Brevet FR2748059A1 — publié le 19971031

ECHELLE SIMPLE OU MULTIPLE A RIGIDITE AMELIOREE La présente invention concerne un dispositif d'échelle simple ou multiple, en métal (alliage d'aluminium par exemple), en bois, en matière plastique (thermoplastique ou thermoducissable) ou en matériau composite (lamellé collé ou fibres enduites par exemple) à usage principalement de travaux à grande hauteur (quatre mètres et plus) et plus particulièrement dans le domaine du bâtiment, de l'élagage, ou du bricolage. Un dispositif d'échelle de ce genre se présente soit sous la forme d'un seul élément rigide constitué principalement de deux montants rigides sur lesquels sont fixés transversalement des barreaux eux aussi rigides (pour des longueurs de montants ne dépassant généralement pas six mètres),soit un ensemble de deux, trois ou quatre échelles élémentaires pouvant coulisser et se verrouiller entre elles (on les appelle : "échelle double", "échelle triple" ou "échelle quadruple"). Ces dispositifs sont bien connus du public et des industriels qui les utilisent , mais en dépit de leur grande diffusion et en dépit des efforts faits par les concepteurs ou fabricants d'échelles et des progrès réalisés, les deux paramètres majeurs, que sont le poids de l'échelle et sa souplesse sous charge, restent des inconvénients notoires dès lors qu'il s'agit d'échelles de grande hauteur (quatre mètres et plus). L'action sur ces deux paramètres est, dans le cas des échelles connues, assez vite limitée car ce qui est fait pour réduire le poids de l'échelle réduit en général sa rigidité, et ce qui est fait pour accroitre sa rigidité accroît en général son poids ; (ainsi, l'on ne trouve pratiquement pas sur le marché d'échelles en matière plastique, ou comportant de la matière plastique, en partie pour ces raisons. Ceci est dommage car la matière plastique, outre sa légèreté, apporterait d'autres avantages comme 1' imputrescibilité, l'agrément de transport manutention, l'esthétique, etc. Sa souplesse sous charge est, compte tenu de la conception des échelles actuelles, rédhibitoire). La souplesse des échelles connues est notoirement un très sérieux inconvénient (pour les échelles de grande longueur) pour la sécurité des utilisateurs (oscillations de grande amplitude lorsque l'utilisateur se déplace sur l'échelle). La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. A cette fin, le dispositif d'échelle qu'elle concerne comprend une échelle simple ou multiple analogue aux échelles connues, mais complétée par au moins un élément de traction du type câble ou cordage ou chaine, fixé d'une part à une extrémité (de préférence en partie haute) de l'échelle simple ou déployée (si multiple) et d'autre part sur ou dans au moins un dispositif de traction (du type tambour, pignon ou mâchoires) prévu à l'autre extrémité (de préférence en partie basse) de l'échelle, ledit câble ou cordage ou chaine passant de préférence au sommet d'au moins une entretoise rigide fixée transversalement à l'échelle et de préférence dans un plan perpendiculaire à celui matérialisé par l'échelle elle-même. (S'il n'y a qu'une entretoise elle sera fixée avantageusement, dans le cas d'une échelle simple, environ à mi-hauteur de l'échelle, dans le cas d'une échelle double, environ aux trois quarts de la hauteur de l'élément de base, dans le cas d'une échelle triple, environ au un tiers de la hauteur du deuxième élément, et dans le cas d'une échelle quadruple, en partie haute du deuxième élément). L'écartement du câble ou cordage ou chaîne par rapport à la ligne générale de l'échelle, imposé en partie médiane par cette entretoise, est de préférence supérieur à quelques centimètres et peut aller jusqu'à un mètre ou plus selon la longueur et la rigidité propre de l'échelle. L'échelle ayant été mise en place ou déployée et verrouillée de façon habituelle, le câble, cordage ou chaîne fixé(e) en partie haute par exemple est tendu(e) au moyen par exemple d'un enroulement sur un tambour alors fixé en partie basse de l'échelle, tambour commandé par exemple par une manivelle , et tambour équipé d'un dispositif de cliquet anti-retour (le tambour peut également être commandé au moyen d'un petit moto-réducteur électrique par exemple) ; il précontraint alors en flexion l'échelle simple ou déployée déplaçant transversalement par rapport à la fibre neutre de l'ensemble ainsi constitué la section des montants de l'échelle accroissant ainsi considérablement le moment d'inertie de l'ensemble. La présence de l'entretoise facilite