Brevet FR2964960A1 — publié le 20120323

ENSEMBLE ELEVATEUR La présente invention concerne un ensemble élévateur. L'invention concerne un ensemble élévateur destiné plus particulièrement à des activités 5 de descenderies. Dans les chantiers de construction, pour effectuer des activités de creusement de puits d'accès et/ou de creusement de galeries, il est généralement utilisé des nacelles élévatrice ou ascenseurs afin de faire descendre ou remonter des opérateurs chargés de l'excavation ou de la mise 10 en oeuvre des ouvrages, mais aussi pour évacuer à l'extérieur du puits ou de la galerie la matière issue des fouilles. Toutefois, les systèmes élévateurs utilisés dans l'état de la technique sont très complexes à mettre en oeuvre. En effet, lors d'un creusement d'une galerie ou d'un puit, le fond de ces derniers n'est pas stable puisqu'il est 15 entrain d'être creusé. Il est donc difficile de monter les systèmes élévateurs pour extraire par exemple la matière issue des fouilles, puisque ces systèmes ne peuvent prendre appui sur le fond tant qu'une dalle de béton n'a pas été coulée. De plus, du fait de la friabilité des parois des puits creusés, ces systèmes doivent être ancrés à plusieurs niveaux pour assurer 20 d'une part, une stabilité et d'autre part, une rigidité desdits systèmes. En outre, du fait de cette friabilité des parois des puits creusés, ces systèmes ne peuvent supporter des charges excédant 500kg. L'invention a pour but de résoudre ces inconvénients de l'état de la technique. Pour cela l'invention propose un ensemble élévateur comportant 25 au moins une poutre de suspente montée horizontalement au dessus d'un puits. Cette poutre de suspente comporte une partie suspendue au dessus du puit et au moins une autre partie montée en appui sur la margelle dudit puit. La poutre de suspente est apte à recevoir un premier module. Ce premier module étant apte à recevoir des modules secondaires. Chaque 30 module secondaire est monté solidairement avec le module qui le précède et le module suivant. Dès qu'au moins deux modules sont solidarisés, l'ensemble forme une tour de translation verticale apte à recevoir un ascenseur. Un avantage principal de l'invention est sa modularité et sont 35 adaptation fonctionnelle. En effet, l'invention permet par exemple, de fixer la partie en appui sur la margelle au moyen de système d'ancrage ou par lestage de contre poids tout en permettant la translation du premier module et par conséquent les modules secondaires qui lui sont solidaires. L'invention permet également dans un autre exemple, la translation de la poutre de suspente le long d'un axe de guidage solidaire à la margelle du puit, tout en rendant solidaire le premier module sur ladite poutre. Chaque module comporte au moins deux mâts de guidage parallèles, mâts sur lesquels est apte à circuler un ascenseur. Dans un exemple, le module est configuré de sorte à permettre la circulation de l'ascenseur à l'intérieur dudit module. En variante, le module est configuré de sorte à permettre la circulation de l'ascenseur à l'extérieur dudit module. Dans un autre exemple, l'invention permet le montage de modules secondaire au-dessus et/ou au-dessous du premier module. Dans l'invention, pour réaliser la fonction d'élévation de l'ascenseur, chaque mât de guidage comporte au moins une crémaillère. L'invention comporte également une butée mécanique de fin de course montée à la base de chaque mât de guidage du module n le plus proche du fond du puit, ladite butée étant apte à être déplacée sur la base de chaque mâts de guidage d'un module n+1 mis en place successivement au module n. De même, L'invention comporte également une butée mécanique de fin de course montée au sommet de chaque mât de guidage du module n le plus haut, ladite butée étant apte à être déplacée sur le sommet de chaque mâts de guidage d'un module n+1 mis en place successivement au module n. Dans l'invention, lorsqu'une dalle de fond de puit a été coulée, le module le plus bas est équipé d'un chariot de translation, cela afin de permettre la translation de l'ensemble de la tour le long de la poutre de suspente, ladite poutre ne servant qu'à maintenir la tour en équilibre. Dans un autre exemple de l'invention, la poutre de suspente comporte une potence apte à se translater le long de cette dernière et configuré de sorte à descendre en fond de fouille chaque module. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci ne sont présentées qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent : - Figure 1 a-1 d : des représentations schématiques des différentes phases de réalisation de l'ensemble élévateur selon un mode de réalisation de l'invention. - Figure 2 : une représentation schématique en perspective de l'ensemble élévateur selon un mode de réalisation de l'invention ; - Figure 3 : une représentation schématique d'une vue de face de l'ensemble élévateur selon la figure 2 - Figure 4 : une représentation schématique d'une vue de gauche de l'ensemble élévateur selon la figure 2 - Figure 5 : une représentation schématique d'une vue de dessus de l'ensemble élévateur selon la figure 2 - Figure 6a-6g : des représentations schématiques des utilisations possibles de l'ensemble élévateur selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 1 a représente la mise en place au dessus d'un puits 100 d'une poutre 101 dite de suspente. Cette poutre 101 de suspente est installée en porte-à-faux au-dessus d'une paroi 102 moulée du puits 100. La poutre 101 comporte deux extrémités 103, 104 dont une extrémité 103 proximale et une extrémité 104 distale du puits 100. Dans un premier mode de réalisation de l'invention tel qu'illustré aux figures 1 a-1 d, l'extrémité 104 distale du puits 100 est ancrée dans une dalle 120 de bordure du puits 100 ou lestée de contre poids. L'extrémité 103 proximale dépasse à l'intérieur du puits 100 d'une longueur L prédéfinie. Dans un mode de réalisation préféré, cette longueur L prédéfinie est environ égale à 7.50 mètres. La poutre 101 est constituée d'un ensemble d'éléments modulaires transportables. L'extrémité basse des ailes du U ou V est conçue pour recevoir des planchers additionnels 130 au fur et à mesure du montage de la poutre 101. La poutre 101 est apte à supporter un module 105 de translation appelée gare haute. Ce module 105 est suspendu par l'intermédiaire d'un ensemble de galets de translations appropriées et de dispositifs de blocage à deux chemins de roulement situés dans les angles intérieurs de la poutre 101 en forme de U ou V inversé. Le module 105 est apte à se translater le long de la poutre 101, radialement au puits. Le module 105 présente une hauteur d'environ 3.20 mètres et comporte un palier, une porte palière 106 avec boutons d'appel et des départs de colonnes descendantes pour tuyaux, pompes à béton, extraction d'air, tuyaux d'eau ou câbles électriques. A une deuxième phase (figure 1 b), la profondeur d'excavation du puits est au moins supérieure à 2 mètres. Cette profondeur permet à un opérateur de monter solidairement au module 105, un autre module 107. La poutre 101 est apte à reprendre le moment généré par le poids 10 propre de la tour d'accès à la descenderie augmentée du facteur dynamique et de sécurité. Les figures 2 à 5 illustrent plus en détail un tel module 107. Ce module 107a, 107b, 107c, 107d,.., 107j, comporte notamment : - quatre poteaux 108, 109, 110, 111 d'angle correspondant aux 15 membrures principales d'une poutre treillis de section rectangulaire et de grande inertie, donnant lieu à une grande inertie et une certaine rigidité de l'ensemble ; - deux des poteaux 109, 110, sont munis de crémaillères et sont apte à assurer un guidage parfait et très stable d'une cabine d'ascenseur 112. Un 20 des poteaux 109 ou 110 est muni d'une came d'arrêt d'étage (non représentée) assurant un nivellement parfait à chaque palier sans réglage préalable ; - les quatre poteaux 108, 109, 110, 111 sont reliés entre eux par deux cadres rigides hauts 113 et bas 114 et contreventés par de solides 25 diagonales 115, 116. - deux autres poteaux 117, 118, servent à aménager deux points de pénétration opposés à chaque niveau de la tour d'accès à descenderie. - la structure du module 107 supporte un palier 119, un escalier 121, des grilles et garde-corps nécessaires (non représentés). 