EP0618047B1 - Dispositif de montage d'axes de liaison pour éléments de charpente, et axe de liaison adapté à ce dispositif - Google Patents

Dispositif de montage d'axes de liaison pour éléments de charpente, et axe de liaison adapté à ce dispositif Download PDF

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EP0618047B1
EP0618047B1 EP94420091A EP94420091A EP0618047B1 EP 0618047 B1 EP0618047 B1 EP 0618047B1 EP 94420091 A EP94420091 A EP 94420091A EP 94420091 A EP94420091 A EP 94420091A EP 0618047 B1 EP0618047 B1 EP 0618047B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
hollow rod
head
actuator body
bore
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP94420091A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP0618047A1 (fr
Inventor
Hubert Bouillon
Jean-Claude Saint Gerand
Jacques Favreau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Manitowoc Crane Group France SAS
Original Assignee
Potain SA
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP0618047B1 publication Critical patent/EP0618047B1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/18—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes
    • B66C23/26—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes for use on building sites; constructed, e.g. with separable parts, to facilitate rapid assembly or dismantling, for operation at successively higher levels, for transport by road or rail
    • B66C23/28—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes for use on building sites; constructed, e.g. with separable parts, to facilitate rapid assembly or dismantling, for operation at successively higher levels, for transport by road or rail constructed to operate at successively higher levels
    • B66C23/283—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes for use on building sites; constructed, e.g. with separable parts, to facilitate rapid assembly or dismantling, for operation at successively higher levels, for transport by road or rail constructed to operate at successively higher levels with frameworks composed of assembled elements
    • B66C23/286—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes for use on building sites; constructed, e.g. with separable parts, to facilitate rapid assembly or dismantling, for operation at successively higher levels, for transport by road or rail constructed to operate at successively higher levels with frameworks composed of assembled elements with locking devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING, OR HOLDING
    • B25B27/00—Hand tools, specially adapted for fitting together or separating parts or objects whether or not involving some deformation, not otherwise provided for
    • B25B27/02—Hand tools, specially adapted for fitting together or separating parts or objects whether or not involving some deformation, not otherwise provided for for connecting objects by press fit or detaching same
    • B25B27/026—Hand tools, specially adapted for fitting together or separating parts or objects whether or not involving some deformation, not otherwise provided for for connecting objects by press fit or detaching same fluid driven
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING, OR HOLDING
    • B25B27/00—Hand tools, specially adapted for fitting together or separating parts or objects whether or not involving some deformation, not otherwise provided for
    • B25B27/02—Hand tools, specially adapted for fitting together or separating parts or objects whether or not involving some deformation, not otherwise provided for for connecting objects by press fit or detaching same
    • B25B27/04—Hand tools, specially adapted for fitting together or separating parts or objects whether or not involving some deformation, not otherwise provided for for connecting objects by press fit or detaching same inserting or withdrawing keys

Definitions

  • the present invention relates to a device intended to facilitate the mounting and dismounting of axes which ensure the connection between structural elements, in particular elements of a metallic framework.
  • This invention finds in particular, but not exclusively, its application in the assembly and disassembly of the connecting axes of the mast elements constituting the vertical liftable tower of tower cranes used on construction sites of buildings and public works.
  • the tower of such a crane is generally made up of superimposable elements, called to be frequently assembled together and separated from each other; these elements are designed, as regards the choice of their length, to facilitate the transport of the crane in the disassembled state and to allow adaptation of the height of the crane to its conditions of use on construction sites.
  • the mast elements generally of square horizontal section, each consist of four corner members (or uprights) joined in pairs by a triangulation, also called bracing, composed of diagonals and crosspieces.
  • a triangulation also called bracing
  • the mast elements are arranged vertically one above the other, and they are rigidly connected to each other by their corner members.
  • the assembly device comprises an internal splice and two external splints on the lower upright, two reinforcements internal and two external reinforcements on the upper upright, and two orthogonal connecting axes, offset from each other in the vertical direction.
  • the assembly device comprises an internal section splice transverse substantially in accordance with the hollow internal section of the members and orthogonal axes of connection of the internal splint with at least one of the two members to be assembled.
  • the mounting of the connecting axes on the site is facilitated by the fact that said axes each have two cylindrical parts of distinct diameters but little different from each other, connected by an intermediate zone of progressive diameter.
  • experience shows that the establishment of the connecting axes must be completed using a mass, as well as the beginning of their disassembly.
  • the document EP-A-0484930 effectively relates to a device for mounting connecting pins carrying out the assembly of the mast elements of a tower crane.
  • this known device uses a manual screw jack, actuated manually using a flywheel, and it therefore does not constitute a motorized device capable of replacing human force.
  • the present invention overcomes the drawbacks set out above, by providing a device intended to facilitate the mounting and dismounting of the axes which ensure the connection between structural elements, in particular metal, in particular tower crane mast elements, this device using an external energy source.