notamment la mise en précontrainte de flexion de l'échelle et contribue au maintien de cette précontrainte à la valeur choisie. Pour illustration, faisons ici une petite vérification par le calcul : prenons pour exemple une échelle simple à montants pleins, chacun des deux montants étant de section transversale rectangulaire : 2,4 cm X 10 cm par exemple. Le moment d'inertie (en cm3) transversal de l'ensemble consitué par ces deux montants (la fibre neutre étant à mi-épaisseur de ces deux montants) est de I = moment quadratique b = base ou largeur de la section en cm4 I ~ b x h3 rectangulaire considérée en cm v = distance maximum v 12 h = hauteur ou longueur de la de la matière à la section retangulaire considérée fibre neutre en cm en cm donc ici I ~ 2,4 X 103 =200cl3 par montant, soit: I =400 cm3pour l'ensemble v 12 v des deux montants L'homme de l'art sait que le moment d'inertie I est un élément déterminant de la flexion et que, pour une matière donnée, plus il est grand, plus la déformation par flexion sous charge de l'ensemble considéré est réduite ; ceci est essentiel dans le cas d'une échelle sur laquelle une personne se déplace (avec même parfois une charge additionnelle), afin que l'amplitude des oscillations de l'échelle soit réduite. Dans le cas de l'invention ici décrite, la précontrainte exercée par le câble, cordage ou chaîne, et par l'entretoise, déplace transversalement, la où le moment de flexion est le plus grand (dans la zone médiane de la hauteur de l'échelle), les sections des montants, créant de fait une nouvelle situation où la fibre neutre de l'ensemble n'est plus au voisinage de la mi-épaisseur des montants mais peut se trouver, et très facilement grâce à cette précontrainte, dans une zone par exemple tangente à l'extérieur des montants. Le moment d'inertie devient alors (en négligeant la section du câble lui-même) I bh' v r 3 (cas où la fibre neutre est à ia limite extérieure de la section soit ici I 2,4 X 1C I I ~ 2{4 X 10 ~ -800cm3 par montant, soit: l -1600 cm3pour l'ensemble v - 3 ~ v des deux montants soit quatre fois le moment d'inertie précédent. L'ensemble échelle ainsi constitué est beaucoup plus rigide et accroît très sensiblement la sécurité des personnes en limitant voire supprimant l'essentiel des oscillations provoquées par le déplacement des personnes sur l'échelle. En outre, l'on peut également ainsi prévoir des échelles à structure (montants) plus légère, ce qui est économique et pratique, tout en ayant une rigidité satisfaisante. Grâce à l'invention, des échelles mixtes plastique/métal, ou même tout plastique peuvent alors être envisagées avec une raideur suffisante. L'entretoise ou les entretoises peu(ven)t être équipée(s) d'élément(s) de guidage, (poulie(s) à gorge, pignons, etc.) afin de guider le câble, cordage ou chaîne avec le minimum de frottements. La ou les entretoise(s) peu(ven)t être orientée(s) du côté de circulation de l'utilisateur sur l'échelle (dans ce cas le câble, cordage ou chaîne constitue alors en outre une sorte de rembarde qui peut accroître la sécurité de la personne) et l'échelle présente alors pour l'utilisateur une forme générale légèrement concave ; ou bien, l'entretoise ou les entretoises peu(ven)t être orientée(s) du côté opposé à la circulation de l'utilisateur sur l'échelle, l'échelle présente alors pour l'utilisateur une forme générale légèrement convexe qui peut présenter l'avantage d'avoir moins de pente en partie haute. Une languette rigide peut être montée au sommet de la (ou des) entretoise(s) afin d'éviter que le câble, cordage ou chaîne ne "saute" de l'élément de guidage prévu sur la (ou les) entretoise(s). De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférée du dispositif d'échelle qu'elle concerne. Figure 1 est une vue de face d'un échelle simple classique, Figure 2 est une vue de profil de la même échelle, Figure 3 est une vue de profil de l'échelle représentée en Fig. 1 et 2, mais équipée ici d'un dispositif selon l'invention, Figure 4 est une vue de profil d'une échelle double déployée équipée d'un dispositif selon l'invention, mais non sous tension, Figure 5 est une coupe / selon une vue de face de l'échelle double représentée en Fig. 4/d' un dispositif d'enroulement selon l'invention. La figure 1 représente une échelle simple classique constituée principalement de deux montants longitudinaux rigides (1) et (2) et d'un ensemble de barreaux transversaux rigides (3i). La figure 2 représente la même échelle qu'en fig. 1, mais vue de profil et faisant