Brevet FR3014509A1 — publié le 20150612

DISPOSITIF D'ECLISSAGE POUR LIER DEUX ELEMENTS STRUCTURELS D'UNE GRUE A TOUR L'invention concerne un dispositif d'éclissage pour lier un premier 5 élément structurel sur un second élément structurel d'un mât ou d'une flèche d'une grue à tour, telle qu'une grue utilisée sur les chantiers de constructions. L'invention se rapporte plus particulièrement à un dispositif d'éclissage comportant au moins une éclisse soudée sur le mât ou la flèche de la grue, ou tout autre élément structurel destiné à être assemblé, comme un 10 porte-flèche, une contre-flèche, ou un tirant par exemple. Une grue à tour comporte généralement un mât, qui s'étend verticalement depuis un sol d'appui, et une flèche qui s'étend globalement soit horizontalement (grue à flèche distributrice), soit selon un angle d'incidence variable autour d'un axe horizontal (grue à flèche relevable), dans une position 15 d'utilisation normale de la grue. Classiquement, le mât de la grue est composé d'une pluralité d'éléments structurels appelés à être assemblés entre eux lors du montage de la grue sur son lieu d'utilisation, et à être séparés les uns des autres lors du démontage de la grue. 20 Les éléments structurels de la grue à tour sont conçus, en ce qui concerne leur longueur, de manière à faciliter le transport de la grue à l'état démonté, et aussi de manière à permettre l'adaptation de la longueur totale de la grue en fonction des conditions et contraintes d'utilisation de cette grue sur les chantiers. 25 Les éléments structurels du mât, habituellement de section horizontale carrée, sont constitués chacun par quatre membrures d'angle qui sont réunies deux à deux par des structures en treillis situées dans les plans verticaux des quatre faces latérales de l'élément structrel de mât. Chaque membrure d'angle est habituellement soit un profilé 30 tubulaire de section sensiblement carrée, soit une simple cornière de section en « L ». Pour constituer le mât d'une grue, ces éléments structurels sont disposés verticalement les uns au-dessus des autres, et ils sont reliés rigidement les uns aux autres par la réunion des extrémités rapprochées de 35 leurs membrures d'angle respectives. Ainsi, des dispositifs d'éclissage sont à prévoir, pour réaliser des liaisons « bout à bout » entre les membrures d'angle appartenant à des éléments structurels de mât superposés, ces liaisons devant assurer la continuité des membrures d'angle du mât et la transmission des efforts longitudinaux et transversaux provenant des sollicitations produites par la partie supérieure de la grue. De plus, comme il résulte de ce qui précède, ces dispositifs d'éclissage doivent réaliser une liaison rigide mais aussi démontable. A cet effet, on connait un type de dispositif d'éclissage pour lier un premier élément structurel sur un second élément structurel d'une grue à tour, comportant au moins une éclisse qui s'étend suivant un axe principal, depuis une portion d'embase reliée sur une membrure du premier élément structurel par un cordon de soudure principal, jusqu'à une portion de liaison qui fait saillie depuis une extrémité libre de ladite membrure suivant l'axe principal, la portion de liaison étant conçue pour être liée sur une membrure du second élément structurel. La portion de liaison de l'éclisse délimite un premier alésage et le second élément structurel délimite un second alésage complémentaire, le premier et le second alésages étant adaptés pour être traversés par un axe de liaison pour lier le premier élément structurel sur le second élément structurel de façon démontable. Ce type de dispositif d'éclissage est par exemple décrit et représenté dans le document FR-A-2185217. Bien que ce type de dispositif d'éclissage permette une liaison efficace de deux éléments structurels d'une grue à tour, le cordon de soudure qui relie la portion d'embase de l'éclisse sur la membrure associée peut se fissurer par fatigue sous l'effet des contraintes mécaniques importantes transmises à l'éclisse. L'invention vise à limiter ce risque de rupture du cordon de 30 soudure. Dans ce but, l'invention propose un dispositif d'éclissage pour lier un premier élément structurel sur un second élément structurel d'une grue à tour, le dispositif