30 Dans un mode de réalisation préféré, l'assemblage entre deux modules successifs s'effectue au moyen de douze boulons. Un système de centreur (non représenté) permet un alignement parfait de chaque module 107 sur ou sous celui qui le précède. Des perçages (non représentés) sont prévus pour fixer les conduites de fluides le long de l'ensemble élévateur. De préférence, l'accès aux zones des conduites s'effectue depuis le toit de l'ascenseur 112. L'ascenseur 112 comporte une cabine 112a de dimensions optimisées. Dans un exemple, la cabine 112 à des dimensions d'environ 2.50 mètres de longueur et 1 mètre de largeur. Cette cabine 112a est surmontée d'une unité motrice 112b comportant un bloc moteurs de préférence électrique, mais qui pourrait être hydraulique. Ce bloc moteurs est entraîné, dans la configuration représentée par, deux motoréducteurs entrainant chacun un arbre long muni à chaque extrémité d'un pignon engrainant sur la crémaillère fixée sur chacun des deux poteaux 109, 110, formant guide. L'unité motrice 112b comporte en outre un dispositif de freinage descente et freinage de secours. Elle comporte également des capteurs de fin de course à la fois sur ses extrémités inférieure et supérieure. L'unité motrice 112b tel que définie permet d'éviter les risques de « casse » en fond de fosse ou galerie. Les moteurs peuvent continuer à tourner librement, ne générant pas de couple inertiel dans les pignons des réducteurs, grâce aux roues libres placées entre le moteur et le frein centrifuge accouplé au réducteur. Associé à un système de contrôle de l'intensité différentielle entre les moteurs, cette invention permet de détecter instantanément tout défaut d'entrainement d'un des motoréducteurs de l'unité motrice, et même de détecter si un moteur freine moins bien que l'autre. Au cas où, accidentellement, une roue d'entrainement sortirait de la crémaillère, l'ascenseur s'arrêterait avant que le deuxième pignon ne s'échappe. Dans une comparaison à un système à plusieurs suspentes, ce dispositif selon l'invention jouerait le rôle de « mou de câble ». Dans un perfectionnement de l'invention, l'unité motrice est équipée également d'un variateur de fréquence pour minimiser les appels du courant, réduire l'usure des freins et améliorer le confort et la sécurité. Cet aménagement permet aussi de travailler en sécurité à vitesse réduite depuis le toit de la cabine. La réduction de vitesse se fait automatiquement lorsque l'on branche la boîte à boutons de commande manuelle. Les portes palières peuvent être déplacées autant de fois que nécessaire. Il suffira pour cela, de retirer une grille bouchant provisoirement l'embrasure de chaque accès et d'y fixer une porte palière 106. Dans un mode de réalisation (figure 6f), l'invention dispose d'une butée de mât monté les poteaux 109 et 110 du dernier module 107, de sorte que lorsque l'ascenseur 112 atteint cette butée, il s'arrête automatiquement. Ainsi, lorsqu'un nouveau module 107 est rajouté à la tour d'accès à la descenderie, il est possible de retirer des axes qui la retiennent et de les faire coulisser en bas du module qui vient d'être rajouté. Dans un mode de réalisation, l'unité motrice de l'ascenseur présente une puissance de 2 x 5.5 kW ou 3 x 5.5 kW pour vitesse allant de 24 ou 40 mètres/minutes. La capacité maximale de chargement est de 1000kg et permet le transport d'une douzaine de personne confortablement. Comme le montre plus particulièrement la figure 1 b, l'accès aux fouilles s'effectue depuis le palier 119 de l'ascenseur 112, par l'intermédiaire d'une volée d'escalier 124 à marches inclinables et relevables par treuil à manivelle (non représenté). L'escalier 124 d'accès est accroché d'un côté sur le palier 119 du module 107 le plus bas et repose sur le sol sur deux roues (non représentés). Quelle que soit la pente de l'escalier 124, ses marches restent horizontales. Un treuil à manivelle situé