Brevet FR2788263A1 — publié le 20000713

DISPOSITIF POUR LA MANUTENTION DE CHARGES SUSPENDUES L'invention concerne un dispositif destiné à assurer la manutention de charges suspendues. Elle concerne donc notamment mais non exclusivement le domaine des ponts 5 roulants. Parmi les nombreux systèmes existants, deux types de systèmes de manutention à charges suspendues sont connus. Tout d'abord, les systèmes pendulaires, dans lesquels la charge est suspendue à l'extrémité d'un ou de plusieurs câbles susceptibles d'être enroulés sur un tambour motorisé. Si ce système remplit de manière satisfaisante sa fonction pour un grand nombre d'applications, en revanche, il s'avère rédhibitoire dès lors que d'une part, on souhaite fonctionner à des vitesses élevées de transfert de la charge, quand bien même il15 est possible d'aboutir à une certaine stabilisation de l'effet pendulaire en translatant la charge en position haute, et que d'autre part, il n'est pas possible avec un tel système de conserver l'indexation dans le plan perpendiculaire au câble, c'est à dire susceptible d'empêcher la rotation de la charge dans le plan horizontal. D'autres systèmes existent, mettant en oeuvre un mât rigide, par exemple télescopique. Si certes, dans un tel dispositif, il devient alors possible de conserver l'indexation de la charge dans le plan perpendiculaire au mât, en revanche, on observe qu'avec de tels systèmes, les défauts d'aplomb ou d'inclinaison, inhérents au génie civil ou aux déformations des poutres constitutives du pont roulant sont amplifiés, se traduisant de fait par un relatif éloignement de la charge par rapport à son lieu normal de dépôt ou de préhension. Compte tenu en outre des consignes quelques fois très strictes imposées au déplacement du pont, une telle amplification du défaut rend ledit pont inutilisable. L'objet de l'invention est de proposer un dispositif de manutention de charges suspendues, permettant tout à la fois d'associer la rapidité du transfert de la charge et, également la conservation de l'indexation en rotation dans le plan perpendiculaire à l'axe de sustentation de la charge, susceptible en outre de répondre à des contraintes de temps de cycle. 2 Pour ce faire, le dispositif conforme à l'invention comprend * un mât télescopique s'étendant à partir d'un chariot déplaçable dans un plan sensiblement horizontal; * et un grappin de préhension de la charge à déplacer, positionné sous l'extrémité inférieure du mât télescopique, et suspendu au moyen de câbles enroulés sur des tambours, mus en rotation. Ce dispositif se caractérise en ce qu'entre l'extrémité inférieure du mât télescopique et le grappin est interposée une pièce intermédiaire, au niveau de laquelle coopèrent des rotules issues respectivement de l'extrémité inférieure du mât et du grappin, et destinées à limiter sinon annuler toute rotation du grappin dans un plan perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire à l'axe de révolution du mât. En d'autres termes, le dispositif conforme à l'invention permet d'assurer toute à la fois l'annulation du ballant en phase d'approche de l'axe de préhension ou de dépôt des charges à manutentionner, et d'autre part, la libération du grappin pendant ces mêmes phases, moyennant une certaine tolérance de déplacement en translation desdites charges selon deux axes horizontaux, sensiblement perpendiculaires entre eux. Il permet surtout de maintenir l'indexage en rotation autour de l'axe vertical, et notamment de l'axe du grappin par rapport au référentiel constitué par le pont roulant au niveau duquel est destiné à être mis en place le dispositif conforme à l'invention. Selon l'invention, la pièce intermédiaire se présente sous la forme d'une croix horizontale, dont les branches présentent entre elles un angle de 90 , chacune des branches de la croix étant munie d'une lumière linéaire traversante, destinée à coopérer avec les rotules issues respectivement de l'extrémité inférieure du mât et du grappin. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le mât et le grappin sont munis de vérins, destinés à coopérer avec la pièce intermédiaire, et dont la fonction est de permettre le verrouillage de la pièce intermédiaire, donc du grappin, notamment pendant les phases de transfert de la charge. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit donné à titre indicatif et non limitatif à l'appui des figures annexées. 3 La figure 1 est une représentation schématique latérale du dispositif conforme à l'invention. La figure 2 est une représentation schématique en perspective du dispositif conforme à l'invention. 