Brevet FR3090610A1 — publié le 20200626

Description Titre de l'invention : Dispositifanti-chutepourélévateur motorisé à entraînement pignon-crémaillère Domaine technique [0001] L'invention appartient au domaine des élévateurs. [0002] Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif de sécurité destiné à empêcher la chute d'un élévateur lors des opérations de télescopage et dé-télescopage négatif, c'est-à-dire vers le bas, de la mâture de l'élévateur. [0003] L'invention trouve une application particulière dans le domaine des élévateurs utilisés en descenderie. Technique antérieure [0004] Le télescopage d'une mâture d'élévateur est réalisé par mise en place de modules de mât les uns sur ou sous les autres. [0005] Suivant la configuration, la mâture peut être assemblée de haut en bas, c'est-à-dire depuis une extrémité haute de la mâture jusqu'à une extrémité basse de ladite mâture, on parle alors de télescopage négatif, ou télescopage vers le bas, ou au contraire de bas en haut, on parle alors de télescopage positif, ou télescopage vers le haut. La course vers le bas de la cabine est limitée par une butée mécanique, mise en place sur la mâture. Cette butée est démontée lors du télescopage ou du dé-télescopage de la mâture et remontée avant la mise en service. On entend par dé-télescopage un désassemblage de la mâture. [0006] Ainsi, lors d'un télescopage négatif, la course de la cabine n'est pas limitée vers le bas. Il existe donc un risque de chute de la cabine en cas par exemple de dysfonctionnement des systèmes de sécurité déjà présents tels que par exemple un parachute destiné à s'enclencher en cas de détection d'une survitesse de la cabine, ou un détecteur électrique de fin de mâture destiné à stopper électriquement l'élévateur lorsque ledit détecteur, placé en pallie basse de l'élévateur, ne détecte plus la mâture supportant l'élévateur. [0007] Il est connu de l'art antérieur des systèmes de freinage destinés à ralentir un élévateur en cas de survitesse. [0008] A titre d'exemple, le brevet américain US 7 849 972 divulgue un dispositif de freinage d'urgence comportant deux cales pouvant être mises en contact chacune avec un rail de guidage de l'élévateur au moyen de deux membres pivotants. Lorsque la vitesse de l'ascenseur dépasse un premier seuil supérieur à une vitesse nominale, un dispositif de freinage de l'élévateur est mis en action ; lorsque la vitesse de l'ascenseur dépasse un second seuil supérieur au premier - c'est-à-dire que le dispositif de freinage 2 est insuffisant pour freiner l'élévateur, le dispositif d'urgence est actionné, et les cales sont mises en contact des rails pour freiner la cabine de l'élévateur par friction. Le mouvement des membres pivotants, et donc le contact des cales avec les rails de guidages, sont commandés par un actionneur électromagnétique en fonction de la vitesse de l'élévateur. [0009] Un inconvénient de tels dispositifs de freinage est qu'ils peuvent ralentir l'élévateur niais pas le stopper, de sorte qu'une chute de l'élévateur reste possible. [0010] La demande de brevet chinois CN 103523630 divulgue un dispositif de sécurité pour un élévateur destiné à l'assemblage d'un pilier de grue assemblé par mise en place d'éléments de mât les uns sur les autres au moyen d'un équipement de levage. Lorsqu'un certain nombre d'éléments de mât est mis en place depuis le sol, formant ainsi une hase, la cabine est installée le long de cette hase au moyen d'éléments de guidage. D'autres éléments de mât sont ensuite installés par l'équipement de levage. En l'absence d'un tel équipement, ou lorsque la taille du niât devient supérieure à la hauteur de levage maximale de l'équipement, le levage est réalisé au moyen d'un crochet disposé au-dessus de la cabine de l'élévateur, laquelle monte le long des éléments de mât déjà en place. Le dispositif de sécurité