Brevet FR3077064A1 — publié le 20190726

La présente invention concerne un engin de levage, notamment une mini-grue. Traditionnellement, les engins de levage de type mini-grue comprennent d'une part un châssis comportant une partie de base reposant sur le sol et solidaire d'un mât d'axe sensiblement vertical, et d'autre part une flèche montée sur le châssis pour soulever une charge. En général, la flèche est rigide et elle pivote autour d'un axe sensiblement horizontal. Ce type de mini-grue présente l'inconvénient d'être équipée d'une flèche trop lente en extension et pas assez souple d'utilisation pour effectuer des opérations de prélèvement de pièces ou de chargement de machine de manière productive. De plus, les flèches traditionnelles ne permettent pas d'atteindre une charge située en périphérie et au pied de la machine, ce qui pose problème dans les espaces réduits. La présente invention vise donc à proposer un engin de levage qui 15 remédie aux inconvénients mentionnés ci-dessus. A cet effet, l'invention a pour objet un engin de levage comprenant : - un châssis comportant une partie de base reposant sur le sol, ladite partie de base étant solidaire d'un mât d'axe sensiblement vertical ; - une pièce intermédiaire montée sur une partie supérieure du mât; 20 - une flèche possédant une extrémité proximale montée pivotante par rapport à ladite pièce intermédiaire autour d'un axe de pivotement sensiblement vertical et une extrémité distale configurée pour permettre la fixation amovible d'un outil, ladite flèche étant formée d'une pluralité de segments successifs articulés entre eux, lesdits segments étant configurés pour 25 définir au moins trois positions de fonctionnement spécifiques de l'engin de levage, à savoir : - une première position de fonctionnement, dite position flèche tendue vers l'avant, dans laquelle la flèche est sensiblement alignée dans un plan horizontal, la distance entre les extrémités proximale et distale de la 30 flèche étant égale à une valeur Dmax; - une deuxième position de fonctionnement, dite position flèche position basse, dans laquelle la flèche est sensiblement alignée dans un plan vertical et l'extrémité distale de la flèche est proche du sol, la distance entre les extrémités proximale et distale de la flèche étant inférieure à la 35 valeur Dmax ; 2 - une troisième position de fonctionnement, dite position de stockage, dans laquelle l'extrémité distale de la flèche est proche du sol, la distance rapportée au sol entre les extrémités proximale et distale de la flèche étant minimale. 5 Ainsi, lorsque l'engin de levage sera dans sa deuxième position de fonctionnement, la flèche sera correctement positionnée pour soulever une charge qui est proche de l'engin de levage. La charge pourra par la suite être soulevée, notamment lorsque l'engin passe de sa deuxième position de fonctionnement à sa première position de fonctionnement. La flèche pouvant 10 pivoter au niveau de son extrémité proximale, l'utilisateur pourra également déplacer la charge autour de sa position d'origine sans la soulever. Il pourra également soulever la charge d'abord, la déplacer ensuite en rotation à partir de cette position haute, pour finalement la déposer sur le sol à l'endroit voulu. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, l'engin de levage sera configuré de telle manière que chaque segment de la flèche soit monté pivotant par rapport à un segment adjacent autour d'un axe sensiblement vertical. Ceci permettra ainsi à la flèche d'avoir une amplitude de mouvement très large autour de son point d'articulation avec la pièce intermédiaire. De manière avantageuse, des moyens de frottement agissant sur l'axe de la liaison pivot reliant deux segments adjacents seront prévus pour permettre de faire varier la résistance de ladite liaison à un mouvement pivotant autour de son axe. Ces moyens de frottement permettront ainsi de séquencer le 25 déplacement de la flèche autour de son axe pivot de manière à faciliter la manipulation de la flèche par l'utilisateur. Dans une configuration spécifique de l'engin de levage, chaque segment possèdera une structure en parallélogramme deformable, permettant de faire varier l'inclinaison dudit segment par rapport à un plan horizontal. 30 Cette configuration permettra notamment d'améliorer encore le déplacement de la charge. En particulier, cette configuration limitera le basculement vers l'avant ou vers l'arrière de la charge lorsque celle-ci est soulevée par la flèche. Dans une autre configuration spécifique de l'engin de levage, 35 chaque segment comprendra également un actionneur apte à modifier l'inclinaison dudit segment par rapport à l'horizontale, chaque actionneur étant 3 de préférence contrôlable à distance au moyen d'une télécommande filaire fixée à l'extrémité distale de la flèche. Cette configuration permettra ainsi à un utilisateur de commander la montée et la descente de la charge à partir de l'extrémité de la flèche. 