  • a device for mounting and dismounting connecting pins for frame members comprising a jack body, capable of bearing by its front end open on a frame member, a set of pistons slidably mounted in an axial direction inside the jack body which delimit several chambers receiving a hydraulic or pneumatic fluid, a chuck with jaws, axially movable, for clamping one end of a connecting pin to be assembled or dismantled, control means of tightening / loosening of the mandrel as well as of traction and axial displacement of this mandrel in one direction or the other, and of the power supply and control means, this device being characterized in that the jack body is produced in three parts: a tubular front cylinder body part receiving a front piston comprising a head receiving the mandrel at its periphery, slidingly mounted inside said part, and a hollow rod oriented towards the rear, a part of rear cylinder body also of tubular shape receiving a rear piston fixedly connected to the
  • a connecting sheath containing hydraulic or pneumatic hoses and an electric supply cable terminates at the rear of the jack body, a bellows being preferably mounted at the rear of the jack body and letting the connecting sheath pass through. , and this cylinder body externally carrying at least one control handle.
  • the device according to the invention is thus presented as a portable tool, conveniently handy, connected to an external source of energy such as a group hydraulic.
  • an external source of energy such as a group hydraulic.
  • the division into three parts of the cylinder body of this device facilitates its manufacture.
  • the mandrel comprises a sleeve screwed onto the head of the front piston, tilting jaws disposed inside the sleeve and a frustoconical seat screwed onto the front end of the central piston rod and taking support on a projecting part of the inside of the jaws.
  • the screw connections allow easy replacement of the complete mandrel, in particular to adapt the device according to the invention as a function of the diameter of the connecting pins to be assembled or disassembled.
  • the front jack body defines, with the front piston and the partition, a first chamber of annular section, while the interior of the hollow rod of said front piston forms, with the piston central and part of the bore of the hollow rod of the rear piston, a second chamber of annular section, which communicates with the first chamber through holes drilled through the wall of the hollow rod.
  • the rear cylinder body defines, with the head of the rear piston, the hollow rod of the front piston and the partition, a third chamber of annular section, while the bore of the hollow rod of the rear piston forms, with the head of the central piston and the plug, a fourth chamber of circular section.
  • the invention also relates, as such, to the use of a connecting pin for structural elements with the mounting device defined above.
  • Such a connecting axis comprises a body in two coaxial cylindrical parts of distinct diameters but little different from each other, connected by an intermediate zone of progressive diameter, the end situated on the side of the part of larger diameter comprising a head formed by an extended base projecting from a short stud, while the other end is formed by a frustoconical portion extended by a long stud.
  • the end parts of the short and long nipples are identical and conform to the internal profile of the jaws of the mandrel. These nipples can be made in one piece with the rest of the axis, or be attached, for example by screwing, to the two ends of the axis, in which case the device according to the invention is preferably suitable for screwing / unscrewing said nipples.
  • the device according to the invention is particularly suitable for assembling and disassembling the connecting axes of the mast elements constituting the liftable vertical tower of tower cranes used on construction sites of buildings and public works.
  • This device meets two objectives: safety and ease of assembly / disassembly of the connecting pins, in particular connecting pins shaped as just indicated.
  • the device 1 also comprises a control handle 10 and two pins 11, 12 fixed respectively to the upper front part and to the upper rear part of the front cylinder 6 and rear cylinder bodies. 7, for attaching a strap (not shown) for carrying said device 1.
  • Other pins 13, arranged internally towards the rear of the rear jack body 7, ensure the attachment of a net, not shown, also called “sock", used to retain the connecting sheath 4 in the event of an incident.
  • the front cylinder 6 and rear cylinder 7 bodies are assembled together by flanges 14 and 15 centered respectively on shoulders 16 and 17 formed in the partition 8 and joined by means of screws 18; annular seals 19 and 20 provide sealing at the shoulders 16 and 17.
  • annular seals 41, 42, 43, 44 and 45 are disposed respectively on the head 22 of the front piston 21, on the head 26 of the rear piston 25, on the head 33 of the central piston 32, in the bore 24 of the partition 8 and in the bore 35 of the head 22 of the front piston 21.
  • the front cylinder body 6 defines, with the front piston 21 and the partition 8, a first chamber 46 of annular section, while the interior of the hollow rod 23 of said front piston 21 forms, with the central piston 32 and a part of the bore 28 of the hollow rod 27 of the rear piston 25, a second chamber 47 of annular section, which communicates with the first through orifices 48 drilled radially through the wall of the hollow rod 23.
  • the rear jack body 7 defines, with the head 26 of the rear piston 25, the hollow rod 23 of the front piston 21 and the partition 8, a third chamber 49 of annular section, while the bore 28 of the hollow rod 27 of the rear piston 25 forms, with the head 33 of the central piston 32 and the plug 29, a fourth and last chamber 50 of circular section.
