Brevet FR2973360A1 — publié le 20121005

L'invention concerne une grue mobile. L'invention trouve par exemple des applications pour la manipulation d'objets plans, tel que des vitres, dans des environnements exigus. Une grue mobile connue du déposant est décrite dans la demande de brevet W02010043919. Cette grue comprend un châssis monté sur des roues. La grue comprend en outre une flèche télescopique montée pivotante sur le châssis, et un palonnier à ventouses raccordé à une extrémité de la flèche. Le palonnier est monté pivotant selon trois axes de pivotement perpendiculaires entre eux, et déplacé par le biais de trois actionneurs. Une telle grue est exploitée par la société HH INTELLITECH (marque déposée) sous la référence GlasLift ® 500. Un inconvénient de cette grue est que lors de la manipulation d'un objet, les contraintes mécaniques se concentrent à l'extrémité de la flèche. Afin de limiter le risque de fléchissement de la flèche en cas de charge trop lourde, il est nécessaire que la flèche soit robuste. A cet effet, la flèche est typiquement réalisée à partir d'un profilé massif. Il a également été proposé une grue dans laquelle un mât est monté sur le châssis. La flèche est montée pivotante sur ce mât. Un vérin est montée pivotant d'une part sur le sommet du mât et d'autre part sur le palonnier à ventouses. Dans ces conditions, lorsqu'un objet est manipulé par la grue, les contraintes mécaniques sont réparties entre la flèche, le vérin, et le mât. Une telle grue est exploitée par la société précitée sous la référence GlasLift ® 351 automoteur. Toutefois, pour cette dernière grue, du fait de l'agencement du vérin et du palonnier, l'amplitude angulaire du palonnier est limitée. En particulier, le palonnier peut pivoter vers l'avant uniquement sur 20° et vers l'arrière uniquement sur 30°. Ainsi, avec cette grue il est impossible de poser des vitres parallèlement au sol ou au plafond. La présente invention vise à fournir une grue permettant de manipuler des charges lourdes sans risque de fléchissement de la flèche, tout en autorisant une large amplitude angulaire du palonnier. En outre, l'invention vise à fournir une grue permettant de déplacer finement un objet manipulé dans des directions strictement verticale et 35 strictement horizontale. L'invention porte ainsi sur grue mobile comportant : - un châssis, - un mât monté sur le châssis, - une flèche montée sur ce mât, et - une pièce de raccordement montée pivotante sur la flèche selon 5 un premier axe de pivotement, la pièce de raccordement étant destinée à raccorder des moyens de préhension à la flèche, - un premier vérin pour commander l'inclinaison de la pièce de raccordement, caractérisé en ce que, la grue comprend un levier dont une 10 extrémité est montée en pivot selon un second axe de pivotement sur la flèche et dont l'autre extrémité est connectée d'une part au premier vérin selon un troisième axe de pivotement et d'autre part à une bielle selon un quatrième axe de pivotement, la bielle étant de plus montée en pivot sur la pièce de raccordement selon un cinquième axe de pivotement. 15 La grue mobile de l'invention est avantageuse en ce qu'elle permet, lors de la manipulation d'un objet, de répartir les contraintes mécaniques entre la flèche, le premier vérin, et le mât, limitant le fléchissement de la flèche. Ainsi, il n'est plus nécessaire de réaliser la flèche à partir d'un profilé massif. De plus, grâce à la conformation de la bielle et du levier entre la 20 flèche et la pièce de raccordement, les moyens de préhension peuvent pivoter de l'avant vers l'arrière sur une amplitude angulaire égale à 180°. Ainsi, avec la grue de l'invention il est possible de poser des vitres parallèlement au sol ou au plafond. La grue peut comporter en outre les caractéristiques suivantes : 25 Dans une forme d'exécution préférée, la pièce de raccordement est montée mobile en translation sur la flèche selon une direction parallèle au premier axe de pivotement, et la grue comporte des moyens pour ajuster la position de la pièce de raccordement selon cette direction parallèle au premier axe de pivotement. 