Brevet FR2761971A1 — publié le 19981016

La présente invention concerne une grue à tour à montage automatisé à flèche pliable, constituée de plusieurs éléments de flèche articulés les uns aux autres. Dans le cadre de la présente description, le "montage" de 5 la grue signifie son dépliage ou déploiement, de sa position repliée de transport à sa position de travail, l'opération inverse de passage de la position de travail à la position de transport étant le repliage. L'invention est plus particulièrement relative à un dispositif d'articulation de la flèche, intercalé entre deux éléments de cette flèche en vue de son repliage latéral pour son transport sur route. L'invention s'applique ainsi aux grues à tour à montage automatisé qui doivent être repliées pour leur transport sur route, d'un chantier a un autre ou d'un emplacement à un autre, dans les meilleures conditions possibles de rapidité, de sécurité et d'encombrement. Dans ce contexte, l'invention s'intéresse plus particulièrement à une grue à tour équipée d'une flèche pliable composée d'au moins trois éléments de flèche, pouvant être de longueurs différentes, voire de section différentes les uns des autres, le repliage de la flèche s'effectuant dans le plan vertical, selon un principe de pliage "en accordéon" ou "en spirale", et une partie de la flèche repliée prenant place sur le côté du mât de la grue, en vue d'un stockage et d'un transport de la grue dans un encombrement minimum. De nombreuses solutions techniques ont été déjà proposées, pour la réalisation de flèches pliables de grues, en plusieurs éléments. Un type de solution connue, auquel se rattache la présente invention, consiste à prévoir entre deux éléments de flèche principaux consécutifs, notamment entre le premier élément dit "pied de flèche" et l'élément de flèche suivant, un court élément intermédiaire, réalisant une liaison articulée entre les deux éléments principaux considérés. Un tel élément intermédiaire de pliage de flèche est décrit, par exemple, dans le brevet français 2.368.430 et la demande de brevet européen 0.733.584. Considérant plus particulièrement le brevet français 2.368.430, ce document montre une flèche de grue en trois éléments, repliable en accordéon dans le plan vertical, et repliable aussi dans le plan horizontal pour le transport. Un élément intermédiaire relie le pied de flèche avec l'élément de flèche suivant, soit le deuxième élément de flèche. L'élément intermédiaire, constituant un tronçon de pliage de la flèche, est formé de deux trièdres. Un trièdre arrière est relié à sa base de façon articulée au pied de flèche, au niveau des membrures inférieures, par deux axes opposés. Ce trièdre arrière est aussi relié au niveau de son sommet, par l'intermédiaire d'un tirant, à un poinçon intermédiaire. Un trièdre avant est relié à sa base de façon articulée au deuxième élément de flèche, au niveau des membrures, par deux axes opposés. Ce trièdre avant est aussi relié au niveau de son sommet, par l'intermédiaire d'un tirant, au deuxième élément de flèche. Les deux trièdres sont reliés entre eux par une charnière, située dans le plan médian vertical de la flèche, au niveau d'une arête oblique de chaque trièdre. Deux barres amovibles solidarisent les membrures inférieures des deux éléments de flèche, en position de travail, pour assurer la continuité du chemin de roulement du chariot de la flèche. Ce dispositif connu ne permet pas le dépliage/repliage dans le plan vertical d'une flèche en trois éléments, repliée sur elle-même. De plus, ce dispositif ne permet pas le repliage d'une flèche dans le plan horizontal, sur un angle de 180 , du fait que la charnière est située dans le plan médian des éléments de flèche. Par ailleurs, la nécessité de mise en place et de retrait des deux barres amovibles constitue une complication. La présente invention vise à éliminer ces inconvénients, en fournissant une grue à montage automatisé à flèche pliable, avec un élément intermédiaire de pliage conçu pour permettre le dépliage/repliage de la flèche dans le plan vertical, et aussi pour permettre le dépliage/repliage de la partie avant de la flèche dans le plan horizontal, tout en offrant un solution pour le stockage du chariot. A cet effet, l'invention a pour objet une grue du genre considéré, dans laquelle l'élément intermédiaire de pliage de la flèche, reliant le pied de flèche avec le deuxième élément de flèche, est essentiellement composé: - d'une partie arrière, de forme pyramidale à base rectangulaire, articulée avec le pied de flèche, au niveau des membrures inférieures, suivant un axe horizontal transversal, et reliée à son sommet, par un vérin, à