décrit dans cet art antérieur permet d'éviter la sortie de la cabine des éléments de guidage qui pourrait survenir en cas d'une course trop importante de la cabine. Le dispositif comporte un interrupteur formé essentiellement d'une tige positionnée et maintenue à une distance donnée au-dessus de la cabine, et en contact avec le mât, de sorte que le contact entre l'interrupteur et le mât est interrompu avant que la cabine ne quitte les éléments de guidage. L'interrupteur est relié électriquement à une unité motrice de l'élévateur, de sorte que, avant que la cabine n'ait atteint le sommet du mât, le contact interrupteur/ mât est inten-ompu et l'unité motrice se retrouve coupée en énergie, la cabine cessant alors son ascension, empêchant une sortie de la cabine des éléments de guidage. [0011] Un tel dispositif de sécurité permet de stopper la cabine pour éviter une sortie des éléments de guidage, mais il est adapté à des cabines évoluant dans le sens d'une montée et non dans le sens d'une descente. Exposé de l'invention [0012] L'invention concerne un dispositif anti-chute apte à passer d'une configuration non enclenchée à une configuration enclenchée pour prévenir la chute d'un élévateur apte à être mis en mouvement le long d'une crémaillère d'une mâture d'élévateur. Selon l'invention, le dispositif anti-chute comporte un bâti, un levier, un galet en liaison pivot avec ledit levier et fixé à une première extrémité dudit levier, ledit galet étant apte à rouler sur une face lisse de la crémaillère, un taquet fixé à une seconde extrémité dudit levier, ledit taquet comportant une partie dentée apte à coopérer avec une face dentée 3 de la crémaillère et étant relié au bâti au moyen d'un ressort de compression, et au moins un amortisseur disposé sur une partie supérieure dudit dispositif anti-chute. Le dispositif anti-chute selon l'invention est en outre en liaison glissière avec l'élévateur. [0013] Dans un mode de réalisation, le dispositif anti-chute selon l'invention comporte un galet de contre-crémaillère apte à rouler le long de la face lisse en configuration non enclenchée et apte à venir en appui sur ladite face lisse en configuration enclenchée. [0014] Dans un mode de réalisation, une denture de la partie dentée du taquet et une denture de la face dentée de la crémaillère présentent un même angle de pression, lequel angle de pression est égal à un angle de guidage du taquet formé par une direction d'extension du taquet avec une direction d'extension des dents dudit taquet. [0015] Dans un mode de réalisation, le dispositif anti-chute comporte au moins un moyen de déverrouillage pour permettre le passage dudit dispositif anti-chute de la configuration enclenchée à la configuration non enclenchée. [0016] Dans un mode de réalisation, l'au moins un moyen de déverrouillage comprend une vis de déverrouillage, un écrou de déverrouillage et un corps de guidage de ladite vis. [0017] Dans un mode de réalisation, l'au moins un moyen de déverrouillage comprend un vérin. [0018] L'invention concerne également un élévateur comprenant un dispositif anti-chute selon l'invention. [0019] L'invention concerne également un ensemble composé d'un élévateur selon l'invention et d'une mâture d'élévateur comprenant une crémaillère, l'élévateur comportant par ailleurs au moins un pignon destiné à coopérer avec ladite crémaillère pour permettre un mouvement dudit élévateur le long de ladite crémaillère, le dispositif anti-chute de l'élévateur étant apte à coopérer avec la crémaillère. Brève description des dessins [0020] [Fig. 1A] représente un élévateur mis en place sur une mâture dans une configuration dans laquelle la cabine de l'élévateur est entièrement placée sur la mâture. [0021] [Fig. 113] représente un élévateur mis en place sur une mâture d'élévateur dans une configuration dans laquelle la cabine est