  • the first and second chambers 46 and 47 are supplied by a first hydraulic hose from the connecting sheath 4 through an orifice 51 drilled axially in the wall of the rod hollow 27 of the rear piston 25 and emerging inside the second chamber 47, the third chamber 49 is supplied by a second hydraulic hose through an orifice 52 also drilled axially in the wall of the hollow rod 27 of the rear piston 25, while the fourth chamber 50 is supplied by a third hose through a orifice 53 drilled axially in the plug 29 closing the bore 28 of the rear piston 25.
  • the distribution, operating sequence and safety functions are provided by the interface block 3.
  • the device 1 thus described is used to assemble and disassemble connecting pins 54 as shown in FIG. 4.
  • the connecting axis 54 has a body 55 having two coaxial cylindrical parts 56, 57 of distinct diameters but little different from each other, connected by a short intermediate zone 58 of progressive diameter.
  • the end of the axis 54 situated on the side of the part 56 of larger diameter comprises a head 59 formed by a base 60 extended in projection by a short stud 61.
  • the other end 62 is formed by a frustoconical part 63, with a diametrical bore 64 intended to receive a pin not shown for immobilizing the axis, extended by a long stud 65.
  • the shape of the end of the short 61 and long 65 pins is identical and adapted to the jaws 38 of the clamping mandrel 36 of the device 1 according to the invention.
  • the long stud 65 is used during the positioning of the connecting pins 54 and the short stud 61 when removing these same connecting pins 54.
  • the assembly device performs the end-to-end assembly of the frames 66, 67 of hollow section belonging to two elements 68, 69 of metal frame such as two mast elements constituting the vertical tower which can be raised by a tower crane, shown on Figure 15.
  • this assembly device essentially comprises an internal splice 70 of cross section substantially conforming to the hollow internal section of the members 66,67, which is fixed on site on one at least two members 66,67 to be assembled by means of two connecting pins 54 with two diameters, as described above, mounted orthogonal to one another and offset in position relative to each other in the longitudinal direction of the internal splint 70, therefore in the vertical direction.
  • Each connecting axis 54 passes through a corresponding bore 71 of the splint 70, as well as bores made in the members 66,67.
  • FIGS. 5 to 9 The establishment of a connecting pin 54 using the device 1 according to the invention is illustrated in FIGS. 5 to 9.
  • the connecting pin 54 is first partially introduced into the corresponding bore 71 manually and the device 1 according to the invention is brought to the side opposite to the head 59 of said connecting pin 54 in the extension of that -ci, the front end of the front cylinder body 6 being applied against a face of the frame 66.
  • the device 1 is brought to the side of the head 59 of the connecting axis 54 in the extension thereof, the front end of the front cylinder body 6 being applied against a face of the frame 66, on the side opposite to the one previously used.

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Description

  • La présente invention concerne un dispositif destiné à faciliter le montage et le démontage d'axes qui assurent la liaison entre des éléments de charpente, notamment des éléments d'une charpente métallique. Cette invention trouve notamment, mais non exclusivement, son application dans le montage et le démontage des axes de liaison des éléments de mât constituant la tour verticale réhaussable des grues à tour utilisées sur les chantiers de construction de bâtiments et de travaux publics.
  • La tour d'une telle grue est généralement constituée d'éléments superposables, appelés à être fréquemment assemblés entre eux et séparés les uns des autres ; ces éléments sont conçus, en ce qui concerne le choix de leur longueur, pour faciliter le transport de la grue à l'état démonté et pour permettre l'adaptation de la hauteur de la grue à ses conditions d'utilisation sur les chantiers.
  • Les éléments de mât, généralement de section horizontale carrée, sont constitués chacun par quatre membrures d'angle (ou montants) réunies deux à deux par une triangulation, appelée aussi contreventement, composée de diagonales et de traverses. En service, les éléments de mât sont disposés verticalement les uns au-dessus des autres, et ils sont reliés rigidement les uns aux autres par leurs membrures d'angle.
  • Les liaisons "bout à bout" réalisées entre ces membrures d'angle doivent assurer la continuité des montants de la tour verticale et la transmission des efforts longitudinaux et tranversaux provenant des sollicitations produites par la partie supérieure de la grue.
  • Parmi les dispositifs d'assemblage démontable connus à ce jour, dans le domaine d'application ici considéré, il est courant d'utiliser des éclisses et des broches ou axes de liaison.
  • Selon un premier type, adapté aux profils de membrures ouverts tels que profils en cornière et décrit par exemple dans le brevet français FR-A-2185217, le dispositif d'assemblage comprend une éclisse intérieure et deux éclisses extérieures sur le montant inférieur, deux renforts intérieurs et deux renforts extérieurs sur le montant supérieur, et deux axes de liaison orthogonaux, décalés l'un par rapport à l'autre dans le sens vertical.
  • La mise en place des axes de liaison se fait manuellement et il est fréquent de devoir utiliser une masse pour les introduire complètement dans les alésages destinés à les recevoir.