comportant au moins une éclisse qui s'étend suivant un axe principal, depuis une portion d'embase reliée sur une membrure du premier 35 élément structurel par un cordon de soudure principal, jusqu'à une portion de liaison qui fait saillie depuis une extrémité libre de ladite membrure suivant l'axe principal, et qui est conçue pour être liée sur une membrure du second élément structurel, caractérisé en ce que la portion d'embase de l'éclisse présente une lumière qui est délimitée par une paroi périphérique liée sur la membrure du premier élément structurel par un cordon de soudure secondaire, pour limiter les contraintes mécaniques sur le cordon de soudure principal. Ainsi, le cordon de soudure secondaire permet de reprendre une partie des contraintes mécaniques pour limiter la concentration des contraintes mécaniques sur le cordon de soudure principal. Selon une autre caractéristique, la portion d'embase de l'éclisse 10 présente un tronçon distal qui est relié sur la portion de liaison, et un tronçon proximal de forme en U présentant une extrémité libre de forme globalement arrondie, la lumière étant formée dans ladite extrémité libre arrondie. La forme arrondie permet ici d'éviter les « cassures » géométriques dans le tronçon proximal qui concentre les contraintes mécaniques, pour 15 assurer une meilleure répartition des contraintes. De même, le tronçon proximal de la portion d'embase présente une forme globalement plane de section constante et le tronçon distal présente une forme en rampe oblique de section globalement croissante depuis le tronçon proximal jusqu'à la portion de liaison de l'éclisse. 20 De plus, le tronçon distal de la portion d'embase est délimité latéralement par deux bords droits parallèles à l'axe principal qui présentent chacun un chanfrein formant logement pour au moins une partie du cordon de soudure principal. Selon un mode de réalisation préféré, la lumière présente une 25 forme cylindrique. Selon un autre aspect, le dispositif d'éclissage comporte au moins deux éclisses qui sont solidarisées sur deux faces externes opposées et définies par le premier élément structurel, les deux éclisses délimitant un premier alésage et un second alésage qui sont coaxiaux et qui sont conçus 30 pour recevoir un axe de liaison amovible adapté pour lier le premier élément structurel et le second élément structurel entre eux. L'invention concerne aussi un ensemble pour grue à tour, l'ensemble comprenant un premier élément structurel de mât et un second élément structurel de mât, le premier élément structurel comportant au moins 35 une membrure d'angle équipée d'un dispositif d'éclissage, qui est agencé pour lier le premier élément structurel sur le second élément structurel. L'invention vise aussi à s'appliquer à la flèche de la grue, l'invention concernant un ensemble pour grue à tour, l'ensemble comprenant un premier élément structurel de flèche et un second élément structurel de flèche, le premier élément structurel comportant au moins une membrure - équipée d'un dispositif d'éclissage, qui est agencé pour lier le premier élément structurel sur le second élément structurel. Plus généralement, de façon similaire, l'invention vise aussi à s'appliquer à tout élément structurel devant être lié à un autre élément structurel, par l'intermédiaire d'au moins une membrure. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective, qui illustre un premier élément structurel et un second élément structurel non assemblés d'un mât 15 d'une grue à tour équipé d'un dispositif d'éclissage selon l'invention ; - la figure 2 est une vue de côté, qui illustre une éclisse du dispositif de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue de face, qui illustre une éclisse du dispositif de la figure 1 ; 20 - la figure 4 est une vue en coupe suivant l'axe 4-4 de la figure 3, qui illustre une éclisse du dispositif de la figure 1 ; - la figure 5 est une vue en section suivant l'axe 5-5 de la figure 3, qui illustre une éclisse du dispositif de la figure 1 ; - la figure 6 est une vue en perspective, qui illustre le dispositif 25 d'éclissage selon l'invention reliant entre eux deux éléments structurels d'une flèche d'une grue à tour. Dans la description et les revendications, on utilisera