la membrure supérieure du pied de flèche, - d'une partie avant, de forme pyramidale à base rectangulaire, articulée avec le deuxième élément de flèche, au niveau des membrures inférieures, suivant un axe horizontal transversal, est reliée à son sommet, par un vérin, à la membrure supérieure du deuxième élément de flèche, - d'une charnière reliant la partie arrière de l'élément intermédiaire de pliage de la flèche à la partie avant de cet élément intermédiaire, la charnière étant déportée latéralement pour déterminer un axe d'articulation vertical, situé sur l'un des côtés de l'élément intermédiaire de pliage, et - de moyens de liaison non permanente, prévus pour solidariser la partie arrière de l'élément intermédiaire de pliage de la flèche avec la partie avant de cet élément intermédiaire, en position de travail de la grue. Le déport latéral de la charnière, reliant de façon articulée les deux parties de l'élément intermédiaire de pliage de la flèche, autorise le pivotement de la partie avant, relativement à la partie arrière, sur un angle de 180 . Cette charnière est avantageusement réalisable en deux parties, soit une partie de charnière inférieure située à faible hauteur au- dessus des bases rectangulaires des parties arrière et avant de forme pyramidale, et une partie de charnière supérieure, située sensiblement au niveau des sommets desdites parties arrière et avant de forme pyramidale. Quant aux moyens de liaison non permanents entre les parties arrière et avant de l'élément intermédiaire de pliage de la flèche, ceux-ci sont réalisables par des chapes et tenons, placés en correspondance au niveau des bases rectangulaires et des sommets des deux parties précitées, et par des axes amovibles prévus pour lier chaque chape avec le tenon correspondant. Grâce à ces moyens, on obtient en position alignée de travail une liaison rigide entre le pied de flèche et le deuxième élément de flèche, les membrures inférieures des parties arrière et avant de l'élément intermédiaire assurant la continuité du chemin de roulement du chariot de la flèche. De plus, en position repliée de transport, le chariot de la flèche peut prendre place sur les membrures inférieures de l'une des deux parties de l'élément intermédiaire de pliage, notamment sur la partie arrière de cet élément intermédiaire. Dans l'ensemble, l'agencement objet de l'invention permet de répondre aux contraintes du gabarit routier ou même à un gabarit inférieur, en stockant les deuxième et troisième éléments de flèche sur le côté du colis, dans un plan parallèle à celui contenant le mât de la grue et le pied de flèche, tandis que le chariot de la flèche est stocké à l'arrière de la grue repliée. De plus, la configuration proposée permet de réaliser l'opération de repliage/dépliage de la flèche dans le plan horizontal, 5 c'est-à-dire le mouvement de pivotement sur 180 permis par la charnière d'axe vertical, au niveau du sol ou du moins à hauteur d'homme, de façon manuelle et sans effort particulier. Enfin, la solution selon l'invention supprime toutes contraintes dimensionnelles en ce qui concerne la hauteur de construction des éléments de flèche, contrairement à la configuration particulière décrite dans la demande de brevet européen précitée 0.733.584. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples, deux formes d'exécution de cette grue à montage automatisé avec flèche pliable: Figure i est une vue de côté d'une grue conforme à l'invention, à flèche pliable "en spirale", représentée en position de travail; Figure 2 est une vue de côté de la grue de figure 1, en position de transport; Figure 3 est une vue par l'arrière de cette grue en position de transport; Figure 4 est une vue de côté de la flèche seule de cette grue, repliée dans le plan vertical mais dépliée dans le plan horizontal; Figure 5 est une vue en perspective de l'élément intermédiaire de pliage de flèche, en position "repliée"; Figure 6 est une vue en perspective de l'élément intermédiaire de pliage de flèche, en position "dépliée"; Figure 7 est une vue de côté d'une autre grue conforme à l'invention, à flèche pliable "en accordéon", représentée en position de travail; Figure 8 est une vue de côté de la grue de figure 7, en position de transport; Figure 9 est une vue par l'arrière de cette grue en position de transport; Figure 10 est une vue de côté de la flèche seule de cette grue, repliée dans le plan vertical mais dépliée dans le plan horizontal. La grue à tour, montrée très schématiquement sur la figure 1, comprend de façon connue un châssis de base 1 sur lequel est monté un châssis tournant 2, orientable autour d'un axe vertical 3. Le châssis