  • Lors du démontage, les axes de liaison sous l'effet de la corrosion ou d'autres phénomènes chimiques peuvent être bloqués par grippage et il faut alors exercer avec la masse des chocs importants sur la tête des axes pour les faire sortir des alésages. Ces chocs importants peuvent entraîner des détériorations irréversibles des pièces assemblées ou l'éjection brutale des axes qui représente un danger pour l'entourage en cas de chute. Dans ces conditions, il est souvent nécessaire de traiter les axes superficiellement pour éviter leur corrosion et donc leur grippage, et faciliter ainsi leur montage et surtout leur démontage.
  • Selon un deuxième type, adapté aux profils de membrures de section creuse et décrit par exemple dans la demande de brevet français FR-A-2680813 (ou son équivalent EP-A-0530114), le dispositif d'assemblage comprend une éclisse intérieure de section transversale sensiblement conforme à la section intérieure creuse des membrures et des axes orthogonaux de liaison de l'éclisse intérieure avec au moins l'une des deux membrures à assembler.
  • Suivant cette réalisation le montage des axes de liaison sur le chantier est facilité par le fait que lesdits axes possèdent chacun deux parties cylindriques de diamètres distincts mais peu différents l'un de l'autre, raccordées par une zone intermédiaire de diamètre progressif. Néanmoins, l'expérience prouve que la mise en place des axes de liaison doit être terminée à l'aide d'une masse, de même que le début de leur démontage.
  • Les documents FR-A-2384594, CH-A-477957 et WO-A-9004492 décrivent divers appareils extracteurs, qui comportent des moyens de serrage de l'objet à extraire, et qui fonctionnent à la manière d'un vérin avec un ensemble de pistons. Toutefois, ces appareils possèdent une structure distincte de celle du dispositif de la présente invention, et ils ne sont pas destinés au même domaine d'application.
  • Le document EP-A-0484930 concerne effectivement un dispositif pour le montage d'axes de liaison réalisant l'assemblage des éléments de mât d'une grue à tour. Toutefois ce dispositif connu utilise un vérin manuel à vis, actionné manuellement à l'aide d'un volant, et il ne constitue donc pas un dispositif motorisé, propre à se substituer à la force humaine.
  • La présente invention remédie aux inconvénients exposés ci-dessus, en fournissant un dispositif destiné à faciliter le montage et le démontage des axes qui assurent la liaison entre des éléments de charpente notamment métallique, en particulier des éléments de mât de grue à tour, ce dispositif utilisant une source d'énergie extérieure.
  • A cet effet, elle a pour objet un dispositif de montage et de démontage d'axes de liaison pour éléments de charpente, comprenant un corps de vérin, apte à prendre appui par son extrémité avant ouverte sur un élément de charpente, un ensemble de pistons montés coulissants en direction axiale à l'intérieur du corps de vérin qui délimitent plusieurs chambres recevant un fluide hydraulique ou pneumatique, un mandrin avec mors, mobile axialement, de serrage d'une extrémité d'un axe de liaison à monter ou à démonter, des moyens de commande de serrage/desserrage du mandrin ainsi que de traction et de déplacement axial de ce mandrin dans un sens ou dans l'autre, et des moyens d'alimentation en énergie et de commande, ce dispositif étant caractérisé en ce que le corps de vérin est réalisé en trois parties : une partie de corps de vérin avant de forme tubulaire recevant un piston avant comprenant une tête recevant à sa périphérie le mandrin, montée coulissante à l'intérieur de ladite partie, et une tige creuse orientée vers l'arrière, une partie de corps de vérin arrière de forme également tubulaire recevant un piston arrière relié fixement à la tige creuse du piston avant, comprenant une tête montée coulissante à l'intérieur de ladite partie et une tige creuse orientée vers l'arrière dont la section intérieure forme un alésage fermé à l'arrière par un bouchon, et une cloison de séparation étanche entre les parties du corps de vérin avant et arrière comportant en son centre un alésage au travers duquel est montée coulissante la tige creuse reliant le piston arrière au piston avant dont la partie intérieure renferme un piston central comprenant une tête montée coulissante à l'intérieur de l'alésage de la tige creuse du piston arrière et une tige orientée vers l'avant montée coulissante au travers d'un alésage ménagé au centre de la tête du piston avant, la tige agissant sur les mors du mandrin.
  • Avantageusement, une gaine de liaison contenant des flexibles hydrauliques ou pneumatiques et un câble électrique d'alimentation aboutit à l'arrière du corps de vérin, un soufflet étant de préférence monté à l'arrière du corps de vérin et laissant passer la gaine de liaison, et ce corps de vérin portant extérieurement au moins une poignée de commande.
  • Le dispositif selon l'invention se présente ainsi comme un outillage portatif, commodément maniable, relié à une source d'énergie extérieure telle qu'un groupe hydraulique. La division en trois parties du corps de vérin de ce dispositif en facilite la fabrication.