à titre non limitatif les expressions « supérieur », « inférieur » et « bas », « haut » en référence à la partie supérieure et à la partie inférieure respectivement de la 30 figure 1. De plus, pour clarifier la description et les revendications, on adoptera à titre non limitatif la terminologie longitudinal, vertical et transversal en référence au trièdre L, V, T indiqué aux figures. Sur l'ensemble de ces figures, des références identiques ou 35 analogues représentent des organes ou ensembles d'organes identiques ou analogues. On a représenté à la figure 1 un ensemble 10 comprenant un premier élément structurel 12a et un second élément structurel 12b (représenté partiellement) consécutifs, de section horizontale carrée, d'un mât d'une grue à tour. Le premier élément structurel 12a et le second élément structurel 12b sont identiques, leurs éléments sont désignés par les même références suivies de la lettre « a » pour le premier élément structurel 12a, et suivies de la lettre « b » pour le second élément structurel 12b. Le premier élément structurel 12a et le second élément structurel 10 12b sont destinés à être assemblés de façon superposée verticalement au moyen de plusieurs dispositifs d'éclissage 14, dans une configuration de service de la grue dans laquelle la grue repose sur un sol horizontal. Le premier élément structurel 12a et le second élément structurel 12b comportent chacun quatre membrures d'angle 16a, 16b respectivement, 15 qui sont réunies deux à deux par des structures en treillis 18a, 18b situées dans les plans verticaux des quatre faces latérales de l'élément structrel 12a, 12b associé. Afin de ne pas alourdir la description, seul le premier élément structurel 12a est décrit en détail par la suite. 20 Chaque membrure d'angle 16a du premier élément 12a forme ici un profilé tubulaire de section horizontale globalement carrée qui est délimité par quatre faces 20a et qui est formé par deux cornières en « L » soudées entre elles. De même, chaque membrure d'angle 16a présente une première 25 extrémité 22a supérieure et une seconde extrémité 24a inférieure qui sont opposées verticalement, la première extrémité 22a supérieure de chaque membrure 16a du premier élément structurel 12a étant conçue pour être assemblée avec la seconde extrémité 24b inférieure de la membrure 16b associée du second élément structurel 12b. 30 A cet effet, la première extrémité 22a supérieure de chaque membrure d'angle 16a du premier élément structurel 12a est équipée d'un dispositif d'éclissage 14. Par souci de clarté, un seul dispositif d'éclissage, appelé « dispositif d'éclissage 14 », est décrit dans la suite de la présente description. 35 Comme on peut le voir à la figure 1, le dispositif d'éclissage 14 comporte une première éclisse 26 et une seconde éclisse 28 formant une première paire d'éclisses 26, 28 qui sont fixées en vis-à-vis sur deux faces 20a opposées de la membrure d'angle 16a associée. De même, le dispositif d'éclissage 14 comporte une troisième éclisse 30 et une quatrième éclisse 32 formant seconde paire d'éclisses 30, 32 5 qui sont fixées en vis-à-vis sur deux autres faces 20a opposées de la membrure d'angle 16a associée. La première paire d'éclisses 26, 28 et la seconde paire d'éclisses 30, 32 sont similaires, de sorte que seule la première paire d'éclisses 26, 28 est décrite dans la suite de la description. 10 De même, les éclisses 26, 28 de la première paire d'éclisses étant similaires, seule une éclisse, appelée « éclisse 26 », est décrite en détail par la suite. La première éclisse 26 et la deuxième éclisse 28 s'étendent suivant un axe A principal, qui est ici vertical, depuis une portion d'embase 34, jusqu'à 15 une portion de liaison 38. Les portions de liaison 38 qui font saillie chacune verticalement depuis une extrémité libre de la membrure 16a associée suivant l'axe A principal, délimitent un premier alésage 42 et un second alésage (non représenté). 