5 La figure 3 est une représentation schématique en section d'une zone de détail de la figure 2, et notamment de la zone d'interaction de l'extrémité inférieure du mât et du grappin avec la pièce intermédiaire. On a représenté sur la figure 1 une vue générale très schématique d'une partie de l'installation de chargement et de déchargement de charges suspendues conforme à l'invention. Cette installation comporte fondamentalement un pont roulant (1), susceptible de se déplacer sur des rails (2) solidarisés à une structure porteuse (3). De manière connue, sur ce pont roulant est susceptible de se déplacer, selon une direction généralement perpendiculaire à la direction de déplacement du pont (1), un chariot mobile (4) supportant un mât de chargement (5). Dans l'invention, ce mât (5) est télescopique, et on a représenté quatre éléments respectivement un élément fixe (6) et trois éléments coaxiaux (7) (8) et (9), susceptibles de coulisser l'un à l'intérieur du précédent. Selon l'invention, l'extrémité inférieure (10) du mât télescopique (5) est suspendue par des câbles (11), venant s'enrouler sur des tambours (12) motorisés. De la sorte, et ainsi qu'il sera montré ultérieurement, cette caractéristique technique, outre qu'elle permet d'assurer le synchronisme dans la remontée dudit mât et du grappin (13) qui lui est associé, permet également d'éviter que la masse du mât repose sur le grappin. Ce grappin (13), positionné au voisinage de l'extrémité inférieure (10) dudit mât, ne sera pas décrit en détail dans le cadre de la présente description. Il est simplement à noter qu'il est adapté en fonction du type de charges à soulever et manutentionner. Il convient néanmoins de préciser que le grappin (13) est suspendu par des câbles (14), quatre dans l'exemple décrit, enroulés sur les mêmes tambours (12) que ceux supportant les cables (Il 1) de sustentation de l'extrémité inférieure du mât (5). On conçoit dès lors que la montée ou la descente du mât (5) et du grappin (13) s'effectue en synchronisme, compte-tenu de l'enroulement des câbles respectifs sur les mêmes tambours. Selon une caractéristique fondamentale de l'invention, on interpose entre l'extrémité inférieure (10) du mât et la face supérieure du grappin (13) une pièce intermédiaire (16), destinée d'une part, à permettre un déplacement relatif dudit grappin par rapport à l'extrémité inférieure du mât, et d'autre part, à assurer la conservation de l'indexation de la rotation dudit grappin par rapport notamment à l'axe OZ représenté sur la figure 2, c'est à dire typiquement l'axe vertical, les axes OX et OY, également représentés, définissant au sein de cette figure le plan horizontal. Cette pièce intermédiaire (16) est typiquement constituée d'une croix rigide constituée de deux branches perpendiculaires (18) et (20). Chacune des branches, ainsi qu'on peut bien l'observer sur la figure 2, est percée d'une lumière linéaire traversante, respectivement (19) et (21). Ces lumières sont destinées à coopérer avec des rotules (22, 24) ménagées respectivement au niveau de l'extrémité inférieure du mât (10) et sur le grappin (13). Plus précisément, dans l'exemple décrit, les lumières traversantes (21) des branches (20) coopèrent avec les rotules (24) ménagées sur l'extrémité de la face supérieure du grappin (13), alors que les lumières (19) des branches (18) coopèrent avec des rotules (22) ménagées à l'extrémité inférieure (10) du mât. Pour être encore plus précis, on fixe à l'extrémité inférieure (10) du mât (5) une plaque (15) par boulonnage, la face inférieure de la plaque portant lesdites rotules (22). On a représenté sur la figure 3, une vue schématique de la coopération entre les rotules et l'élément intermédiaire. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, ces rotules comportent un axe respectivement (22) et (24), et une tête sphérique (23) respectivement (25), sensiblement ajustée à la largeur de la lumière avec laquelle elle est destinée à coopérer. En d'autres termes, selon l'axe OY, le grappin, lorsqu'il est en position déverrouillée, peut effectuer une course limitée à la longueur de coopération entre la tête sphérique de la rotule et la longueur de la fente, donc de la lumière traversante, correspondant à la longueur de ces lumières. Il en est de même pour l'axe OX. En effet, les rotules d'un même organe (extrémité inférieure du mât ou grappin) ne coopèrent qu'avec les lumières orientées selon une même direction. Il n'y a donc pas antagonisme entre les coopérations des deux jeux de rotules et de lumières. Dans l'exemple décrit, ce déplacement relatif est voisin de 100 mm. Par ailleurs, et compte-tenu du caractère sphérique de la tête desdites rotules, la pièce intermédiaire permet également une légère rotation du grappin, par exemple de l'ordre de 3 dans l'exemple décrit, respectivement par rapport aux axes correspondant aux deux branches (18, 20) de la pièce intermédiaire (16). Nonobstant l'ajustement relativement étroit de la tête des rotules au sein des lumières correspondantes, cette rotation est néanmoins rendue possible, en prenant soin de choisir un diamètre de tête bien supérieur au diamètre de l'axe (22, 24) qui les solidarise15 respectivement à l'extrémité inférieure (10) du mât (5) et à la face supérieure du grappin (13). Selon une autre caractéristique de l'invention, il es possible de procéder au verrouillage du grappin (13), c'est à dire à la non possibilité de celui-ci d'effectuer les déplacements relatifs respectivement en translation selon les axes OX et OY, ou en rotation par rapport à ces mêmes axes, mentionnés