  • Selon une autre caractéristique, le mandrin comprend une douille vissée sur la tête du piston avant, des mors basculants disposés à l'intérieur de la douille et un siège de forme tronconique vissé sur l'extrémité avant de la tige du piston central et prenant appui sur une partie en saillie de l'intérieur des mors. Les assemblages par vissage permettent un remplacement aisé du mandrin complet, notamment pour adapter le dispositif selon l'invention en fonction du diamètre des axes de liaison à monter ou à démonter.
  • Suivant une forme de réalisation préférée de l'invention, le corps de vérin avant délimite , avec le piston avant et la cloison, une première chambre de section annulaire, tandis que l'intérieur de la tige creuse dudit piston avant forme, avec le piston central et une partie de l'alésage de la tige creuse du piston arrière, une deuxième chambre de section annulaire, qui communique avec la première chambre par des orifices percés à travers la paroi de la tige creuse.
  • De plus, le corps de vérin arrière délimite, avec la tête du piston arrière, la tige creuse du piston avant et la cloison, une troisième chambre de section annulaire, tandis que l'alésage de la tige creuse du piston arrière forme, avec la tête du piston central et le bouchon, une quatrième chambre de section circulaire.
  • L'invention a aussi pour objet, en tant que telle, l'utilisation d'un axe de liaison pour éléments de charpente avec le dispositif de montage défini précédemment.
  • Un tel axe de liaison comprend un corps en deux parties cylindriques coaxiales de diamètres distincts mais peu différents l'un de l'autre, raccordées par une zone intermédiaire de diamètre progressif, l'extrémité située du côté de la partie de plus grand diamètre comportant une tête formée d'une embase prolongée en saillie par un téton court, tandis que l'autre extrémité est- formée d'une partie tronconique prolongée par un téton long.
  • Les parties extrêmes des tétons court et long sont identiques et conformées au profil intérieur des mors du mandrin. Ces tétons peuvent être réalisés d'une seule pièce avec le restant de l'axe, ou être rapportés, par exemple par vissage, aux deux extrémités de l'axe, auquel cas le dispositif selon l'invention est de préférence adapté pour le vissage/dévissage desdits tétons.
  • Le dispositif selon l'invention est particulièrement adapté au montage et au démontage des axes de liaison des éléments de mât constituant la tour verticale réhaussable des grues à tour utilisées sur les chantiers de construction de bâtiments et de travaux publics. Ce dispositif répond à la fois à deux objectifs : la sécurité et la facilité du travail de montage/démontage des axes de liaison, notamment des axes de liaison conformés comme il vient d'être indiqué.
  • De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples, des formes de réalisation de ce dispositif de montage et de démontage d'axes de liaison pour éléments de charpente, et de l'axe de liaison adapté à ce dispositif :
    • Figure 1 est une vue d'ensemble en perspective du dispositif selon l'invention avec son groupe d'alimentation ;
    • Figure 2 est une vue axonométrique avec coupe partielle du dispositif seul ;
    • Figure 3 est une vue en coupe longitudinale du dispositif ;
    • Figure 4 montre un mode de réalisation d'un axe de liaison adapté à ce dispositif ;
    • Figure 5 à 9 illustrent les différentes phases d'utilisation du dispositif selon l'invention pour le montage des axes de liaison ;
    • Figures 10 à 14 illustrent les différentes phases d'utilisation du dispositif selon l'invention pour le démontage des axes de liaison ;
    • Figure 15 montre une application du dispositif au montage des axes de liaison des éléments de mât d'une grue à tour ;
    • Figure 16 montre, à échelle agrandie, un détail de la figure 15 avec indication des axes de liaison concernés.
  • L'ensemble montré à la figure 1 comprend :
    • un dispositif 1 de montage d'axes de liaison pour éléments de charpente selon l'invention,
    • un groupe hydraulique 2 raccordé au dispositif 1 par l'intermédiaire d'un bloc d'interface 3, et de flexibles hydrauliques et d'un câble électrique contenus dans une gaine de liaison 4, et
    • une alimentation électrique 5 aboutissant au groupe hydraulique 2.
  • L'enveloppe du dispositif 1 représenté à la figure 2 comprend :
    • un corps de vérin avant 6 de forme tubulaire, ouvert à son extrémité avant,
    • un corps de vérin arrière 7 de forme également tubulaire, centré sur le corps de vérin avant 6 par l'intermédiaire d'une cloison 8 de séparation étanche entre les corps de vérin 6 et 7, et
    • un soufflet 9 élastique serti sur la partie arrière du corps de vérin arrière 7 et serré de façon étanche autour de la gaine de liaison 4 qui le traverse.
  • Extérieurement le dispositif 1 comprend encore une poignée 10 de commande et deux pitons 11,12 fixés respectivement à la partie supérieure avant et à la partie supérieure arrière des corps de vérin avant 6 et arrière 7, pour la fixation d'une bretelle (non représentée) de portage dudit dispositif 1. D'autres pitons 13, disposés intérieurement vers l'arrière du corps de vérin arrière 7, assurent l'accrochage d'un filet non représenté, aussi appelé "chaussette", servant à retenir la gaine de liaison 4 en cas d'incident.