5 D'autres caractéristiques et avantages ressortiront clairement de la description ci-après d'un mode de réalisation d'un engin de levage selon l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - les figures 1 et 3 à 5 sont des vues de côté d'un engin de levage 10 selon un mode de réalisation de l'invention et selon plusieurs positions de fonctionnement spécifiques de l'engin de levage; - la figure 2 est une vue de face de l'engin de levage représenté sur la figure 1, la flèche ayant pivoté d'un quart de tour ; - la figure 6 est une vue en perspective de l'engin de levage dans 15 la position de fonctionnement représentée sur la figure 5; - les figures 7 et 7a sont respectivement des vues de côté et en coupe d'une liaison pivot utilisée dans l'engin de levage représenté sur les figures 1 à 6 pour relier deux segments adjacents de la flèche. 20 La figure 1 montre un engin de levage 1 selon un mode de réalisation de l'invention, de type mini-grue automotrice. On précise que la description est réalisée par rapport à un référentiel cartésien lié à l'engin de levage, l'axe X étant orienté dans la direction longitudinale de l'engin de levage, l'axe Y étant orienté dans la direction transversale de l'engin de levage, et l'axe Z étant orienté dans la direction verticale de l'engin de levage. Ainsi, les orientations, directions et déplacements longitudinaux, transversaux, verticaux, avant ou arrière, haut ou bas, sont définies par rapport à ce référentiel. L'engin de levage 1 comprend tout d'abord un châssis 2. Le châssis 2 comprend une partie de base 3 comportant à sa partie avant une plate-forme 14 montée sur deux roues 15, ladite plate-forme 14 pouvant servir de zone de stockage pour des charges à transporter ou à décharger. La partie arrière de la partie de base 3 est solidaire d'un train arrière 16 équipé d'une roue 17 montée mobile en rotation autour d'un axe sensiblement horizontal. L'orientation de la roue 17 pourra être modifiée au moyen d'un levier de manoeuvre 18. Le levier de manoeuvre 18 pourra avantageusement être équipé de plusieurs boutons de 4 commande de manière à permettre à un opérateur de réaliser un certain nombre d'opérations à distance. En particulier, dans le cas où l'engin de levage 1 sera équipé d'un moteur électrique destiné à faire tourner la roue 17, des boutons pourront avantageusement être prévus sur le levier de manoeuvre 18 5 pour commander la mise en route et l'arrêt du moteur. Comme représenté sur la figure 2, l'engin de levage 1 est avantageusement équipé de deux pieds stabilisateurs 19 qui pourront être déplacés par rapport au châssis 2 de manière à se positionner à distance du sol lorsque l'opérateur voudra déplacer l'engin de levage. 10 Le châssis 2 comprend également un mât 5 présentant un axe sensiblement vertical. Dans la configuration représentée, le mât 5 peut se déplacer selon son axe entre une position basse, telle que représentée sur les figures 2, 3 et 5, et une position haute, telle que représentée sur les figures 1 et 4. Les moyens moteurs permettant ce déplacement seront avantageusement 15 disposés à l'intérieur du châssis 2 et seront contrôlables par l'intermédiaire d'une télécommande filaire. Sur la partie supérieure 6 du mât 5 est montée une pièce intermédiaire 7. La pièce intermédiaire 7 sera avantageusement montée de façon mobile en rotation sur le mât 5 autour d'un axe vertical VO, notamment par l'intermédiaire d'un joint tournant. L'amplitude angulaire du 20 mouvement de rotation de la pièce intermédiaire 7 pourra être limité par tout moyen approprié, notamment au moyen de butées prévues au niveau de la partie supérieure 6 du mât 5. Dans la configuration représentée, la partie intermédiaire 7 possède une forme courbe dirigée vers le bas, de telle sorte que de ladite pièce intermédiaire 7 possède une extrémité inférieure 8 qui est 25 positionnée à distance du mât 5 et en-dessous de la partie supérieure 6 de ce dernier. Sur cette extrémité inférieure 8 est montée une flèche 9. Dans la configuration représentée, la flèche 9 possède une extrémité proximale 11 qui est montée pivotante sur l'extrémité inférieure 8 de la pièce intermédiaire 7 autour d'un axe de pivotement V1 sensiblement vertical 30 et une extrémité distale 12 formée par un élément de tête, ledit élément de tête étant muni de moyens de fixation 10 permettant la fixation amovible d'un outil à l'extrémité de la flèche 9. L'outil pourra varier en fonction de l'utilisation envisagée. Il pourra par exemple consister en une pince, une fourche, ou un crochet. La flèche 9 possède par ailleurs une structure articulée comprenant 35 deux segments adjacents 13a, 