entièrement descendue en-dessous d'une altitude de l'extrémité inférieure de la mâture. [0022] [Fig. 2A] représente l'unité motrice de l'élévateur dans une vue avant. [0023] [Fig. 2B] représente l'unité motrice de l'élévateur dans une vue arrière. [0024] [Fig. 3A] représente une vue avant du dispositif anti-chute selon l'invention, mis en place sur l'élévateur, dans une configuration non enclenchée, avec capot. [0025] [Fig. 3B] représente une vue avant du dispositif anti-chute selon l'invention, mis en place sur l'élévateur, dans une configuration transitoire d'enclenchement, sans capot. [0026] [Fig. 3C] représente une vue avant du dispositif anti-chute selon l'invention, mis en place sur l'élévateur, dans une configuration enclenchée, avec capot. [0027] [Fig. 4] représente une vue arrière du dispositif anti-chute selon l'invention, dans une configuration enclenchée. [0028] [Fig. 5] représente une vue en perspective du dispositif anti-chute selon l'invention. [0029] [Fig. 6] représente une vue en détail des dentures de la crémaillère et du dispositif anti-chute selon l'invention. Description détaillée [0030] En référence aux figures lA et 1B, un élévateur 1 comportant une cabine 10 et une unité motrice 11 est mis en place sur une mâture 2 en cours de télescopage négatif. La mâture 2 est composée d'un ensemble de modules de mât 20 de section sensiblement carrée et assemblés de haut en bas. La mise en place d'un module de niât 20 sous un autre module de niât est réalisée en plaçant l'élévateur dans une position basse dans laquelle un plancher bas 100 de la cabine 10 est amené à descendre à une altitude inférieure à une extrémité inférieure 21 de la mâture en cours d'assemblage, ou de télescopage. L'extrémité inférieure 21 est suspendue, c'est-à-dire qu'elle n'est pas en contact avec le sol, une distance entre le sol et l'extrémité inférieure 21 étant globalement supérieure à une hauteur de l'élévateur. [0031] On entend par élévateur un appareil destiné à transporter des personnes ou des charges selon une direction verticale correspondant à une direction de déplacement de l'élévateur le long dela mâture. Un élévateur peut par exemple être un ascenseur ou un monte-charge. [0032] L'élévateur 1 est apte à évoluer le long de la mâture 2 dans un sens de montée ou dans un sens de descente, au moyen d'un système pignon-crémaillère comportant au moins un pignon 114 associé à l'élévateur 1 et une crémaillère 22 associée à la mâture 20. L'élévateur 1 est mis en mouvement le long de la mâture 2 par l'unité motrice 11 qui comporte en particulier un ensemble moteur 110 entraînant au moins un pignon 114, et un parachute 111 destiné à freiner l'élévateur en cas de survitesse. On entend par « survitesse » une vitesse de descente supérieure à une vitesse de descente nominale maximale de fonctionnement de l'élévateur. [0033] En référence aux figures 2A et 2B, l'unité motrice 11 comprend par ailleurs deux butées mécaniques 112 aptes à venir au contact d'une butée mécanique basse placée à quelques dizaines de centimètres de l'extrémité inférieure 21 de la mâture 2, permettant ainsi d'empêcher l'élévateur 1 de descendre trop bas, évitant ainsi une sortie de l'au moins un pignon de la crémaillère et une chute de l'élévateur. [0034] Toutefois, en cas d'absence de la butée basse, la course de l'élévateur n'est pas limitée et il y a donc un risque de chute dudit élévateur. C'est par exemple le cas lorsque la butée basse est enlevée pour mettre en place un module de mât 20 supplé- mentait-c. [0035] Un dispositif anti-chute 3 selon l'invention permet de limiter voire d'empêcher les risques de chute en cas d'absence de butée mécanique basse. Le dispositif anti-chute 3 est placé au niveau d'une partie évidée 115 rectangulaire d'une partie inférieure de l'unité motrice 11. [0036] En référence aux figures 3A, 3B, 3C et 5, le