  • Les corps de vérin avant 6 et arrière 7 sont assemblés entre eux par des brides 14 et 15 centrées respectivement sur des épaulements 16 et 17 ménagés dans la cloison 8 et réunies par l'intermédiaire de vis 18 ; des joints annulaires 19 et 20 assurent l'étanchéité au niveau des épaulements 16 et 17.
  • Comme montré en détail à la figure 3, l'enveloppe du dispositif 1 renferme :
    • un piston avant 21, comprenant une tête 22 coulissant à l'intérieur du corps de vérin avant 6 et une tige creuse 23 orientée vers l'arrière et coulissant au travers d'un alésage 24 usiné au centre de la cloison 8 ;
    • un piston arrière 25 relié fixement à la tige creuse 23 du piston avant 21, comprenant une tête 26 coulissant à l'intérieur du corps de vérin arrière 7 et une tige creuse 27 orientée vers l'arrière dont la section intérieure forme un alésage 28 fermé à l'arrière par un bouchon 29 fixé au moyen de vis et possédant un épaulement de centrage 30, un joint annulaire 31 assurant l'étanchéité au niveau de l'épaulement 30 ;
    • un piston central 32, comprenant une tête 33 coulissant à l'intérieur de l'alésage 28 de la tige creuse 27 du piston arrière 25, et une tige 34 orientée vers l'avant et coulissant au travers d'un alésage 35 usiné au centre de la tête 22 du piston avant 21 ; et
    • un mandrin 36, comprenant une douille 37 vissée sur la périphérie de la tête 22 du piston avant 21, des mors basculants 38 disposés à l'intérieur de la douille 37 et un siège 39 de forme tronconique vissé sur l'extrémité de la tige 34 du piston central 32 et prenant appui sur une partie en saillie 40 de l'intérieur des mors 38.
  • Pour assurer l'étanchéité fonctionnelle, des joints annulaires 41,42,43,44 et 45 sont disposés respectivement sur la tête 22 du piston avant 21, sur la tête 26 du piston arrière 25, sur la tête 33 du piston central 32, dans l'alésage 24 de la cloison 8 et dans l'alésage 35 de la tête 22 du piston avant 21.
  • Le corps de vérin avant 6 délimite, avec le piston avant 21 et la cloison 8, une première chambre 46 de section annulaire, tandis que l'intérieur de la tige creuse 23 dudit piston avant 21 forme, avec le piston central 32 et une partie de l'alésage 28 de la tige creuse 27 du piston arrière 25, une deuxième chambre 47 de section annulaire, qui communique avec la première par des orifices 48 percés radialement à travers la paroi de la tige creuse 23.
  • Le corps de vérin arrière 7 délimite, avec la tête 26 du piston arrière 25, la tige creuse 23 du piston avant 21 et la cloison 8, une troisième chambre 49 de section annulaire, tandis que l'alésage 28 de la tige creuse 27 du piston arrière 25 forme, avec la tête 33 du piston central 32 et le bouchon 29, une quatrième et dernière chambre 50 de section circulaire.
  • A partir du groupe hydraulique 2 et du bloc d'interface 3, les première et deuxième chambres 46 et 47 sont alimentées par un premier flexible hydraulique de la gaine de liaison 4 au travers d'un orifice 51 percé axialement dans la paroi de la tige creuse 27 du piston arrière 25 et débouchant à l'intérieur de la deuxième chambre 47, la troisième chambre 49 est alimentée par un deuxième flexible hydraulique au travers d'un orifice 52 percé aussi axialement dans la paroi de la tige creuse 27 du piston arrière 25, tandis que la quatrième chambre 50 est alimentée par un troisième flexible au travers d'un orifice 53 percé axialement dans le bouchon 29 obturant l'alésage 28 du piston arrière 25.
  • Les fonctions de distributions, de séquences opératoires et de sécurité sont assurées par le bloc d'interface 3.
  • Le dispositif 1 ainsi décrit sert à monter et démonter des axes de liaison 54 tels que représentés à la figure 4.
  • L'axe de liaison 54 possède un corps 55 ayant deux parties cylindriques coaxiales 56,57 de diamètres distincts mais peu différents l'un de l'autre, raccordées par une courte zone intermédiaire 58 de diamètre progressif. L'extrémité de l'axe 54 située du côté de la partie 56 de plus grand diamètre comporte une tête 59 formée d'une embase 60 prolongée en saillie par un téton court 61. L'autre extrémité 62 est formée d'une partie tronconique 63, avec un perçage diamétral 64 destiné à recevoir une goupille non représentée pour l'immobilisation de l'axe, prolongée par un téton long 65.
  • La forme de l'extrémité des tétons court 61 et long 65 est identique et adaptée aux mors 38 du mandrin de serrage 36 du dispositif 1 selon l'invention. Comme décrit plus en détail dans la suite, le téton long 65 sert lors de la mise en place des axes de liaison 54 et le téton court 61 lors du retrait de ces mêmes axes de liaison 54.
