potence, se situe sur un côté de la verticale passant par le crochet de suspension. Le contrepoids, situé du côté opposé à la charge par rapport à cette verticale, est déplaçable sur son chemin de guidage sous la commande du moto-réducteur, en étant éloigné de ladite verticale sur une distance croissante avec le poids de la charge, de telle sorte que l'ensemble conserve un équilibre, la base du support équilibreur restant horizontale et à niveau constant. Ainsi, la charge peut être transférée par la grue d'un point à un autre en étant maintenue en porte-à-faux par rapport à la verticale du crochet, et cette charge peut être amenée directement en des points situés en retrait par rapport à des obstacles permanents ou temporaires, ou être reprise en de tels points. En particulier, dans le domaine du bâtiment, un tel support équilibreur utilisé suspendu au crochet d'une grue permet sur les chantiers de construction la mise en place et la récupération de coffrages complets, servant à la réalisation de balcons. Ce genre de support équilibreur convient aussi pour la dépose ou la récupération d'une charge constituée de matériel ou de matériaux, à l'intérieur d'un bâtiment en construction ou en cours de réhabilitation, en passant par une ouverture située en façade. Comme on le comprend aisément, un tel support équilibreur de charges facilite et accélère des opérations de dépose et de reprise de charges, habituellement longues et délicates, mais il n'offre une sécurité satisfaisante que si l'horizontalité du support de charge est contrôlée en permanence avec précision et fiabilité. Or les dispositifs actuellement connus ne donnent pas encore satisfaction, à cet égard. Ainsi, dans le support équilibreur de charges décrit par la demande de brevet français NO 2.702.204, le capteur de contrôle d'équilibre est constitué par un câble de mesure, tendu entre la partie supérieure du bâti du support équilibreur et un organe lié à un moyen de suspension ou d'accrochage, et par un moyen de lecture de la position du câble de mesure. Un tel dispositif est d'un fonctionnement tres aléatoire et imprécis, pouvant notamment être perturbé par un défaut de tension ou un mauvais positionnement du câble de mesure; de plus, ce dispositif est fragile, et il nécessite une adaptation spéciale des moyens de suspension ou d'accrochage. Dans le brevet U.S. précité N" 3.675.961, le capteur de contrôle d'équilibre comprend deux contacts électriques à mercure. Cette solution est elle aussi complexe, fragile et peu précise. En particulier, comme l'indique le document lui-même, la sensibilité du capteur à contacts à mercure est de + 5 . Or un défaut d'horizontalité de + 50 est ici inacceptable, car compte tenu de la longueur du support de charge il peut entraîner une dénivellation considérable entre les points extrêmes de ce support de charge; de plus, une inclinaison de 50 du support de charge comporte un risque évident de glissement de la charge, donc un danger certain, compte tenu du poids éventuellement élevé de la charge. La présente invention vise à éliminer ces inconvénients, en fournissant un support équilibreur de charges du genre ici considéré, mais pourvu d'un capteur de contrôle d'équilibre de conception simple, robuste et fiable, qui permet d'obtenir l'horizontalité du support de charge d'une manière exacte, rapide et stable. A cet effet, dans le support équilibreur de charges objet de l'invention, la partie supérieure du bâti est suspendue, autour d'un axe horizontal orienté transversalement, à un plateau servant de référence d'horizontalité, pourvu de moyens d'accrochage pour sa suspension à une élingue à brins multiples, des moyens étant prévus pour détecter l'inclinaison de la partie supérieure du bâti par rapport au plateau et pour commander le moto-réducteur d'entraînement du contrepoids mobile en fonction de l'inclinaison détectée. En particulier, on peut ici utiliser un plateau de forme carrée ou rectangulaire qui possède, à ses quatre angles, des moyens d'accrochage pour sa suspension à une élingue à quatre brins de longueurs identiques. Le plateau ainsi suspendu est toujours horizontal, et sert ainsi d'élément de référence stable, pour détecter l'inclinaison de la partie supérieure du bâti. Avantageusement, cette partie supérieure du bâti est constituée par un bras de suspension, dont le sommet est solidaire d'un axe horizontal monté tournant dans des paliers fixés sur le plateau servant de référence d'horizontalité. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, l'axe horizontal précité, solidaire de la partie supérieure du bâti, porte une came qui coopère avec deux contacteurs électriques portés par le plateau servant de référence d'horizontalité, l'un ou l'autre des deux contacteurs étant sollicité, selon le sens d'inclinaison du bâti, pour commander le déplacement du contrepoids mobile dans un sens ou dans l'autre afin de rétablir la position d'équilibre. Ainsi, les contacteurs liés au plateau déclenchent l'ordre de déplacement du contrepoids, dans le sens adéquat, lorsque la came liée au bras de suspension, donc au bâti, pivote suivant l'inclinaison de ce bâti, donc en fonction de la charge. Le déplacement contrôlé du contrepoids, le long de son chemin de guidage, permet de rétablir l'équilibre, c'est-à-dire l'horizontalité