30 Dans ces conditions, la grue possède un degré de liberté supplémentaire en translation. Ainsi, lorsque la grue est en charge, il lui est possible de positionner grossièrement face à un support un objet saisi par les moyens de préhension, puis de positionner finement l'objet sur le support en déplaçant l'objet en translation, sans déplacer l'intégralité de la grue. 35 Il est également envisagé une forme d'exécution, dans laquelle : - la flèche est pourvue d'une gorge en C, - les moyens pour ajuster la position de la chape comprennent: - une tige filetée montée pivotante sur la pièce de raccordement s'étendant selon un axe parallèle au premier axe de pivotement, et traversant la gorge en C, - des moyens d'entrainement en rotation de la tige, et - un organe de guidage monté coulissant le long d'une direction curviligne définie par la gorge, cet organe de guidage comprenant un perçage taraudé à l'intérieur duquel est reçue la tige, conformé de telle sorte que lorsque la tige est entraînée en rotation par les moyens d'entraînement, l'organe de guidage convertit la rotation de la tige en un déplacement en translation de cette tige parallèlement au premier axe de pivotement. La gorge en C peut décrire une portion angulaire supérieure ou égale à 100°, et de préférence égal à 180°. Une telle conformation de la gorge est avantageuse en ce qu'elle 20 ne limite pas l'amplitude angulaire du pivotement des moyens de préhension de l'avant vers l'arrière. Il est envisagé que la grue comporte un second vérin monté pivotant sur le mât d'une part et sur la flèche d'autre part, le déploiement du second vérin entraînant le pivotement de la flèche sur le mât. 25 La grue possède alors un degré de liberté supplémentaire en rotation. Le mât peut être monté mobile sur le châssis selon au moins un degré de liberté. La grue possède alors un degré de liberté supplémentaire. 30 Le mât peut être monté mobile en translation sur le châssis, selon une direction verticale en conditions normales d'utilisation de la grue. Dans ces conditions, il est possible de déplacer les moyens de préhension strictement verticalement. Il est envisagé que les moyens de préhension soient montés 35 pivotants sur la pièce de raccordement, autour d'au moins un axe de pivotement perpendiculaire au premier axe de pivotement. Il est en outre envisagé que les moyens de préhension soient montés pivotants sur la pièce de raccordement, autour de deux axes perpendiculaires au premier axe de pivotement, et perpendiculaires entre eux. Les moyens de préhension peuvent comporter un palonnier comprenant au moins une ventouse. Dans ces conditions, la grue est particulièrement adaptée pour la manipulation d'un objet plan, tel qu'une vitre. Enfin la pièce de raccordement peut prendre la forme d'une chape comprenant une paroi frontale sur laquelle sont montées deux ailes. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels : - la figure 1 est une illustration schématique en perspective d'une grue mobile selon l'invention, - la figure 2 est une première illustration schématique en vue de côté de la grue de la figure 1, - la figure 3 est une seconde illustration schématique en vue de côté de la grue de la figure 1, - la figure 4 est une troisième illustration schématique en vue de 20 côté de la grue de la figure 1, - la figure 5 est une illustration en vue de dessus de la grue de la figure 4, - la figure 6 est une illustration en vue grossie d'une pièce de raccordement de la grue de la figure 1, et 25 - la figure 7 est une vue en perspective d'un organe de guidage équipant la grue mobile de la figure 1. Les figures 1 à 7 sont orientées à l'aide d'un même référentiel orthogonal lié à un châssis de la grue formé par des directions x, y et z. Dans la suite de cette description, on désigne par « plan 30 longitudinal » un plan parallèle aux directions y et z. Les termes «inférieur» et «supérieur», « avant », « arrière », « transversal », et « longitudinal » sont définis en référence à des conditions normales d'utilisation de la grue. Par « conditions normales d'utilisation» on entend lorsque la grue est disposée sur une surface plane non inclinée. En 35 « conditions normales d'utilisation », la direction z s'étend verticalement. La figure 1 illustre une grue mobile 1 selon l'invention en conditions normales d'utilisation. La grue 1 comporte un châssis 2 monté sur des roues 4. Dans la forme d'exécution illustrée, la grue 1 comprend deux roues avant 4a motrices et deux roues arrières 4b directrices. Les roues 4a sont actionnées par le biais d'un moteur électrique logé au sein d'un carter 5. Les roues 4b sont dirigées par l'intermédiaire d'un bras d'actionnement 6 s'étendant parallèlement à la direction z. Ce bras d'actionnement 6 est pourvu sur son extrémité supérieure d'un guidon 8. Le guidon 8 porte des organes de commande, tel qu'une boite de boutons et une poignée d'accélérateur (non illustrées). Le châssis 2 comprend sur sa partie arrière une plateforme 10 escamotable sur laquelle un opérateur peut se tenir pour manoeuvrer la grue 1. Par exemple, la plateforme 10 est montée pivotante autour d'un axe parallèle à la direction x. La plateforme 10 peut en outre être équipé de capteurs pour détecter la présence, ou à l'inverse l'absence, d'un opérateur sur la plateforme 10. Dans ces conditions, il est possible de mettre en oeuvre un système de sécurité n'autorisant la mobilité de la grue que si la présence d'un opérateur sur la plateforme 10 est détectée. La grue 1 comporte toujours sur sa partie arrière un coffre 12 monté sur le châssis 2. Au sein de ce coffre 12 sont logés des batteries pour alimenter le moteur électrique, un dispositif de recharge de ces batteries, un groupe hydraulique, une réserve de vide, et une unité de commande de la grue 1. La grue 1 comporte un mât 14 monté sur le châssis 2 s'étendant parallèlement à la direction z. Le mât 14 est déplaçable en translation entre une position basse (illustrée sur la figure 1) et une position haute (illustrée sur la figure 3). A cet effet, le mât 14 comprend un fourreau 14a solidaire du châssis 2 et une partie 14b montée coulissante sur le fourreau 14a de manière télescopique. Ici, le coulissement de la partie 14b sur le fourreau 14a est actionné par un vérin hydraulique monté à l'intérieur du fourreau 14a, et raccordé d'une part au fourreau 14a et d'autre part à la partie 14b. Sur la partie 14b s'étendent deux flasques 16 identiques. Les 35 flasques 16 s'étendent majoritairement parallèlement au plan longitudinal, et sont espacés l'un de l'autre selon la direction x. Dans l'exemple, les flasques 16 présentent une forme courbée, en crosse. La grue 1 comporte une flèche 18. La flèche 18 s'étend dans le plan longitudinal. La flèche 18 est montée pivotante sur les flasques 16, autour 5 d'un axe X20 parallèle à la direction x. La flèche 18 comporte une ailette 24 (plus visible sur la figure 6) sur son extrémité tournée vers une chape 26. L'ailette 24 s'étend dans le plan longitudinal. L'ailette 24 est pourvue d'une gorge 28 en C. La gorge 28 décrit une portion angulaire supérieure ou égale à 100°, supérieure ou égale à 150° 10 et de préférence égale à 180°. La chape 26 raccorde la flèche 18 à des moyens de préhension. La chape 26 est formée d'une paroi frontale 30 tournée vers les moyens de préhension et de deux ailes 32 parallèles montées sur cette paroi frontale 30, et tournées vers la flèche 18. Les ailes 32 s'étendent parallèlement au plan 15 longitudinal, et sont distantes l'une de l'autre selon la direction x. La distance séparant les ailes 32 selon la direction x est supérieure à la largeur de la flèche 18 selon cette même direction x. La chape 26 est montée pivotante avec la flèche 18 autour d'un axe X34 s'étendant entre les ailes 32 parallèlement à la direction z. 20 La chape 26 est par ailleurs montée en translation sur cet axe X34. La grue 1 comprend des moyens pour ajuster la position de la chape 26 en translation sur cet axe X34. Ces moyens comprennent une tige 36 et un organe 38 de guidage. La tige 36 s'étend entre les ailes 32 parallèlement à la direction z et 25 traverse la gorge 28. La tige 36 est montée pivotante sur les ailes 32. La tige 36 est mécaniquement raccordée à un volant 40 pour entraîner sa rotation. La tige 36 comprend enfin un filetage sur sa face externe. L'organe 38 est monté coulissant le long d'une direction curviligne C définie par des bords de la gorge 28. L'organe 38 comprend un pion 42 (plus 30 visible sur la figure 7) constitué d'un corps 42a cylindrique droit et d'une collerette 42b. La face extérieure du corps 42a présente un filetage. L'organe 38 comprend en outre une rondelle 43 et un écrou 45 montés sur le corps 42a. La rondelle 43 et la collerette 42b prennent appui de part et d'autre de l'ailette 24. Le pion 42 comprend par ailleurs un perçage 46 taraudé, à l'intérieur duquel est reçue la tige 36. Dans ces conditions, le pion 42et la tige 36 sont articulés selon une liaison hélicoïdale. Ainsi, lorsque la tige 36 est entraînée en rotation par l'intermédiaire du volant 40, le pion 42 convertit la rotation de la tige 36 en un déplacement en translation de cette tige 36 parallèlement à la direction x, et par la même en un déplacement en translation de la chape 26, parallèlement à la direction x. Dans la forme d'exécution illustrée, l'amplitude du déplacement de la chape 26 en translation parallèlement à la