  • Pour illustrer le fonctionnement du dispositif 1 selon l'invention, en considèrera ci-après le montage et le démontage de l'axe à deux diamètres défini dans le dispositif d'assemblage démontable pour éléments de charpente métallique décrit dans la demande de brevet français FR-A-2680813 et montré aux figures 15 et 16.
  • Le dispositif d'assemblage réalise l'assemblage bout à bout des membrures 66,67 de section creuse appartenant à deux éléments 68,69 de charpente métallique tels que deux éléments de mât constituant la tour verticale réhaussable d'une grue à tour, représentés sur la figure 15. Comme le montre plus particulièrement la figure 16, ce dispositif d'assemblage comprend essentiellement une éclisse intérieure 70 de section transversale sensiblement conforme à la section intérieure creuse des membrures 66,67, qui est fixée sur le chantier sur l'une au moins des deux membrures 66,67 à assembler au moyen de deux axes de liaison 54 à deux diamètres, tels que décrits précédemment, montés orthogonaux l'un à l'autre et décalés en position l'un par rapport à l'autre dans la direction longitudinale de l'éclisse intérieure 70, donc dans la direction verticale. Chaque axe de liaison 54 traverse un alésage correspondant 71 de l'éclisse 70, ainsi que des alésages ménagés dans les membrures 66,67.
  • La mise en place d'un axe de liaison 54 à l'aide du dispositif 1 selon l'invention est illustrée aux figures 5 à 9.
  • On introduit d'abord partiellement l'axe de liaison 54 dans l'alésage 71 correspondant de façon manuelle et l'on amène le dispositif 1 selon l'invention du côté opposé à la tête 59 dudit axe de liaison 54 dans le prolongement de celui-ci, l'extrémité avant du corps de vérin avant 6 étant appliquée contre une face de la membrure 66.
  • Les séquences de fonctionnement sont alors les suivantes :
    • Engagement des mors 38 du mandrin 36 sur le téton long 65 de l'axe de liaison 54, le piston avant 21 occupant initialement sa position avancée - voir figure 5.
    • Serrage des mors 38 sur le téton 65 en alimentant la chambre 50 - voir figure 6.
    • Traction de l'axe de liaison 54 en alimentant simultanément les chambres 49 et 50, de manière à provoquer le recul des pistons 21 et 25 tout en maintenant le serrage des mors 38 sur le téton 65 - voir figure 7.
    • Dégagement du dispositif 1, l'éloignant de la membrure 66, en alimentant les chambres 46 et 47 pour provoquer le recul de l'enveloppe du dispositif 1 par rapport au piston 21 - voir figure 8.
    • Desserrage des mors 38, libérant le téton 65, en alimentant la chambre 47, alors que la chambre 46 n'augmente plus de volume du fait que la tête 26 du piston arrière 25 est en butée avant contre la cloison 8 - voir figure 9.
  • Le retrait d'un axe de liaison 54 à l'aide du dispositif 1 selon l'invention est illustré aux figures 10 à 14, et s'effectue de manière analogue.
  • On amène le dispositif 1 du côté de la tête 59 de l'axe de liaison 54 dans le prolongement de celui-ci, l'extrémité avant du corps de vérin avant 6 étant appliquée contre une face de la membrure 66, du côté opposé à celui précédemment utilisé.
  • Les séquences de fonctionnement sont alors les suivantes :
    • Engagement des mors 38 du mandrin 36 sur le téton court 61 de l'axe de liaison 54 - voir figure 10.
    • Serrage des mors 38 sur le téton 61 en alimentant la chambre 50 - voir figure 11.
    • Traction de l'axe de liaison 54 en alimentant les chambres 49 et 50 - voir figure 12.
    • Dégagement du dispositif 1 en alimentant les chambres 46 et 47 - voir figure 13.
    • Desserrage des mors 38, libérant le téton 61, en alimentant la chambre 47 - voir figure 14.
  • L'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention définie dans les revendications :
    • en modifiant les formes de détail des pistons et leur assemblage ;
    • en modifiant le système d'alimentation des différentes chambres ;
    • en remplaçant l'énergie hydraulique par l'énergie pneumatique pour l'alimentation du vérin ;
    • en intégrant les fonctions de sécurité dans le dispositif proprement dit ;
    • en adaptant le dispositif au montage et au démontage d'axes de liaison de diamètres différents, et de forme quelconque, applicables à toute structure métallique ou non, ce qui peut être notamment obtenu par un mandrin interchangeable ;
    • en ce qui concerne les axes de liaison, en prévoyant des tétons amovibles, rapportés aux extrémités de ces axes par exemple par vissage, auquel cas le dispositif selon l'invention est de préférence adapté pour assurer aussi le vissage/dévissage desdits tétons, un vissage/dévissage manuel des tétons restant cependant envisageable.