20 Le premier alésage 42 et le second alésage s'étendent transversalement en vis-à-vis de façon coaxiale suivant un axe perpendiculaire à l'axe A principal. Complémentairement, le dispositif d'éclissage 14 comporte un axe de liaison 46 transversal qui s'étend à travers le premier alésage 42 et le 25 second alésage, et à travers un passage 48 transversal complémentaire délimité par la seconde extrémité 24b inférieure de la membrure 16b associée du second élément structurel 12b, afin de lier le premier élément structurel 12a et le second élément structurel 12b entre eux de façon démontable. A cet effet, l'axe de liaison 46 comporte un épaulement (non visible 30 à la figure 1) formant première butée transversale à une première extrémité, et une bague 50 amovible formant seconde butée transversale à une seconde extrémité opposée. Selon un autre aspect, comme on peut le voir aux figures 2 à 4, la portion d'embase 34 de l'éclisse 26 présente un tronçon distal 52 supérieur qui 35 est relié sur la portion de liaison 38, et un tronçon proximal 54 inférieur de forme en U. Le tronçon proximal 54 de la portion d'embase 34 présente une extrémité libre de forme globalement arrondie qui présente une lumière 56 de forme cylindrique délimitée par une paroi 57 périphérique annulaire. De plus, le tronçon proximal 54 de la portion d'embase 34 présente 5 une forme globalement plane de section transversale constante. Selon la figure 2, le tronçon distal 52 présente une épaisseur supérieure à l'épaisseur du tronçon proximal 54 suivant une direction longitudinale perpendiculaire à l'axe A principal. De plus, le tronçon distal 52 forme en rampe oblique de section 10 transversale globalement croissante vers le haut, suivant une direction qui s'étend depuis le tronçon proximal 54 jusqu'à la portion de liaison 38 de l'éclisse 26. Aussi, comme on peut le voir aux figures 3 et 4, le tronçon distal 52 de la portion d'embase 34 est délimité latéralement par un premier bord 58 et 15 un second bord 60 droits verticaux qui s'étendent parallèlement à l'axe A principal. Le premier bord 58 et le second bord 60 présentent chacun un chanfrein 62, 64 respectivement, formant un premier logement 66 et un second logement 68 avec la face 20a de la membrure 16a. 20 La portion d'embase 34 de l'éclisse 26 est reliée sur la face 20a de la membrure 16a par un cordon de soudure principal 70 périphérique qui s'étend à la périphérie du tronçon proximal 54 en U et sur le premier bord 58 et le second bord 60 du tronçon distal 52. Comme on peut le voir à la figure 4, le cordon de soudure principal 25 70 est logé en partie dans le premier logement 66 et le second logement 68 formé par les chanfreins 62, 64. De façon complémentaire, en référence aux figures 3 et 5, la portion d'embase 34 de l'éclisse 26 est reliée sur la face 20a de la membrure 16a par un cordon de soudure secondaire 72, qui lie la paroi 57 de la lumière 30 56 sur la face 20a de la membrure 16a, pour limiter les contraintes mécaniques sur le cordon de soudure principal. Le cordon de soudure secondaire 72 permet de réduire la concentration de contraintes mécaniques à l'extrémité inférieure du cordon de soudure principal 70. 35 En effet, il apparait que les contraintes tendent à se concentrer dans une zone Z1 qui est située à l'extrémité libre inférieure de l'éclisse 26 et qui est représentée à la figure 3 par un trait pointillé, cette concentration de contraintes pouvant provoquer une rupture du cordon de soudure principal 70. Le cordon de soudure secondaire 72 permet de répartir les contraintes mécaniques dans une zone Z2 supplémentaire, illustrée à la 5 figure 3. Aussi, la forme de l'éclisse 26 est optimisée de façon à réduire les variations de rigidité locale, tout en garantissant une section de matière de l'éclisse suffisante pour assurer la transmission des efforts entre l'éclisse 26 et la membrure 16a. 10 A titre non limitatif, la lumière 56 n'est pas limitée à une forme cylindrique. En effet, la lumière 56 peut présenter toute autre forme annulaire, comme une forme oblongue ou ovale par exemple. L'invention concerne aussi un ensemble 74 pour grue à tour 15 représenté à la figure 5, l'ensemble 74 comprenant un premier élément structurel 76 de flèche et un second élément structurel 78 de flèche qui s'étendent chacun globalement horizontalement, perpendiculairement au mât, dans une position d'utilisation normale de la grue. Le premier élément structurel 76 et le second élément structurel 78 20 de flèche présentent ici une section triangulaire et ils sont constitués chacun de trois membrures 79 reliées entre elles par un treillis. De plus, Le premier élément structurel 76 et le second élément structurel 78 de flèche sont destinés à être assemblés bout à bout au moyen d'un dispositif d'éclissage 14 similaire au dispositif d'éclissage 14 25 précédemment décrit, le dispositif d'éclissage 14 comportant une première éclisse 82 et une seconde éclisse 84 à lumière 56 soudée du type décrite précédemment. La présente description de l'invention est donnée à titre d'exemple non limitatif. 