direction x est supérieure ou égale à 50mm et de préférence supérieure ou égale à 100mm. La chape 26 est également montée pivotante sur une bielle 48 autour d'un axe X50 parallèle à la direction x. Cette bielle 48 est montée pivotante sur un levier 52 en forme de H autour d'un axe X54 parallèle à la direction x. Le levier 52 est enfin monté pivotant sur la flèche 18 autour d'un axe X56 parallèle à la direction x. La grue 1 comporte des vérins 60 et 62. Ici, les vérins 60 et 62 sont de type hydraulique, et sont en conséquence raccordés au groupe hydraulique. Le vérin 60 est monté pivotant sur l'extrémité inférieure des flasques 16 autour d'un axe X64 parallèle à la direction z d'une part et monté pivotant sur la flèche 18 autour d'un axe X66 parallèle à la direction z d'autre part. Dans ces conditions, un déploiement, ou inversement, un repliement du vérin 60 entraîne la rotation de la flèche autour de l'axe X20. Le vérin 62 est monté pivotant sur les extrémités supérieures des flasques 16 autour d'un axe X68 d'une part et sur le levier 52 autour d'un axe X70 d'autre part. Dans ces conditions, un déploiement, ou inversement, un repliement du vérin 62 entraîne la rotation de la chape 26 autour de l'axe X34. Dans l'exemple illustré, les moyens de préhension de la grue 1 prennent la forme d'un palonnier à ventouses 72. Ce palonnier à ventouses 72 est formé de deux bras 74 s'entrecroisant en formant un X. A chacune des extrémités de ces bras 74 sont raccordées des ventouses 76. Aussi, dans l'exemple illustré, le palonnier comprend quatre ventouses 76. Ces ventouses 76 sont fluidiquement raccordées à la réserve de vide pour créer un vide d'air entre les ventouses 76 et un objet manipulé par ces ventouses 76. Le palonnier à ventouses 72 est monté pivotant sur la chape 26 autour d'un axe X78 parallèle à la direction z. Le palonnier à ventouses 72 est enfin monté pivotant sur la chape 26 autour d'un axe X80 parallèle à la direction y. La grue 1 comporte des moyens pour verrouiller le palonnier à ventouses 72 dans une position prédéterminée. A cet effet, le palonnier à ventouses 72 comprend des doigts d'indexage 73 et 75, conformés pour coopérer avec des orifices d'indexage formés sur le palonnier (non illustrés), de manière interdire, et en alternance autoriser, la rotation du palonnier autour des axes, respectivement, X78, et X80. Dans la forme d'exécution illustrée, la grue 1 est dimensionnée de sorte que lorsque la grue 1 est en position d'encombrement minimum, la grue 1 peut être transportée dans une camionnette de type utilitaire. Par « position d'encombrement minimum » on entend lorsque le mât 14 est en position basse, la flèche 18 est tournée vers le bas, et le palonnier à ventouses 72 est verrouillé dans une position parallèle aux directions y et z (illustrée sur les figures 4 et 5). Le fonctionnement de la grue 1 est maintenant décrit. Initialement, la grue 1 est en position d'encombrement minimum. Un opérateur déverrouille le palonnier et fait pivoter manuellement le palonnier autour des axes X78 et X80 de manière à disposer le palonnier sensiblement parallèlement aux directions x et z (comme illustré sur la figure 1) puis verrouille le palonnier à ventouses 72 dans cette position. L'opérateur positionne alors la grue 1 face à la vitre puis actionne la réserve de vide de manière à former un vide d'air entre la vitre et les ventouses 76 et ainsi saisir la vitre par le biais du palonnier à ventouses 72. L'opérateur peut alors manoeuvrer la grue pour aller fixer la vitre sur un support prévu à cet effet. Par exemple, l'opérateur peut faire pivoter le palonnier 72 autour de l'axe X34 sur une portion angulaire égale à 180° en déployant ou en repliant le vérin 62. Ainsi, l'opérateur peut positionner la vitre face au sol parallèlement à celui-ci (tel qu'illustré sur la figure 2), ou face au plafond parallèlement à celui-ci (tel qu'illustré sur la figure 3). L'opérateur peut par ailleurs faire pivoter la flèche 18 autour de l'axe X20 en déployant, ou inversement, en repliant le vérin 60.L'opérateur peut enfin déplacer le mât parallèlement à la direction z, entre sa position basse et sa position haute. La grue est alors positionnée grossièrement face au support. Si un léger défaut de positionnement demeure entre le la vitre et le support, un opérateur repositionne finement le palonnier 72. A cet effet, l'opérateur déplace en translation le palonnier suivant la direction x, en actionnant manuellement le volant 40, et/ou déplace en translation