un ou deux paliers au- dessus, permet de relever l'escalier 124. L'escalier 124 est amené à être entièrement relevé pour laisser passer sous la tour d'accès à la descenderie des engins d'excavation. Dans un mode réalisation l'escalier 124 permet un accès d'environ 3 m de dénivelé. Dès que la profondeur d'excavation dépasse environ 3 mètres, un module 107b de la tour d'accès à la descenderie est descendu au moyen d'une grue 122 ou d'un portique ou d'une potence 133 (figure 6e) translatant le long de la poutre de suspente et munie d'un treuil approprié, à proximité immédiate de la tour d'accès à la descenderie. Ce module 107b est posé sur un chariot 123 de translation prévu à cet effet. Ce chariot est muni de quatre roues folles permettant de venir glisser chaque nouveau module 107 sous la tour formée par les autres modules solidarisés 107 au fur et à mesure de l'excavation. Le chariot est apte à se brocher au module 107 de sorte que l'on puisse au choix le lever avec celui-ci ou le laisser stocké sous le dernier module 107 après sa mise en place. Dans l'exemple de la figure 1c, le module 107b est translaté par roulage du chariot 123 sous le module 107a précédent. Le chariot 123 comporte un dispositif élévateur (non représenté) de sorte à pouvoir rehausser le module 107b afin de le solidariser au module 107a. Les étapes précédentes sont réitérée autant de fois que nécessaire pour assemblée les modules 107 afin de former la tour constituant la poutre verticale de la tour d'accès à la descenderie. Une fois l'excavation terminée, la dalle de fond 125 est coulée. La tour est calée en altitude de telle sorte que la distance entre le dernier module 107j et la dalle de fond 125 correspond à une hauteur H nécessaire à la translation horizontale de la tour d'accès à la descenderie complète. Dans un mode de réalisation (figure 6a), l'invention permet une translation de la tour de module 107 horizontalement en roulant sur la dalle de fond 125. Cette translation est rendue possible d'une part, en désactivant un système de blocage du chariot à galet du module 105, et d'autre part en enlevant des moyens d'ancrage 126 de la tour par rapport à la paroi du puits. En perfectionnement, la tour d'accès à la descenderie est équipée d'un chariot 132 de translation lourd et disposant de vérin de rehaussement de châssis, de sorte que la charge verticale est transférée de la poutre 101 de suspente sur ledit chariot 132. La tour de module 107 est déplacée en translation en micro-vitesse, la poutre 101 n'a ici qu'un rôle de stabilisation ou maintien en équilibre de la tête de la tour. Dans un tel cas, la poutre 101 ne subit que des efforts horizontaux. Dans un autre mode de réalisation (figure 6b), l'invention permet d'effectuer un coulage du béton contre voile 128. Pour cela, la tour est translatée le long de la poutre d'une distance d'environ 4 mètres. L'opérateur remet les moyens d'ancrage de la tour, puis active le système de blocage des chariots à galet (non représentés) du module 105. Une passerelle 131 permet un accès depuis le palier de la tour d'accès à la descenderie le mieux approprié jusqu'au plancher de travail du coffrage. Une fois le voile 128 circulaire en béton armé terminé, l'ensemble élévateur est de nouveau translaté au plus près de ce dernier. Dans un autre mode de réalisation (figure 6g), la poutre 101 de suspente est apte à se translater suivant un axe de guidage 135 et la tour d'accès à la descenderie est montée fixe à l'extrémité 103 proximale de la poutre 101. Dans un autre mode de réalisation (figure 6d), la poutre 101 de suspente et le module 105 de translation peuvent être démontés dès que la tour d'accès à la descenderie repose au sol et est suffisamment ancrée à la paroi du puits. Dans un mode réalisation de l'invention (figure 6i et figure 6j), des modules 107 sont assemblés et comportent chacun quatre mâts de guidage configurés de sorte à permettre une circulation indépendante de deux ascenseurs 112 à l'extérieur de la tour de module 107. Lesdits ascenseurs étant montés en vis-à-vis de par et d'autre