30 On comprendra que l'invention vise aussi à s'appliquer à tout élément structurel devant être lié à un autre élément structurel par éclissage, par l'intermédiaire d'au moins une membrure. 35 REVENDICATIONS1. Dispositif d'éclissage (14) pour lier un premier élément structurel (12a) sur un second élément structurel (12b) d'une grue à tour, le dispositif 5 comportant au moins une éclisse (26) qui s'étend suivant un axe (A) principal, depuis une portion d'embase (34) reliée sur une membrure (16a) du premier élément structurel (12a) par un cordon de soudure principal (70), jusqu'à une portion de liaison (38) qui fait saillie depuis une extrémité libre de ladite membrure (16a) suivant l'axe (A) principal, et qui est conçue pour être liée sur 10 une membrure (16b) du second élément structurel (12b), caractérisé en ce que la portion d'embase (34) de l'éclisse (26) présente une lumière (56) qui est délimitée par une paroi (57) périphérique liée sur la membrure (16a) du premier élément structurel (12a) par un cordon de soudure secondaire (72), pour limiter les contraintes mécaniques sur le cordon 15 de soudure principal (70). 2. Dispositif d'éclissage (14) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la portion d'embase (34) de l'éclisse (26) présente un tronçon distal (52) qui est relié sur la portion de liaison (38), et un tronçon proximal (54) de forme en U présentant une extrémité libre de forme globalement arrondie, la 20 lumière (56) étant formée dans ladite extrémité libre arrondie. 3. Dispositif d'éclissage (14) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tronçon proximal (54) de la portion d'embase (34) présente une forme globalement plane de section constante et le tronçon distal (52) présente une forme en rampe oblique de section globalement croissante depuis le 25 tronçon proximal (54) jusqu'à la portion de liaison (38) de l'éclisse (26). 4. Dispositif d'éclissage (14) selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le tronçon distal (52) de la portion d'embase (34) est délimité latéralement par deux bords droits (58, 60) parallèles à l'axe (A) principal qui présentent chacun un chanfrein (62, 64) 30 formant logement (66, 68) pour au moins une partie du cordon de soudure principal (70). 5. Dispositif d'éclissage (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la lumière (56) présente une forme cylindrique. 35 6. Dispositif d'éclissage (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif d'éclissage (14)comporte au moins deux éclisses (26) qui sont solidarisées sur deux faces (20a) externes opposées et définies par le premier élément structurel (12a), les deux éclisses (26) délimitant un premier alésage (42) et un second alésage qui sont coaxiaux et qui sont conçus pour recevoir un axe de liaison (46) amovible adapté pour lier le premier élément structurel (12a) et le second élément structurel (12b) entre eux. 7. Ensemble (10) pour grue à tour, l'ensemble comprenant un premier élément structurel (12a) de mât et un second élément structurel (12b) de mât, le premier élément structurel (12a) comportant au moins une membrure (16a) d'angle équipée d'un dispositif d'éclissage (14), selon l'une quelconque des revendications précédentes, qui est agencé pour lier le premier élément structurel (12a) sur le second élément structurel (12b). 8. Ensemble (74) pour grue à tour, l'ensemble (74) comprenant un premier élément structurel (76) de flèche et un second élément structurel (78) de flèche, le premier élément structurel (76) comportant au moins une membrure (79) équipée d'un dispositif d'éclissage (14), selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, qui est agencé pour lier le premier élément structurel (76) sur le second élément structurel (78).20