tournant 2 porte, à l'arrière, un contrepoids 4 et, à l'avant, un mât télescopique 5. Cette grue est pourvue d'une flèche distributrice 6, dépliable et repliable, réalisée en trois éléments principaux successifs, de relativement grande longueur, désignés respectivement comme pied de flèche 7, deuxième élément de flèche 8 et pointe de flèche 9. Deux éléments intermédiaires de pliage de flèche 10 et 11, de relativement faible longueur, s'intercalent ici respectivement entre les deux éléments de flèche principaux 7 et 8, et entre les deux éléments de flèche principaux 8 et 9. En position de travail, le mat 5 est redressé en position verticale, et tous les éléments de flèche 7 à 11 sont alignés en position horizontale. Un chariot de flèche 12 est déplaçable sur le longueur de la flèche 6. La grue comprend encore un dispositif arrière de retenue 13, reliant la flèche 6 au châssis tournant 2, ainsi qu'un dispositif de relevage du mât. Grâce à l'articulation de pied de flèche 7 autour d'un axe horizontal 14 au sommet du mât 5, et aux deux éléments intermédiaires 10 et 11, la flèche 6 est repliable sur elle-même "en spirale", et aussi pliable contre le mât 5, en vue du transport de la grue, comme le montrent les figures 2 et 3. Dans l'exemple ici considéré, la structure du second élément intermédiaire de pliage de flèche 11, intercalé entre le deuxième élément de flèche 8 et la pointe de flèche 9, peut être analogue à celle décrite dans la demande de brevet européen 0733584 au nom du Demandeur. La structure du premier élément intermédiaire de pliage de flèche 10, faisant plus particulièrement l'objet de l'invention, est représentée en détail aux figures 5 et 6. Cet élément intermédiaire 10 est lui-même composé de deux parties, soit une partie arrière 15 et une partie avant 16, qui présentent l'une et l'autre une forme générale de pyramide à base rectangulaire. La partie arrière 15 de l'élément intermédiaire 10 présente deux membrures inférieures parallèles 17, réunies à leurs extrémités par des traverses 18, ce qui définit sa base rectangulaire. Les extrémités postérieures des deux membrures inférieures 17 sont prolongées par des tenons15 respectifs 19, par lesquels la partie arrière 15 est articulée, suivant un axe horizontal transversal 20, à l'extrémité avant du pied de flèche 7 au niveau des membrures inférieures 21 de ce dernier. A partir des quatre angles de la base rectangulaire de la partie arrière 15 s'étendent, vers la haut, quatre barres obliques convergentes 22 réunies entre elles par une pièce supérieure 23, laquelle est reliée par un vérin 24 à la membrure supérieure 25 du pied de flèche 7. D'une manière sensiblement identique, la partie avant 16 de l'élément intermédiaire 10 présente deux membrures inférieures parallèles 26, réunies à leurs extrémités par des traverses 27 et aussi par une diagonale 28, ce qui définit sa base rectangulaire. Les extrémités antérieures des deux membrures inférieures 26 sont prolongées par des tenons respectifs 29, par lesquels la partie avant 16 est articulée, suivant un axe horizontal transversal 30, à l'extrémité arrière du deuxième élément de flèche 8 au niveau des membrures inférieures 31 de cet élément 8. A partir des quatre angles de la base rectangulaire de la partie avant 16 s'étendent, vers le haut, quatre barres obliques convergentes 32 réunies entres elles par une pièce supérieure allongée 33, également soutenue à l'arrière par deux autres barres obliques 34. La pièce supérieure 33 est reliée par un vérin 35 à la membrure supérieure 36 du deuxième élément de flèche 8. Les parties arrière 15 et avant 16 de l'élément intermédiaire 10 sont articulés l'une à l'autre, suivant un axe vertical 37 situé sur un côté de cet élément intermédiaire 1. Il est prévu, à cet effet, une charnière 38 reliant un montant latéral avant 39 de la partie arrière 15 à un montant latéral arrière 40 de la partie avant 16. La charnière 38 se compose elle-même: -d'une partie de charnière inférieure, située à faible hauteur au-dessus des bases rectangulaires des parties arrière 15 et avant 16, et formée par l'association d'une chape 41 solidaire du montant latéral 39 et d'un tenon 42 solidaire du montant ; - d'une partie de charnière supérieure, formée par l'association d'une autre chape 43 portée par le sommet du montant latéral 39, et d'un tenon 44 porté par le sommet du montant latéral 40. Grâce à la charnière 38, les deux parties 15 et 16 de l'élément intermédiaire 10 peuvent pivoter l'une par rapport à l'autre, autour de l'axe vertical 37, suivant un angle de 180 entre une position dite "repliée" (figure 5) dans laquelle ces deux parties 15 et 16 sont