dispositif anti-chute 3 selon l'invention comporte un bâti 30, un levier 31, un galet 32, un taquet 33 et deux amortisseurs 34. [0037] Le levier 31 est en liaison pivot 310 avec le bâti 30 autour d'un axe de liaison sen- siblement perpendiculaire à une face de la mâture 2 le long de laquelle l'élévateur est amené à se déplacer. [0038] Le galet 32 est solidaire d'une extrémité basse du levier 31 et en liaison pivot avec ledit levier, selon un axe de liaison sensiblement parallèle à l'axe de liaison de la liaison pivot 310 entre le levier 31 et le bâti 310. Le galet 32 est placé sur une face intérieure du levier 31, ladite face intérieure correspondant à une face orientée vers la mâture, de sorte que ledit galet est apte à rouler sur une face lisse 220 de la crémaillère 22 opposée à une face dentée 221 de ladite crémaillère. [0039] Le taquet 33 est solidaire d'une extrémité haute du levier 31 et relié audit levier par un arbre 333, et est fixe par rapport audit levier. Le taquet 33 est placé du côté de la face intérieure du levier 31, de sorte qu'une partie dentée 334 dudit taquet est apte à coopérer avec une face dentée 221 de la crémaillère 22. Un ressort 330 de compression reliant le bâti 30 au taquet 33 exerce une force visant à rapprocher ledit taquet de la crémaillère. [0040] Un capot 331 est fixé au bâti 30 par exemple au moyen de vis. Le capot 331 présente un trou de guidage 332 sensiblement oblong permettant d'assurer un guidage de l'arbre 333 reliant le taquet 33 au levier 31 et permettre une rotation de cet ensemble autour de la liaison pivot 310. Le capot 331 contribue avec le bâti 30 à assurer un guidage du taquet 33 lorsque ledit taquet est entraîné par le levier 31. En particulier, le capot 331 assure un guidage latéral du taquet 33. [0041] En référence à la figure 5, un chemin de guidage 335 du bâti 30 assure avec le capot 331 le guidage du taquet 33. Le chemin de guidage 335 est soudé au reste du bâti 30, et présente une section en « U ». Le chemin de guidage 335 s'étend selon une direction d'extension identique à une direction d'extension du taquet 33. [0042] Le dispositif anti-chute 3 est en liaison glissière avec l'unité motrice 11 de l'élévateur. La liaison glissière entre ledit dispositif et ladite unité motrice autorise un mouvement relatif de translation de l'un de ces deux éléments selon un axe vertical par rapport à l'autre élément. En référence aux figures, la liaison glissière est assurée par la présence sur le bâti 310 de quatre trous oblongs 300, dans chacun desquels est inséré un pion 113 de l'unité motrice 11. 6 [0043] Les amortisseurs 34 sont fixés sur une partie supérieure du bâti 30 du dispositif and- chute, par des moyens de fixation, par exemple de type vis/écrou. Dans l'exemple illustré sur les figures, les amortisseurs 34 ont sensiblement une forme cylindrique. [0044] Le fonctionnement du dispositif anti-chute est détaillé ci-après. [0045] Dans une configuration non enclenchée du dispositif anti-chute 3, illustrée sur la figure 3A, le galet 32 est en contact avec la face lisse 220 de la crémaillère 22 et susceptible de rouler le long de cette face lisse en cas de mouvement de l'élévateur. Le moment créé par l'effort exercé par le ressort 330 sur le taquet 33, autour de l'axe de liaison de la liaison pivot 310, est compensé par le moment créé par l'effort de réaction de la crémaillère sur le galet 32 autour de cc même axe. Ainsi, le levier 31 est sensiblement immobile et le taquet 33 ne coopère pas avec la crémaillère 22, de sorte que le dispositif anti-chute 3 ne s'oppose pas à un mouvement de l'élévateur 1 et accompagne le mouvement de l'élévateur grâce au roulement du galet 32 le long de la crémaillère. [0046] Si l'élévateur descend suffisamment, le galet 32 est amené à quitter la crémaillère, comme illustré sur la figure 3B illustrant une configuration