le mât 14 parallèlement à la direction z. La forme d'exécution de l'invention décrite ci-avant ne présente aucun caractère limitatif. Des améliorations peuvent être apportées dans des variantes d'exécution sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Par exemple, la grue 1 n'est pas nécessairement dédiée à la manipulation d'une vitre. Tout type d'objet peut être manipulé avec celle-ci, en adaptant les moyens de préhension au type d'objet à manipuler. Les pivotements du palonnier à ventouses 72 selon les axes X78, X80 ne sont pas nécessairement actionnés manuellement par un opérateur. Il est envisagé de disposer des actionneurs électriques ou hydrauliques pour actionner ces pivotements. REVENDICATIONS1. Grue (1) mobile comportant : - un châssis (2), - un mât (14) monté sur le châssis, - une flèche (18) montée sur ce mât (14), et - une pièce de raccordement montée pivotante sur la flèche (18) selon un premier axe de pivotement (X34), la pièce de raccordement étant destinée à raccorder des moyens de préhension à la flèche (18), - un premier vérin (62) pour commander l'inclinaison de la pièce de raccordement, caractérisé en ce que, la grue (1) comprend un levier (52) dont une extrémité est montée en pivot selon un second axe de pivotement (X56) sur la flèche (18) et dont l'autre extrémité est connectée d'une part au premier vérin (62) selon un troisième axe de pivotement (X70) et d'autre part à une bielle (48) selon un quatrième axe de pivotement (X54), la bielle (48) étant de plus montée en pivot sur la pièce de raccordement selon un cinquième axe de pivotement (X50). 2. Grue (1) selon la revendication 1, dans laquelle : - la pièce de raccordement est montée mobile en translation sur la flèche (18) selon une direction parallèle au premier axe de pivotement (X34), et - la grue (1) comporte des moyens (36, 38, 40) pour ajuster la position de la pièce de raccordement selon cette direction parallèle au premier axe de pivotement (X34). 3. Grue (1) selon la revendication 2, dans laquelle : - la flèche (18) est pourvue d'une gorge (28) en C, - les moyens pour ajuster la position de la chape comprennent: - une tige (36) filetée montée pivotante sur la pièce de raccordement s'étendant selon un axe parallèle au premier axe de pivotement (X34), et traversant la gorge (28) en C, - des moyens d'entrainement (40) en rotation de la tige (36), et - un organe de guidage (38) monté coulissant le long d'une direction curviligne définie par la gorge (28), cet organe (38) comprenant un perçage (46) taraudé à l'intérieur duquel est 35reçue la tige (36), conformé de telle sorte que lorsque la tige (36) est entraînée en rotation par les moyens d'entraînement (40), l'organe de guidage (38) convertit la rotation de la tige (36) en un déplacement en translation de cette tige (36) parallèlement au premier axe de pivotement (X34). 4. Grue (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la gorge (28) en C décrit une portion angulaire supérieure ou égale à 100°, et de préférence égal à 180°. 5. Grue (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la grue (1) comporte un second vérin (60) monté pivotant sur le mât (14) d'une part et sur la flèche (18) d'autre part, le déploiement du second vérin (60) entraînant le pivotement de la flèche (18) sur le mât (14). 6. Grue (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le mât (14) est monté mobile sur le châssis (2) selon au moins un degré de liberté. 7. Grue (1) selon la revendication 6, dans laquelle le mât (14) est monté mobile en translation sur le châssis (2), selon une direction verticale en conditions normales d'utilisation de la grue (1). 8. Grue (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les moyens de préhension sont montés pivotants sur la pièce de raccordement, autour d'au moins un axe de pivotement (X78, X80) perpendiculaire au premier axe de pivotement (X34). 30 9. Grue selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les moyens de préhension sont montés pivotants sur la pièce de raccordement, autour de deux axes (X78, X80) perpendiculaires au premier axe de pivotement (X34), et perpendiculaires entre eux. 25 35 10. Grue (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les moyens de préhension comportent un palonnier (72) comprenant au moins une ventouse. 11. Grue (1) selon l'une quelconque des revendications, dans laquelle la pièce de raccordement prend la forme d'une chape (26) comprenant une paroi frontale (30) sur laquelle sont montées deux ailes (32).