13b reliés entre eux au niveau de leur extrémité de jonction au moyen d'une liaison pivot d'axe V2 sensiblement vertical, l'un 5 des segments 13a étant par ailleurs monté de manière pivotante sur la pièce intermédiaire 7 autour de l'axe V1 et l'autre segment 13b étant monté de manière pivotante à l'élément de tête 12 autour d'un axe V3 sensiblement vertical. Cette combinaison de liaison pivotante successive confère à la flèche 5 9 une grande maniabilité et une grande amplitude de déplacement le long d'un plan horizontal H1 sur lequel sont alignés les deux segments 13a, 13b. Le déplacement des segments 13a, 13b et de l'élément de tête 12 dans le plan horizontal H1 pourra notamment s'effectuer au moyen d'une poignée (non représentée) prévue au niveau de l'élément de tête 12, que l'opérateur pourra 10 manipuler à la main. Dans une autre configuration possible de l'invention, il sera également envisageable de prévoir un déplacement motorisée des segments 13a, 13b et de l'élément de tête 12 autour des axes V1, V2 et V3 respectivement. Dans ce cas, la flèche 9 et/ou la partie intermédiaire 7 seront avantageusement équipées de doigts d'indexage et de capteurs de contact de 15 manière à détecter lorsque les segments 13a, 13b et/ou l'élément de tête 12 atteignent une position de référence correspondant à une position de fonctionnement spécifique de l'engin de levage. Il sera par ailleurs envisageable de limiter angulairement la rotation desdits segments 13a et 13b et/ou de l'élément de tête 12 autour des axes V1, V2 et V3 respectivement au 20 moyen de butées intégrées aux segments eux-mêmes ou à la partie intermédiaire 7 dans le cas du segment 13a. De préférence, ces butées seront configurées pour limiter l'amplitude angulaire du mouvement des segments à un angle compris entre -90° et +900 autour de la position représentée sur la figure 1. 25 En référence à la figure 2, il est représenté l'engin de levage 1 lorsque, à partir de la position représentée sur la figure 1, la pièce intermédiaire 7 a pivoté autour de l'axe VO selon un angle de 900 et le mât 5 a été abaissé dans sa position basse. On constate que, dans cette position basse du mât 5, l'extrémité distale 12 de la flèche 9 est encore trop éloignée du sol S pour 30 pouvoir soulever des charges qui y seraient posées. De manière à rapprocher l'extrémité distale 12 du sol, chaque segment 13a, 13b possèdera avantageusement de moyens permettant de faire varier son inclinaison par rapport à l'horizontale. Dans la configuration représentée, ces moyens consistent à configurer chaque segment 13a, 13b selon une structure en 35 parallélogramme deformable. Une telle structure est notamment définie par deux traverses d'extrémités 134, 135 disposées en vis-à-vis à chaque 6 extrémité du segment. La traverse 134, qui est plus proche de l'extrémité proximale 11 de la flèche 9, supporte de manière pivotante les extrémités arrière 131a, 132a d'une paire de bras 131, 132 disposés de manière parallèle dans un plan vertical, les extrémités avant 131b, 132b desdits bras 131, 132 5 étant quant à elles connectés de manière pivotante sur la traverse 135, qui est plus proche de l'extrémité distale 12 de la flèche 9. Dans la configuration avantageuse représentée, chaque segment 13a, 13b possède également une deuxième paire de bras parallèles 131, 132, définissant une structure similaire de parallélogramme deformable, ladite deuxième paire étant distante de la 10 première paire dans le sens transversal, l'espace libre entre lesdites paires de bras 131, 132 servant de logement à un vérin hydraulique 133 dont les extrémités sont respectivement montées de manière pivotante sur les traverses d'extrémité 134, 135 du segment 13a ou 13b. Ainsi, il est possible de déformer chacun des parallélogrammes déformables en agissant sur l'extension de la 15 tige du vérin 133. Cette déformation induira donc une modification correspondante de l'inclinaison des bras 131 et 132, et donc du segment 13a ou 13b, par rapport à l'horizontale. Il est clair que d'autres types d'actionneurs pourront être utilisés en lieu et place du vérin hydraulique 133 de manière à modifier l'inclinaison des segments 13a, 13b par rapport à l'horizontale. De 20 manière avantageuse, chaque vérin 133 ou actionneur pourra être contrôlé à distance au moyen d'une télécommande filaire fixée à l'extrémité 12 de la flèche 9. Dans le mode de réalisation représenté, la flèche 9 possède uniquement deux segments 13a, 13b. Toutefois, l'engin de levage de 25 l'invention pourrait également être équipé d'une flèche possédant plus de 2 segments consécutifs articulés entre eux. Dans une autre configuration avantageuse de l'invention, et tel que représenté en détail sur les figures 7 et 7a, la liaison pivot 136 reliant les traverses d'extrémité 134, 135 respectives