Claims (8)

  1. Dispositif de montage et de démontage d'axes de liaison (54) pour éléments de charpente (68,69), notamment de charpente métallique, comprenant un corps de vérin (6,7,8) apte à prendre appui par son extrémité avant ouverte sur un élément de charpente (68,69), un ensemble de pistons (21,25,32) montés coulissants en direction axiale à l'intérieur du corps de vérin (6,7,8) qui délimitent plusieurs chambres (46,47,49,50) recevant un fluide hydraulique ou pneumatique, un mandrin (36) avec mors (38), mobile axialement, de serrage d'une extrémité (61,65) d'un axe de liaison (54) à monter ou à démonter, des moyens de commande (21 à 35) de serrage/desserrage du mandrin (36) ainsi que de traction et de déplacement axial de ce mandrin (36) dans un sens ou dans l'autre, et des moyens d'alimentation en énergie et de commande (2 à 5), caractérisé en ce que le corps de vérin (6,7,8) est réalisé en trois parties : une partie de corps de vérin avant (6) de forme tubulaire recevant un piston avant (21) comprenant une tête (22) recevant à sa périphérie le mandrin (36), montée coulissante à l'intérieur de ladite partie (6), et une tige creuse (23) orientée vers l'arrière, une partie de corps de vérin arrière (7) de forme également tubulaire recevant un piston arrière (25) relié fixement à la tige creuse (23) du piston avant (21), comprenant une tête (26) montée coulissante à l'intérieur de ladite partie (7) et une tige creuse (27) orientée vers l'arrière dont la section intérieure forme un alésage (28) fermé à l'arrière par un bouchon (29), et une cloison (8) de séparation étanche entre les parties du corps de vérin avant (6) et arrière (7) comportant en son centre un alésage (24) au travers duquel est montée coulissante la tige creuse (23) reliant le piston arrière (25) au piston avant (21) dont la partie intérieure renferme un piston central (32) comprenant une tête (33) montée coulissante à l'intérieur de l'alésage (28) de la tige creuse (27) du piston arrière (25) et une tige (34) orientée vers l'avant montée coulissante au travers d'un alésage (35) ménagé au centre de la tête (22) du piston avant (21), la tige (34) agissant sur les mors (38) du mandrin (36).
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mandrin (36) comprend une douille (37) vissée sur la tête (22) du piston avant (21), des mors basculants (38) disposés à l'intérieur de la douille (37) et un siège (39) de forme tronconique vissé sur l'extrémité avant de la tige (34) du piston central (32) et prenant appui sur une partie en saillie (40) de l'intérieur des mors (38).
  3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le corps de vérin avant (6) délimite, avec le piston avant (21) et la cloison (8), une première chambre (46) de section annulaire, tandis que l'intérieur de la tige creuse (23) dudit piston avant (21) forme, avec le piston central (32) et une partie de l'alésage (28) de la tige creuse (27) du piston arrière (25), une deuxième chambre (47) de section annulaire, qui communique avec la première chambre (46) par des orifices (48) percés à travers la paroi de la tige creuse (23).
  4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le corps de vérin arrière (7) délimite, avec la tête (26) du piston arrière (25), la tige creuse (23) du piston avant (21) et la cloison (8), une troisième chambre (49) de section annulaire, tandis que l'alésage (28) de la tige creuse (27) du piston arrière (25) forme, avec la tête (33) du piston central (32) et le bouchon (29), une quatrième chambre (50) de section circulaire.
  5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à- 4, caractérisé en ce qu'une gaine de liaison (4) contenant des flexibles hydrauliques ou pneumatiques et un câble électrique d'alimentation aboutit à l'arrière du corps de vérin (6,7,8), un soufflet (9) étant de préférence monté à l'arrière du corps de vérin (6,7,8) et laissant passer la gaine de liaison (4), et ce corps de vérin (6,7,8) portant extérieurement au moins une poignée de commande (10).
  6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est appliqué au montage et au démontage des axes de liaison (54) réalisant l'assemblage des éléments de mât (68,69) constituant la tour verticale réhaussable d'une grue à tour.
  7. Utilisation d'un axe de liaison (54) avec le dispositif de montage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'axe (54) comprend un corps (55) en deux parties cylindriques coaxiales (56,57) de diamètres distincts mais peu différents l'un de l'autre, raccordées par une zone intermédiaire (58) de diamètre progressif, l'extrémité située du côté de la partie de plus grand diamètre (56) comportant une tête (59) formée d'une embase (60) prolongée en saillie par un téton court (61), tandis que l'autre extrémité (62) est formée d'une partie tronconique (63) prolongée par un téton long (65).
  8. Utilisation d'un axe de liaison selon la revendication 7, caractérisé en ce que les tétons (61,65) sont rapportés, par exemple par vissage, aux deux extrémités de l'axe (54), le dispositif de montage (1) étant de préférence adapté pour le vissage/dévissage desdits tétons (61,65).
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