transitoire d'enclenchement du dispositif anti-chute. Dès que le contact entre le galet et la crémaillère est interrompu, le moment créé par l'effort exercé par le ressort 330 sur le taquet 33, autour de l'axe de liaison de la liaison pivot 310, amène ledit taquet au contact de la crémaillère, de sorte que les dents de la partie dentée dudit taquet coopèrent avec la face dentée 221 de ladite crémaillère, immobilisant ainsi le dispositif anti-chute vis-à-vis de la crémaillère 22. Le dispositif anti-chute 3 est alors en configuration enclenchée. Dès lors, la descente de l'élévateur est limitée. En effet, l'élévateur peut continuer à descendre, de par la liaison glissière existant entre l'unité motrice et le dispositif antichute, jusqu'à ce que l'unité motrice 11 arrive en contact avec les amortisseurs 34 placés sur une partie supérieure du dispositif anti-chute, lesquels amortisseurs sont alors comprimés de sorte qu'ils freinent la descente de l'élévateur jusqu'à arrêt complet dudit élévateur. Une longueur des trous oblongs 300 est avantageusement égale à une longueur d'un amortisseur, de sorte que la course des pions 113 n'est pas limitée durant la phase de freinage de l'élévateur, ou de compression des amortisseurs, menant à l'arrêt complet de l'élévateur. [0047] Les dents de la crémaillère 22 et les dents du taquet 33 présentent un même angle de pression. En référence à la figure 6, un angle de pression est défini comme étant l'angle formé par la pente des dents par rapport à une direction d'extension desdites dents, horizontale dans le cas présent. Un angle de guidage w du taquet 33, lequel angle est formé par la direction d'extension du taquet 33 avec la direction horizontale d'extension des dents du taquet, est sensiblement égal à cet angle de pression, ce qui permet d'une part un engrènement optimal entre les dents de la crémaillère 22 et les 7 dents du taquet 33, les directions d'extension des dents restant parallèles durant le déplacement dudit taquet, et d'autre part de compenser l'effort horizontal exercé par la crémaillère sur le taquet du fait du poids de l'élévateur et la pression des dents de la crémaillère sur le taquet, évitant ainsi au taquet d'être éloigné de la crémaillère. [0048] Un galet de contre-crémaillère 35, illustré sur la figure 2B ainsi que sur la figure 4, vient reprendre un effort de poussée exercé par le taquet 33 sur la crémaillère 22 du fait du poids de l'élévateur 1 reposant sur le dispositif anti-chute, afin d'éviter un endommagement de la crémaillère. Le galet de contre-crémaillère 35 est un galet en liaison pivot avec le bâti 30 du dispositif anti-chute, apte à rouler sur la face lisse de la crémaillère en configuration non enclenchée, et venant en appui contre la face lisse de la crémaillère en configuration enclenchée, dans laquelle il se trouve sensiblement immobilisé par rapport audit bâti. [0049] Afin de pouvoir ramener le dispositif en configuration non enclenchée, il convient dans un premier temps de remonter légèrement l'élévateur 1 afin de décomprimer les amortisseurs 34. Le dispositif anti-chute 3 ne supporte alors plus le poids de l'élévateur 1. [0050] Le dispositif anti-chute 3 est ensuite déverrouillé grâce à au moins un moyen de dé- verrouillage comprenant un corps de guidage 36, une vis de déverrouillage 37 et un écrou de déverrouillage 38. Une fois les amortisseurs 34 décomprimés, la vis de déverrouillage 37 est insérée dans le corps de guidage 36 en forme de L formant saillie sur le bâti 30. L'écrou de verrouillage 38 est mis en place, classiquement, sur une partie filetée de la vis de déverrouillage. La vis de déverrouillage vient en butée contre le levier 31, de sorte qu'un vissage de la vis de déverrouillage permet de contrebalancer l'action du ressort 330 sur le taquet 33 en exerçant un effort sur le levier s'opposant à l'action