de deux segments adjacents est 30 configurée pour permettre à un opérateur de régler sa dureté, c'est-à-dire sa résistance à un mouvement pivotant autour d'un axe V2 sensiblement vertical. A cet effet, la liaison pivot 136 comprend des roulements à rouleaux coniques 138a, 138b, respectivement supérieur et inférieur, disposés en opposition, chacun des rouleaux reposant sur des épaulements formés au niveau des 35 traverses d'extrémité 134, 135. La traverse 134 possède notamment un arbre 137 fileté à son extrémité libre sur laquelle vient se visser au moins un écrou 7 139, ledit écrou 139 venant appuyer sur plusieurs rondelles Belleville 142 lesquelles exercent un effort de poussée axial vers le bas contre une pièce d'appui 140 de forme sensiblement annulaire. Ladite pièce d'appui 140 possède un bord externe configuré en biseau, ledit bord butant contre un 5 épaulement 141 également en biseau et solidaire de la traverse 135. Ainsi, en vissant plus ou moins l'écrou 139, il est possible d'exercer une force de frottement variable sur la traverse 135 par l'intermédiaire de la pièce d'appui 140, ce qui modifie la dureté de la liaison pivot 136. La position de fonctionnement représentée sur la figure 3, dite 10 position flèche position basse, est atteinte lorsque, à partir de la position représentée sur la figure 1, l'opérateur actionne les vérins de chacun des segments 13a, 13b de manière à modifier leur inclinaison par rapport à l'horizontale. Dans cette position, l'élément de tête 12 est proche du sol S, la hauteur H séparant le point de connexion 10 pour l'outil du sol S étant la plus 15 faible possible. Par ailleurs, la distance D séparant ledit élément de tête 12 de la liaison pivot 11 connectant la flèche 9 à la pièce intermédiaire 7 est plus courte que l'extension Dmax de la flèche 9 dans sa position flèche tendue vers l'avant. Dans cette position, l'engin de levage 1 est correctement positionné pour soulever une charge qui serait posée sur le sol. 20 L'opérateur peut ensuite soulever ladite charge en agissant sur les vérins des segments 13a, 13b de telle sorte à inverser leur inclinaison et atteindre par exemple la position représentée sur la figure 4 dans laquelle le point de connexion 10 pour l'outil est plus élevé que la surface supérieure 6 du mât 5. 25 En référence aux figures 5 et 6, il est représenté la position dite de stockage de l'engin de levage selon l'invention. Dans cette position, l'élément de tête 12 de la flèche 9 est proche du sol S, la hauteur H séparant le point de connexion 10 pour l'outil du sol S étant la plus faible possible. A la différence de la position représentée sur la figure 3, l'élément de tête 12 a été 30 orienté manuellement par l'opérateur pour que le point de connexion 10 soit dirigé vers l'arrière de l'engin de levage, limitant ainsi son encombrement dans le sens longitudinal. Ainsi, la distance Dr rapportée au sol entre l'élément de tête 12 de la liaison pivot 11 sera la plus faible possible. L'encombrement en hauteur et dans le sens transversal de l'engin de levage est également limité 35 au maximum dans cette position de stockage du fait de l'orientation optimisée des segments 13a et 13b de la flèche 9. 8 L'encombrement en hauteur est également limité par le fait que l'extrémité proximale 11 de la flèche 9 est positionnée sous la partie supérieure 6 du mât 5. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus, ce mode de réalisation n'ayant été donné qu'à titre d'exemple. Des modifications sont possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments, ou par la substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS1. Engin de levage (1) comprenant : - un châssis (2) comportant une partie de base (3) reposant sur le sol (S), ladite partie de base (3) étant solidaire d'un mât (5) d'axe sensiblement vertical ; - une pièce intermédiaire (7) montée sur une partie supérieure (6) du mât (5); - une flèche (9) possédant une extrémité proximale (11) montée pivotante par rapport à ladite pièce intermédiaire (7) autour d'un axe de pivotement (V1) sensiblement vertical et une extrémité distale (12) configurée pour permettre la fixation amovible d'un outil, ladite flèche (9) étant formée d'une pluralité de segments (13a, 13b) successifs articulés entre eux, lesdits segments (13a, 13b) étant configurés pour définir au moins trois positions de fonctionnement spécifiques de l'engin de levage, à savoir : - une première position de fonctionnement, dite position flèche tendue vers l'avant, dans laquelle la flèche (9) est sensiblement alignée dans un plan horizontal (H1), la distance entre les extrémités proximale (11) et distale (12) de la flèche (9) étant égale à une valeur Dmax; - une deuxième position de fonctionnement, dite position flèche position basse, dans laquelle la flèche (9) est sensiblement alignée dans un plan vertical et l'extrémité distale (12) de la flèche (9) est proche du sol (S), la distance (D) entre les extrémités proximale (11) et distale (12) de la flèche (9) étant inférieure à la valeur Dmax ; - une troisième position de fonctionnement, dite position de stockage, dans laquelle l'extrémité distale (12) de la flèche (9) est proche du sol (S), la distance (Dr) rapportée au sol entre les extrémités proximale (11) et distale (12) de la flèche (9) étant minimale. 