du support de charge, ceci d'une manière automatique et en permanence, permettant la pose ou la reprise de tous types de charges, en toute sécurité. Le déplacement du contrepoids mobile est commandé, par l'intermédiaire d'une transmission mécanique telle qu'à vis, à chaîne ou à câble, à partir du moto-réducteur. Avantageusement, le moto-réducteur d'entraînement du contrepoids est un moto-réducteur électrique, qui est alimenté par des batteries d'accumulateurs portées par ledit contrepoids mobile. Les batteries ici nécessaires contribuent ainsi à la masse du contrepoids, ces batteries permettant par ailleurs un fonctionnement entièrement autonome du support équilibreur de charges. De toute façon, l'invention sera mieux comprise, et d'autres caractéristiques et avantages seront mis en évidence, à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple, une forme d'exécution de ce support équilibreur de charges Figure 1 est une vue d'ensemble, de côté, d'un support équilibreur de charges conforme à la présente invention; Figure 2 est une vue de côté, à échelle agrandie, de la partie de ce support équilibreur de charges comportant le capteur de contrôle d'équilibre; Figure 3 est une vue de face, avec coupe partielle, correspondant à figure 2. Comme le montre la figure 1, le support équilibreur de charges comprend un bâti mécano-soudé, désigné dans son ensemble par le repère 1, comprenant des montants 2 reliés à leur sommet par une plaque 3, au milieu de laquelle est fixé un bras de suspension 4 dirigé vers le haut. Dans sa partie inférieure, le bâti 1 comporte un support de charge, constitué ici par une fourche 5 analogue à celles habituellement utilisées dans le domaine de la manutention. Du côté opposé à la fourche 5, et toujours dans sa partie inférieure, le bâti 1 comporte un chemin de guidage sensiblement horizontal, constitué par deux rails 6 parallèles. Le bâti 1 comprend encore des éléments de rigidification obliques 7, reliant les montants 2 aux rails 6. Sur le chemin de roulement, constitué par les rails 6, est monté mobile en translation un contrepoids 8 d'équilibrage de la charge. Le contrepoids 8 possède des roues 9 qui se déplacent sur les rails 6, et il porte des batteries d'accumulateurs 10, qui alimentent les organes électriques du support équilibreur de charges, tout en augmentant la masse de ce contrepoids 8. Le déplacement en translation du contrepoids 8, le long des rails 6, est commandé par un moto-réducteur électrique 11 porté par la base du bâti 1, le motoréducteur 11 étant accouplé à une vis d'entraînement 12, qui coopère elle-même avec un écrou 13 lié au contrepoids 8. Le moto-réducteur 11 est alimenté en énergie électrique à partir des batteries 10 portées par le contrepoids 8, et sous le contrôle d'un boîtier électrique 14 porté par le bâti 1. Comme le montrent plus particulièrement les figures 2 et 3, la partie supérieure du bras de suspension 4 est solidaire d'un axe horizontal 15, orienté transversalement c'est-à-dire perpendiculaire à la direction longitudinale de la fourche 5 et des rails 6. L'axe 15 est monté tournant dans deux paliers 16, fixés par l'intermédiaire de supports 17 sur un plateau 18 servant de référence d'horizontalité. Le plateau 18 est de forme carrée ou rectangulaire et il possède, à ses quatre angles, des moyens d'accrochage 19 pour sa suspension à une élingue 20 à quatre brins 21 de longueurs identiques, l'élingue 20 étant elle-même suspendue au crochet 22 d'une grue de chantier ou de manutention. Au centre du plateau 18 est ménagée une ouverture 23, traversée librement par le bras de suspension 4. L'axe horizontal 15 porte, à une extrémité, une came 24 située en avant de l'un des paliers 16. De part et d'autre de la came 24 sont prévus deux contacteurs électriques, respectivement 25 et 26, montés par l'intermédiaire de supports respectifs 27 et 28 sur le plateau 18. En cours d'utilisation, le plateau 18 suspendu comme indiqué plus haut reste toujours horizontal. Par contre, suivant le poids et la position de la charge 29 posée sur la fourche 5, le bâti 1 et le bras de suspension 4 peuvent s'incliner, vers l'avant ou vers l'arrière, par rapport à la verticale. L'inclinaison du bâti 1 se traduit par une position angulaire variable de la came 24, liée au bras de suspension 4, cette came 24 coopérant avec les deux contacteurs 25 et 26 liés au plateau 18 qui reste horizontal. Compte tenu du profil particulier de la came 24, une inclinaison du bâti 1 dans un sens déterminé provoque la commutation de l'un des contacteurs 25, qui par l'intermédiaire du boîtier électrique 14 commande la mise en marche du moto-réducteur 11, alimenté par les batteries 10, dans un sens tel que, par l'intermédiaire de la transmission mécanique 12-13, il déplace le contrepoids 8 le long des rails 6 dans le sens qui tend à ramener le bâti 1 en position verticale. Une inclinaison du bâti 1 dans l'autre sens provoque la commutation du second contacteur 26 qui, toujours par l'intermédiaire du boîtier électrique 14, commande la mise en marche du motoréducteur 11 dans l'autre sens, de telle sorte qu'il déplace le contrepoids 8 le long des rails 6 dans le sens inverse, tendant ici encore à ramener le bâti en position verticale. Lorsque le bâti 1 atteint sa position exactement verticale, le contacteur 25 ou 26 n'est plus actionné et le moto-réducteur 11 est remis à l'arrêt. Le contrepoids 10 se trouve alors immobilisé, dans une position d'équilibrage du poids de la charge 29, position pour laquelle la fourche 5 est maintenue horizontale. Bien entendu, en cas de changement de position ou de valeur de la charge, le dispositif intervient à nouveau, d'une façon entièrement automatique, en déplaçant le contrepoids 8 vers l'avant ou vers l'arrière de manière à rétablir la verticalité du bâti 1, donc l'horizontalité de la fourche 5. Avantageusement, l'ensemble constitué par l'axe horizontal 15, les paliers 16, la came 24 et les deux contacteurs 25 et 26 est logé sous un capot de protection 30 porté par le plateau 18. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce support équilibreur de charges qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. En particulier, l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention - en modifiant la structure du bâti 1, ou en le complétant par un carénage propre à dissimuler le contrepoids 8 et son mécanisme d'entraînement en translation; - en remplaçant la fourche 5 par un autre type de support de charge, tel qu'une potence; - en utilisant tous moyens de transmission mécanique, tels que chaîne ou câble, pour le déplacement en translation du contrepoids à partir du moteur réducteur 11; - en remplaçant les rails 6 par tous moyens de guidage en translation équivalents, pour le contrepoids 8; - en remplaçant l'ensemble à came 24 et contacteurs 25, 26 par tout capteur angulaire équivalent, apte à détecter l'inclinaison du bras de suspension 4 du bâti 1 par rapport au plateau 18 servant de référence d'horizontalité. REVENDICATIONS 1 - Support équilibreur de charges, utilisable en association avec un engin de levage ou de manutention à câble, comprenant un bâti (1) dont la partie supérieure comporte des moyens de suspension ou d'accrochage, et dont la partie inférieure comporte, sur un côté, au moins un support de charge notamment conformé en fourche (5) et, sur le côté opposé au support de charge, un chemin de guidage (6) sensiblement horizontal pour un contrepoids (8) mobile en translation, des moyens motorisés (10 à 13) étant prévus pour déplacer le contrepoids (8) en translation le long de son chemin de guidage (6) afin de le placer dans une position équilibrant le poids d'une charge (29) reçue par le support de charge (5), lesdits moyens motorisés étant réalisés sous la forme d'un motoréducteur d'entraînement (11), accouplé au contrepoids mobile (8) par l'intermédiaire d'une transmission mécanique (12, 13), et asservi par un capteur de contrôle d'équilibre, caractérisé en ce pue la partie supérieure (4) du bâti (1) est suspendue, autour d'un axe horizontal (15) orienté transversalement, à un plateau (18) servant de référence d'horizontalité, pourvu de moyens d'accrochage (19) pour sa suspension à une élingue (20) à brins multiples (21), des moyens (14, 24, 25, 26) étant prévus pour détecter l'inclinaison de la partie supérieure (4) du bâti (1) par rapport au plateau (18) et pour commander le moto-réducteur (11) d'entraînement du contrepoids mobile (8) en fonction de l'inclinaison ainsi détectée. 2 - Support équilibreur de charges selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie supérieure du bâti (1) est constituée par un bras de suspension (4), dont le sommet est solidaire d'un axe horizontal (15) monté tournant dans des paliers (16) fixés sur le plateau (18) servant de référence d'horizontalité. 3 - Support équilibreur de charges selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le plateau (18) servant de référence d'horizontalité est de forme carrée ou rectangulaire, et possède, à ses quatre angles, des moyens d'accrochage (19) pour sa suspension à une élingue (20) à quatre brins (21) de longueurs identiques. 4 - Support équilibreur de charges selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'axe horizontal (15), solidaire de la partie supérieure (4) du bâti (1), porte une came (24) qui coopère avec deux contacteurs électriques (25, 26) portés par le plateau (18) servant de référence d'horizontalité, l'un ou l'autre des deux contacteurs (25, 26) étant sollicité, selon le sens d'inclinaison du bâti (1), pour commander le déplacement du contrepoids mobile (8) dans un sens ou dans l'autre afin de rétablir la position d'équilibre. 5 - Support équilibreur de charges selon la revendication 4, caractérisé en ce que la came (24) est portée par une extrémité de l'axe horizontal (15), et située en avant de l'un des paliers (16), les deux contacteurs électriques (25, 26) étant prévus de part et d'autre de la came (24), et montés par l'intermédiaire de supports respectifs (27, 28) sur le plateau (18). 6 - Support équilibreur de charges selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que l'ensemble constitué par l'axe horizontal (15), les paliers (16), la came (24) et les deux contacteurs (25, 26) est logé sous un capot de protection (30) porté par le plateau (18). 7 - Support équilibreur de charges selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le moto-réducteur (11) d'entraînement du contrepoids mobile (8) est un moto-réducteur électrique alimenté par des batteries d'accumulateurs (10) portées par ledit contrepoids mobile (8).