disposées côte à côté, et une position dite "dépliée" (figure 6) dans laquelle ces deux parties 15 et 16 sont placées l'une dans le prolongement de l'autre. Pour solidariser les parties arrière 15 et avant 16 de l'élément intermédiaire 10 dans la position "fermée" précédemment définie, il est encore prévu: - à la base et à l'avant de la partie arrière 15, sur la traverse 18, des trous 15 et, sur la pièce supérieure 23 de cette partie arrière 15, une chape 46; - à la base et à l'arrière de la partie avant 16, sur la traverse 27, deux chapes 47 dont les positions correspondent aux trous 45 et, sur la pièce supérieure 33 de cette partie avant 16, un tenon perforé 48 en correspondance avec la chape supérieure 46; - des axes de liaison amovibles 49 et 50, qui permettent de solidariser les deux chapes inférieures 47 avec la traverse 18 faisant office de tenon au niveau des trous 45, ainsi que la chape supérieure 46 avec le tenon 48. En position de transport sur route de la grue, comme représenté en traits continus sur les figures 2 et 3, le mât télescopique 5 est rétracté et abaissé à l'horizontale, le pied de flèche 7 est rabattu au- dessus du mât 5 et repose sur des appuis (non représentés) disposés le long du mât. Le deuxième élément de flèche 8 et la pointe de flèche 9 sont disposés, l'un au-dessus de l'autre, sur un côté de l'ensemble formé par le mât 5 et par le pied de flèche 7. Ce repliage latéral d'une partie25 de la flèche 6 est permis par la structure du premier élément intermédiaire de pliage de flèche 10, amené en position "repliée" (telle que précédemment définie) de manière à placer l'ensemble, formé par le deuxième élément de flèche 8 et la pointe de flèche 9, sur un côté du pied de flèche 7. Un axe de liaison (non représenté) solidarise les deux éléments de flèche 8 et 9 avec le mat 5. On notera aussi que, dans la position repliée de transport, le chariot de flèche 12 est stocké sur la partie arrière de l'élément intermédiaire de pliage de flèche 10. La grue ainsi repliée occupe un encombrement minimum et peut être tractée sur route, par un véhicule 51, à la manière d'une remorque ou d'une semi-remorque, le véhicule tracteur 51 étant attelé à l'extrémité opposée à celle o se trouve stocké le chariot de flèche 12. Le dépliage de la flèche 6, à partir de la position de transport, s'effectue comme suit: Après avoir mis la grue à poste et relevé l'ensemble constitué du mât 5 et de la flèche 6, on désolidarise du mât 5 les deux éléments de flèche 8 et 9, en enlevant l'axe de liaison. Puis on "déplie" la flèche 6, c'est-à-dire que l'on fait pivoter sur 180 , autour de l'axe vertical 37 de la charnière 38, l'ensemble constitué par le deuxième élément de flèche 8 et par la pointe de flèche 9, ainsi que par la partie avant 16 de l'élément intermédiaire 10, pour l'amener dans le même plan vertical que le restant de la flèche 6, c'est- à-dire le pied de flèche 7 et la partie arrière 15 de l'élément intermédiaire 10 (voir figure 4). Une fois atteinte cette position, on solidarise les parties arrière 15 et avant 16 de l'élément intermédiaire 10, amenées en alignement, en introduisant les axes de liaison 49 et 50 dans les chapes 47 et 46. Le chariot de flèche 12 est aussi déverrouillé de la partie arrière 15 de l'élément intermédiaire 10. Toutes ces opérations sont aisément effectuées manuellement, depuis le sol, compte tenu de la position basse alors occupée par l'élément intermédiaire 10. Il peut ensuite être procédé au déploiement de la flèche 6 dans son plan vertical, jusqu'à sa position de travail alignée et horizontale, ceci notamment en actionnant les deux vérins 25 et 35 pour aligner l'élément intermédiaire 10 avec le pied de flèche 7 et avec le deuxième élément de flèche 8. Il va de soi que le repliage de la flèche 6 s'effectue selon un processus inverse, qui comprend en particulier: - la désolidarisation des parties arrière 15 et avant 16 de l'élément intermédiaire de pliage de flèche 10; - puis le repliage de cet élément intermédiaire 10, ramenant sa partie avant 16 sur le côté de sa partie arrière 15. Comme montré par le tracé en traits mixtes des figures 2 et 3, la grue peut aussi être transportée sur un chantier, d'un point à un autre, avec sa flèche 6 non repliée latéralement, le deuxième élément de flèche 8 et la pointe de flèche 9 surmontant alors l'ensemble constitué par le mât 5 et le pied de flèche 7. Dans cette position, les parties arrière 15 et avant 16 de l'élément intermédiaire 10 restent solidarisées. Dans l'exemple décrit jusqu'ici en référence aux figures i & 6, il s'agit d'une flèche repliable sur elle- même "en spirale", la pointe de flèche 9 