de la tour. Dans une variante de réalisation de l'invention, un des deux ascenseurs est remplacé par une potence extérieure 140, ladite potence permettant, par exemple, par l'intermédiaire de moyens de préhension, la mise en place de module n sur le module n+1. Cette potence extérieure 140 étant mue par un système de pignons crémaillère. Les exemples précités de mode de réalisation de l'invention ne sont pas exhaustifs. En effet, l'invention ne se limite pas qu'à une utilisation pour des puits ou des galeries, mais sera avantageuse dès qu'une grande autostabilité de la structure est demandée ou dès qu'il faut loger dans un espace restreint un ascenseur et un système d'accès de secours tel qu'une échelle ou un escalier. REVENDICATIONS1 - Ensemble élévateur comportant au moins une poutre (101) de suspente montée horizontalement au dessus d'un puits (100), ladite poutre de suspente comportant une partie (103) suspendue au dessus dudit puits et au moins une autre partie (104) montée en appui sur une margelle du puits, la poutre de suspente est apte à recevoir un premier module (105), ce premier module étant apte à recevoir des modules secondaires (107), chaque module secondaire étant monté solidairement à un module qui le précède et un module suivant, configuré de sorte à former une tour de translation verticale apte à recevoir un ascenseur (112). 2 - Ensemble élévateur selon la revendication 1, dans lequel la partie de la poutre en appui sur la margelle est fixée sur cette dernière au moyen d'un système d'ancrage (120) ou par lestage de contre poids, de sorte à permettre la translation du premier module et par conséquent les modules secondaires qui lui sont solidaires. 3 - Ensemble élévateur selon la revendication 1, dans lequel la poutre de suspente est apte à se translater le long d'un axe de guidage (135) solidaire à la margelle du puits, avec le premier module rendu solidaire à ladite poutre. 4 - Ensemble élévateur selon l'une des revendications précédentes dans lequel chaque module comporte au moins deux mâts de guidage parallèles, mâts sur lesquels est apte à circuler un ascenseur. 5 - Ensemble élévateur selon la revendication 4, dans lequel le 25 module est configuré de sorte à permettre la circulation de l'ascenseur à l'intérieur dudit module. 6 - Ensemble élévateur selon la revendication 4, dans lequel le module est configuré de sorte à permettre la circulation de l'ascenseur à l'extérieur dudit module. 30 7 - Ensemble élévateur selon l'une des revendications précédente, dans lequel un montage de modules secondaire s'effectue au-dessus et/ou en-dessous du premier module. 8 - Ensemble élévateur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel pour réaliser la fonction d'élévation de l'ascenseur, chaque mât 35 de guidage comporte au moins une crémaillère. 9 - Ensemble élévateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en qu'il comporte une butée mécanique de fin de course montée à la base de chaque mât de guidage d'un module n le plus proche du fond du puits, ladite butée étant apte à être déplacée sur la base de chaque mâts de guidage d'un module n+1 mis en place successivement au module n. - Ensemble élévateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une butée mécanique de fin de course montée au sommet de chaque mât de guidage d'un module n le plus haut, ladite butée étant apte à être déplacée sur le sommet de chaque mâts de 10 guidage d'un module n+1 mis en place successivement au module n. 11 - Ensemble élévateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lorsqu'une dalle (125) de fond de puits a été coulée, le module le plus bas est équipé d'un chariot (132) de translation, cela afin de permettre la translation de l'ensemble de la tour le long de la poutre de suspente, ladite poutre ne servant qu'à maintenir la tour en équilibre. 12 - Ensemble élévateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la poutre de suspente comporte une potence (133) apte à se translater le long de cette dernière et configuré de sorte à descendre en fond de fouille chaque module.20