ainsi apparaître les extrémités circulaires des barreaux transversaux (3i). La figure 3 représente la même échelle qu'en fig.l et 2, mais équipée d'un dispositif selon l'invention comportant ici, et à l'extérieur de chacun des montants (1) et (2), un câble du type (4) dont une extrémité est accrochée au montant extérieur (2) à la hauteur du dernier barreau (3n) et dont l'autre extrémité est enroulée sur un tambour d'enroulement (6) manoeuvré par la manivelle (7). Ledit câble (4) passe dans la gorge d'une entretoise rigide (5) fixée fermement par soudure, rivetage ou vissage sur l'extérieur du montant (2) au niveau des barreaux (3j) et (3k). La figure 3 représente l'ensemble ainsi constitué après que le câble (4) ait été tendu au moyen du tambour (6) actionné par la manivelle (7), ce qui a eu pour effet de faire fléchir les montants tels que (2) et de mettre lesdits montants en précontrainte de flexion (de manière analogue à ce qui est fait pour certains ponts ou ouvrages d'art), rendant ainsi l'ensemble particulièrement rigide. La figure 4 représente une echelle double maintenue déployée au moyen des éléments habituels : crochet (9) et pattes de guidage et de maintien (8) comportant en outre un dispositif selon l'invention. Ce dispositif comprend ici, et de chaque côté et à l'extérieur des montants longitudinaux de cette échelle double, un câble du type (4) dont une extrémité est accrochée au montant extérieur (2b), ici au niveau du dernier barreau (3z), et dont l'autre extrémité est enroulée sur un tambour d'enroulement du type (6) susceptible d'être manoeuvré par la manivelle (7). Ledit câble (4) passe dans la gorge d'une poulie à gorge (10) articulée au sommet d'une entretoise rigide (5a) fixée fermement par soudure, rivetage ou vissage sur l'extérieur du montant (2a) au niveau des barreaux (31) et (3m). L'enroulement du câble (4) autour du tambour (6) provoque la flexion de l'échelle double par précontrainte et accroît ainsi la rigidité de l'ensemble. La figure 5 représente en coupe le dispositif de tambour d'enroulement qui était vu de profil sur la figure 4. L'on voit les deux tambours (6) et (11), ici extérieurs aux montants (la) et (2a), montés soudés sur un axe traversant (12), axe sur lequel est également soudée la manivelle (7), et axe passant au travers du barreau fixe tubulaire (3a). Un jeu radial pouvant être de quelques dixièmes de millimètres à quelques millimètres entre l'axe (12) et le tube (3a) permet à l'axe (12) et donc aux tambours (6) et (11) de tourner. Une roue à rochets (14) est solidaire du tambour (6), et le cliquet (13), articulé sur le montant (2a), joue le rôle d'anti-retour pour l'ensemble des tambours (6) et (11). REVENDICATIONS 1- Dispositif d'échelle simple ou multiple à rigidité améliorée caractérisé en ce qu'il comporte, outre l'échelle proprement dite, au moins un élément de traction, du type câble, cordage ou chaîne, fixé d'une part à une extrémité de l'échelle simple ou déployée (si multiple) et d'autre part sur (ou dans) au moins un dispositif de traction du type tambour, pignon ou mâchoires prévu à l'autre extrémité de l'échelle, le dispositif de traction permettant, lorsqu'il a été mis en action, de précontraindre l'échelle (simple ou déployée) en flexion afin notamment d'accroître le moment d'inertie de l'ensemble ainsi constitué, donc d'accroître la rigidité de l'ensemble, et de réduire en conséquence l'amplitude des oscillations dangereuses que l'on peut constater sur une échelle classique lorsqu'elle est gravie ou descendue par une personne. 2- Dispositif d'échelle simple ou multiple à rigidité améliorée selon revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte au moins une entretoise rigide transversale par rapport aux montants de l'échelle, entretoise permettant de tenir localement l'élément de traction (câble, cordage ou chaîne) à une certaine distance (supérieure à quelques centimètres) desdits montants afin notamment de faciliter la précontrainte de l'échelle en flexion. 3- Dispositif d'échelle simple ou multiple à rigidité améliorée selon revendications 1 et 2 caractérisé en ce qu'il comporte au moins un élément de guidage au sommet d'au moins une entretoise transversale. 4- Dispositif d'échelle simple ou multiple à rigidité améliorée selon revendications 2 ou 3 caractérisé en ce qu'une languette rigide est prévue au sommet de la (ou des) entretoise(s)afin d'éviter que l'élément de traction ne "saute" ou n'échappe de l'élément de guidage prévu au sommet de la (ou des) entretoise(s).