prenant place entre le pied de flèche 7 et le deuxième élément de flèche 8 comme le montrent notamment les figures 2 et 4. Les figures 7 à 10 représentent, en correspondance avec les figures 1 à 4, une grue à flèche 6 pliable "en accordéon", dans laquelle un élément intermédiaire de pliage de flèche 10 s'intercale encore entre le pied de flèche 7 et le deuxième élément de flèche 8, tandis que le second élément intermédiaire de pliage de flèche est supprimé, la pointe de flèche 9 étant directement articulée au deuxième élément de flèche 8 au niveau des membrures inférieures, suivant un axe horizontal 52. Ainsi, l'élément intermédiaire 10 est ici plus court, notamment dans sa partie avant 16, mais pour l'essentiel sa structure est identique à la description donnée précédemment. Grâce à sa charnière, cet élément intermédiaire 10 permet toujours de placer, en position de transport (tracé en traits continus des figures 8 et 9), le deuxième élément de flèche 8 et la pointe de flèche 9 sur un côté du mât 5 et du pied de flèche 7. Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de cette grue à montage automatisé avec flèche pliable qui ont été décrites ci- dessus, à titre d'exemples; 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 les détails de structure de deux parties 15 et 16 de l'élément intermédiaire de pliage de flèche 10, ainsi que de la charnière 38 reliant ces deux parties 15 et 16; - en adaptant le même dispositif à une grue dont la flèche serait composée de plus de trois éléments, notamment une flèche en quatre éléments, que celle-ci soit pliable "en spirale" ou en "accordéon". REVENDICATIONS i - Grue à tour à montage automatisé, avec une flèche pliable (6) composée d'au moins trois éléments de flèche (7,8,9), un élément intermédiaire (10) de pliage de la flèche reliant le pied de flèche (7) avec le deuxième élément de flèche (8), et une partie (8,9) de la flèche repliée prenant place sur le côté du mât (5) de la grue, en position de transport, caractérisé en ce que l'élément intermédiaire (10) de pliage de la flèche est essentiellement composé: - d'une partie arrière (15), de forme pyramidale à base rectangulaire, articulée avec le pied de flèche (7), au niveau des membrures inférieures (17,21), suivant un axe horizontal transversal (20), et reliée à son sommet (23), par un vérin (24), à la membrure supérieure (25) du pied de flèche (7), - d'une partie avant (16), de forme pyramidale à base rectangulaire, articulée avec le deuxième élément de flèche (8), au niveau des membrures inférieures (26,31), suivant un axe horizontal transversal (30), et relié à son sommet (33), par un vérin (35), à la membrure supérieure (36) du deuxième élément de flèche (8), - d'une charnière (38) reliant la partie arrière (15) de l'élément intermédiaire (10) de pliage de la flèche à la partie avant (16) de cet élément intermédiaire (10), la charnière (38) étant déportée latéralement pour déterminer un axe d'articulation vertical (37), situé sur l'un des côtés de l'élément intermédiaire (10) de pliage, et - de moyens (45 à 50) de liaison non permanente, prévus pour solidariser la partie arrière (15) de l'élément intermédiaire (10) de pliage de la flèche avec la partie avant (16) de cet élément intermédiaire (10), en position de travail de la grue. 2 - Grue selon la revendication 1, caractérisée en ce que la charnière (38), reliant de façon articulée les deux parties (15,16) de l'élément intermédiaire (10) de pliage de la flèche, est réalisée en deux parties, soit une partie de charnière inférieure (41,42) située à faible hauteur au-dessus des bases rectangulaires des parties arrière (15) et avant (16) de forme pyramidale, et une partie de charnière supérieure (43,44), située sensiblement au niveau des sommets (23,33) desdites parties arrière (15) et avant (16) de forme pyramidale. 3 - Grue selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens de liaison non permanente entre les parties arrière (15) et avant (16) de l'élément intermédiaire (10) de pliage de la flèche sont réalisés par des chapes (46,47) et tenons (18,48), placés en correspondance au niveau des bases rectangulaires et des sommets (23,33) des deux parties (15,16) précitées, et par des axes amovibles (49,50) prévus pour lier chaque chape (46,47) avec le tenon (18,48) correspondant. 4 - Grue selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les membrures inférieures (17) de l'une des deux parties (15,16) de l'élément intermédiaire de pliage (10), notamment de la partie arrière (15) de cet élément intermédiaire (10), sont prévues pour le stockage du chariot (12) de la flèche (6), en position repliée de transport.