dudit ressort. Le taquet 33 est ainsi dégagé de la crémaillère 22 et le levier 31 est amené à pivoter de manière à placer le galet 32 en retrait de la crémaillère. Ainsi le dispositif anti-chute 3 n'est plus immobilisé relativement à la crémaillère, et ledit dispositif ainsi que l'élévateur peuvent être remontés jusqu'à ce que le galet 32 arrive à une altitude au moins égale à celle de l'extrémité inférieure 21 de la mâture 2. La vis de déverrouillage est alors dévissée, éventuellement retirée, afin de permettre au galet 32 de revenir au contact de la crémaillère, par action du ressort 330 sur le taquet, et donc sur le levier. [0051] Un tel procédé de remise en configuration non enclenchée est réalisé manuellement. [0052] En référence à la figure 4, dans une forme de réalisation alternative, la remise en configuration non enclenchée est réalisée de manière automatique. Lors de la remontée de l'élévateur 1 à l'aide des moteurs de l'unité motrice, les amortisseurs 34 se décompriment et sous l'effet de la force verticale dirigée vers le haut et combinée à l'angle de pression et à l'angle de guidage du taquet, le taquet 33 se désengage de la 8 crémaillère 22. Lorsque le galet 32 arrive au contact de l'extrémité inférieure de la crémaillère, correspondant sensiblement en altitude à celle de l'extrémité inférieure 21 de la mâture 2, les dents de la crémaillère 22 et du taquet 33 sont en contact à leurs sommets. Le dégagement du taquet de la crémaillère a permis de faire pivoter le levier 31 de sorte qu'un axe de rotation du galet 32, correspondant à son axe de liaison pivot, est placé en retrait de la face lisse, comme illustré sur la figure 4. De cette manière, lorsque l'élévateur poursuit sa montée, un effort est appliqué par la crémaillère sur le galet permettant au levier de pivoter légèrement pour permettre audit galet de s'engager sur la face lisse de la crémaillère, pour ramener le dispositif antichute 3 dans sa configuration non enclenchée. Il convient de remarquer qu'une longueur du levier 31 et un diamètre du galet 32 doivent être adaptés pour que ledit galet soit en contact avec l'extrémité inférieure de la crémaillère au moment où le taquet et ladite crémaillère sont presque entièrement dégagés l'un de l'autre et en contact uniquement par les sommets des dents. La longueur du levier 31 détermine la position horizontale et verticale de l'axe de rotation du galet 32. Cet axe doit être éloigné horizontalement du plan passant par la face lisse de la crémaillère 22, vers l'extérieur de la crémaillère 22. Dans l'exemple illustré, l'axe de rotation est à une distance de 11 mm, dans un plan horizontal, de la face lisse de la crémaillère 22. La position verticale est liée au diamètre du galet lequel doit être suffisant pour entrer en contact avec une arête basse de la face lisse de la crémaillère lors de la montée, et autoriser un jeu entre le galet et ladite arête basse lorsque les dents de la crémaillère 22 et du taquet 33 sont en contact par leurs sommets, un tel jeu permettant d'éviter un endommagement du dispositif anti-chute voire de l'élévateur lors de la remise en configuration non enclenchée. Dans l'exemple illustré, le diamètre du galet 32 est de 70nun [0053] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux seules formes de réalisation décrites ici. Par exemple, le nombre d'amortisseurs 34 ainsi que leurs caractéristiques mécaniques peuvent varier, en particulier ces amortisseurs sont dimensionnés en fonction du poids à amortir et de la vitesse d'impact. [0054] De la même manière, d'autres moyens de déverrouillage peuvent être envisagés, par un exemple un vérin. [0055] L'invention trouve une application particulière dans le domaine des élévateurs utilisés en descenderie. On appelle « descenderie » une galerie ou un puits vertical qui permet l'accès aux travaux miniers. 9