précédemment. Pour ce faire, on munit d'une part, le grappin (13) et d'autre part, l'extrémité inférieure (10) du mât télescopique (5), de vérins, respectivement (26) et (27), plus précisément de deux jeux de deux vérins, montés en opposition, et destinés à coopérer avec la pièce intermédiaire (16). En fait, lorsque l'ensemble est monté, c'est à dire lorsque le grappin est monté en position définitive au niveau de l'extrémité inférieure du mât, les quatre vérins et la pièce intermédiaire (16) sont sensiblement situés dans le même plan, l'extrémité active du piston de chaque vérin venant coopérer avec la branche de la croix (16) qui lui fait face, interdisant de la sorte toute translation de la branche, et partant du grappin au niveau desdites lumières traversantes, compte-tenu en outre du caractère indéformable de la pièce intermédiaire (16). Ainsi, la coopération des vérins (26) avec les branches (20) de la croix (16) et corollairement la coopération des rotules (24) avec les lumières (21) interdisent le déplacement relatif du grappin selon l'axe OX. Parallèlement, la coopération des vérins (27) avec les branches (18) et la coopération des rotules (22) avec les lumières (19) interdisent le déplacement relatif du grappin selon l'axe OY. Il devient ainsi possible de verrouiller le grappin, et partant la charge, notamment pendant les phases de transfert. 6 Afin en outre d'éliminer tout mouvement parasite ou toute action parasite, ladite pièce intermédiaire (16) repose sur la tête du grappin (13) par l'intermédiaire de billes porteuses (28), reçues chacune dans une cavité (29) prévue à cet effet, de telle sorte à diminuer les forces de frottement inhérentes au poids de la pièce intermédiaire (16), notamment lors des phases de positionnement pendulaire de la charge. Le mouvement pendulaire, notamment la durée de stabilisation de la charge, peut être contrôle indépendamment suivant les axes OX et OY à l'aide des vérins de verrouillage Dans l'exemple décrit, ces vérins étant de type hydraulique, l'amortissement10 correspondant est du type " visqueux ". On conçoit tout l'intérêt du dispositif conforme à l'invention. Il permet en effet, de manière relativement simple, d'optimiser les phases de transfert de charges suspendues sans reproduire les inconvénients de la technologie du " tout rigide ". En outre, il permet15 également de manière simple de conserver l'indexation de la charge, notamment dans le plan horizontal, ce qui s'avère d'une importance pour certaines applications, telles que le domaine de l'industrie nucléaire. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la manutention de charges suspendues, comprenant: * un mât télescopique (5 - 9) s'étendant à partir d'un chariot (4) déplaçable dans un plan sensiblement horizontal; * et un grappin de préhension (13) de la charge à déplacer, positionné sous l'extrémité inférieure (10) du mât télescopique (5 - 9), et suspendu au moyen de câbles (14) enroulés sur des tambours (12), mus en rotation, caractérisé en ce qu'entre l'extrémité inférieure (10) du mât télescopique et le grappin (13) est interposée une pièce intermédiaire (16), au niveau de laquelle coopèrent des rotules (22, 24) issues respectivement de l'extrémité inférieure (10) du mât et du grappin (13), et destinées à limiter sinon annuler toute rotation du grappin dans un plan perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire à l'axe de révolution du mât. 2. Dispositif pour la manutention de charges suspendues selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce intermédiaire (16) se présente sous la forme d'une croix, notamment horizontale, dont les branches (18, 20) présentent entre elles un angle de 90 , chacune des branches (18, 20) de la croix étant munie d'une lumière linéaire traversante (19, 21), destinée à coopérer avec les rotules (22, 24) issues respectivement de l'extrémité inférieure du mât (10) et du grappin (13). 3. Dispositif pour la manutention de charges suspendues selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mât (5 - 9) et le grappin (13) sont chacun munis d'un jeu de deux vérins (26, 27), destinés à coopérer avec la pièce intermédiaire (16), et dont la fonction est de permettre le verrouillage de la pièce intermédiaire, donc du grappin, notamment pendant les phases de transfert de la charge. 4. Dispositif pour la manutention de charges suspendues selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les rotules (22, 24) sont constituées d'un axe et d'une tête sphérique (23, 25), de diamètre supérieur au diamètre dudit axe, de telle sorte à permettre une légère rotation de la pièce intermédiaire (16), donc du grappin (13) par rapport aux axes des branches (18, 20) de ladite pièce intermédiaire. 5. Dispositif pour la manutention de charges suspendues selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'extrémité inférieure (10) du mât (5 - 9) est également suspendue, au moyen de câbles (11), venant s'enrouler sur les tambours (12) d'enroulement des câbles de sustentation du grappin (13), de telle sorte à permettre un relevage de l'ensemble en synchronisme.