2. Engin de levage (1) selon la revendication 1, dans lequel chaque segment (13a, 13b) de la flèche (9) est monté pivotant par rapport à un segment adjacent autour d'un axe sensiblement vertical (V2). 3. Engin de levage (1) selon la revendication 2, dans lequel la liaison pivot (136) reliant deux segments adjacents (13a, 13b) est configurable par des moyens de frottement (139, 140, 141) permettant de faire varier la résistance de ladite liaison (136) à un mouvement pivotant autour de son axe (V2). 4. Engin de levage (1) selon la revendication 3, dans lequel les moyens de frottement comprennent au moins un écrou (139) venant en appui contre une rondelle (142) qui est elle-même en appui contre une pièce d'appui (140) possédant un bord externe en contact avec un épaulement biseauté (141) formé sur l'un des segments (13a, 13b), le serrage de l'écrou augmentant les frottements entre ladite pièce d'appui (140) et ledit épaulement (141) . 5. Engin de levage (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chaque segment (13a, 13b) possède une structure en parallélogramme déformable, permettant de faire varier l'inclinaison dudit segment par rapport à un plan horizontal. 6. Engin de levage (1) selon la revendication 5, dans lequel chaque segment (13a, 13b) comprend un actionneur (133) apte à modifier l'inclinaison dudit segment par rapport à l'horizontale. 7. Engin de levage (1) selon la revendication 6, dans lequel l'actionneur est un vérin (133) de type hydraulique connecté à ses deux extrémités à deux traverses d'extrémité (134, 135) du segment (13a, 13b), lesdites traverses (134, 135) supportant de manière pivotante deux paires de bras (131, 132) parallèles disposés de part et d'autre du vérin (133). 8. Engin de levage (1) selon l'une des revendications 6 et 7, dans lequel chaque actionneur (133) est contrôlable à distance au moyen d'une télécommande filaire fixée à l'extrémité distale (12) de la flèche (9). 9. Engin de levage (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'extrémité distale (12) de la flèche (9) comprend un élément de tête supportant une poignée, ladite poignée permettant le déplacement manuel de la flèche (9) par un utilisateur. 10. Engin de levage (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le châssis (2) est monté sur roues (15, 17) de manière à permettre le déplacement de l'engin de levage sur le sol (S). 11. Engin de levage (1) selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre deux pieds stabilisateurs (19) mobiles par rapport au châssis (2) entre une position déployée dans laquelle une extrémité libre des pieds stabilisateurs (19) est destinée à venir en appui contre le sol (S) et une position rabattue dans laquelle cette extrémité libre est destinée à être agencée à distance du sol (S). 12. Engin de levage (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le mât (5) est mobile verticalement. 13. Engin de levage (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'extrémité proximale (11) de la flèche (9) est positionnée sous la partie supérieure (6) du mât (5), réduisant ainsi l'encombrement en hauteur de l'engin de levage dans sa position de stockage. 14. Engin de levage (1) selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre une plate-forme (14) solidaire de la partie de base (3) du châssis (2), ladite plate-forme (4) permettant de déposer des charges destinées à être transporter par l'engin de levage. 15. Engin de levage (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la flèche (9) et/ou la pièce intermédiaire (7) sont équipées de doigts d'indexage et de capteurs de contact aptes à détecter lesdits doigts d'indexage dans une configuration spécifique de la flèche (9), ladite configuration pouvant correspondre notamment à au moins l'une desdites positions de fonctionnement spécifiques de l'engin de levage. 16. Engin de levage (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les segments (13a, 13b) de la flèche (9) sont équipés de butées aptes à limiter angulairement la rotation desdits segments (13a, 13b) autour d'un axe sensiblement vertical (V1, V2, V3). 17. Engin de levage (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la pièce intermédiaire (7) est montée sur le mât (5) de façon mobile en rotation autour d'un axe vertical (VO).