FR2528710A1 - Parachute hydraulique de securite pour la descente controlee de charges diverses - Google Patents

Abstract

CONTROLE DE LA DESCENTE D'UNE CHARGE PAR GRAVITE. LE PARACHUTE EST CARACTERISE EN CE QU'IL COMPREND: -UNE POMPE 10 A CIRCULATION EN CIRCUIT FERME COMPORTANT AU MOINS UN ORGANE MOBILE COULISSANT 19 DELIMITANT DEUX CHAMBRES 24-25 COMMUNIQUANT ENTRE ELLES PAR UN CANAL DE TRANSFERT 26 A SECTION DE PASSAGE REGLABLE, -ET UN MOYEN DE LIAISON INTERMEDIAIRE 11 SOLLICITANT LE COULISSEMENT DUDIT ORGANE LORS DE LA ROTATION DU TAMBOUR. APPLICATION EN TANT QUE DISPOSITIF DE SECURITE POUR LA DESCENTE CONTROLEE DE PERSONNES EN DANGER.

Description

La présente invention concerne les systèmes parachutes utilisée pour assurer la descente contrôlée de charges diverses et, notamment, de personnes en danger.

Dans le domaine technique ci-dessus, on a déjà proposé un certain nombre de dispositifs permettant de s'opposer une chute libre par gravité de charges diverses et, notamment, d'êtres humains. De tels dispositifs sont utilisés titre préventif pour l'exécution de travaux sur des plateformes élevées ou analogues ou, encore, en tant que dispositif de sauvetage lorsqu'une personne humaine se trouve placée en danger à un niveau élevez du sol et que le seul moyen de sauvetage réside dans le franchissement volontaire de la hauteur la séparant du sol.

De telles situations se rencontrent dans le cas de travaux exécutés par un personnel spécialement qualifié ou non sur des plateformes, des toits ou des structures de grande hauteur ou, encore, en cas d'incendie d'immeubles.

Pour résoudre le problème ci-dessus, on a déjà proposé des systemes parachutes qui consistent en un ruban, une sangle ou analogue, enroulée, lovée ou repliée, de telle manière que les plis ou enroulements soient rendus solidaires les uns des autres par des dispositifs rupture de charge contrôlée. Ces dispositifs peuvent être des moyens de collage ou des coutures choisis pour se rompre sous un effort de traction donné.

Le fonctionnement de tels dispositifs se traduit par un évidement ou un déroulement automatique sous effet de la charge tombant par gravité et peut représenter une solution au probleme posé.

Toutefois, on comprend que le taux de chute verticale n'est pas contrôlable en dehors des conditions initiales fixées et déterminées par le choix des moyens de liaison des plis et replis successifs.

En outre, un tel dispositif ne possède aucune possibilité de réutilisation, étant donné que les contraintes appliquées ont pour conséquence générale de modifier les caractéristiques de résistance mécanique du matériau de base.

Si de tels dispositifs permettent d'apporter une solution au problème posé, on conçoit qu'il ne donne pas entière satisfaction pour les raisons ci-dessus.

D'autres solutions techniques ont donc été proposées pour résoudre le problème ci-dessus.

C'est ainsi que l'on connatt un dispositif parachute hydraulique comprenant, dans un boîtier protecteur, un tambour d'enroulement et de déroulement d'un câble ou d'une sangle.

L'une des joues du tambour comporte une couronne dentée qui engrène en permanence, avec un pignon de commande calé sur l'arbre menant d'une pompe engrenages logée dans le boîtier. Les chambres d'admission et de refoulement de la pompe engrenages sont réunies par un canal de transfert contrôlé par une vis pointeau de réglage.

Un tel dispositif apparait mieux adapté pour résoudre le probleme posé, étant donné que la vis pointeau de réglage permet de contrôler la section de passage du canal de transfert et d'obtenir, ainsi, par effet de laminage, un freinage contrôlé de la rotation du tambour.

Pour un réglage donné, une charge considérée sera donc entraînée en déplacement vers le bas, selon un taux de descente fixe, de valeur constante, tant que cette charge n'aura pas atteint un plan d'appui tel que le sol.

Un tel dispositif peut être utilisé pour le sauvetage de personnes ou en tant que dispositif parachute et peut être réutilisé de nombreuses fois, étant donné l'absence de destruction de ses éléments constitutifs.

Il s'est toutefois avéré que de tels dispositifs n'étaient pas entièrement satisfaisants, du fait des moyens techniques proposés.

En effet, on a constaté que les pompes à engrenages proposées n'offrent un service convenable que dans un seul sens de rotation. Ainsi, une mise en service après un réenroulement du câble dans le mauvais sens, peut provoquer des accidents parfois graves.

Par tailleurs, le laminage subi par l'huile dans les espaces entredents, au moment de l'engrènement, conduit à un échauffement important qui vient accroître celui résultant du laminage au droit de la vis pointeau de réglage de la section de passage du canal de transfert. Des risques de détérioration de la pompe et/ou des caractéristiques physiques du fluide hydraulique sont à craindre, avec pour conséquence un fonctionnement aléatoire du dispositif.

Un autre inconvénient réside dans le fait que des charges particulièrement lourdes devant être freinées induisent des réactions mécaniques élevées sur les dents en engrènement entre le tambour et le pignon de commande de la pompe. I1 s'ensuit, généralement, une détérioration rapide des dents de ce dernier et un risque de fonctionnement dans de mauvaises conditions.

L'objet de l'invention est de remédier aux inconvénients ci-dessus en proposant un nouveau dispositif parachute hydraulique, particulitrement conçu pour offrir un service constant, durable dans le temps, même dans le cas d'utilisations successives pour les retenue et descente contrôléesde charges particulièrement lourdes sur des hauteurs de descente grandes.

Un autre objet de l'invention est de proposer un dispositif parachute hydraulique offrant une possibilité de réglage précis du taux de freinage en descente, afin de permettre une adaptation volontaire à chaque cas particulier et, même, une modification du taux de chute par l'intermédiaire de ta personne en cours de descente ou de sauvetage.

Un autre objet de l'invention est de proposer un dispositif parachute de sécurité, de conception particulièrement robuste, susceptible d'être utilisé pour de nombreuses mises en service successives.

Pour atteindre les buts ci-dessus, le parachute hydraulique conforme à l'invention est constitué par
- une pompe à circulation en circuit fermé com
portant au moins un organe mobile coulissant
délimitant deux chambres à volume variable pas
sant ch. ar un minima et un maxima pour
chaque rotation d'un tour du tambour et commu
niquant entre elles par un canal de transfert
à section de passage réglable,
- et un moyen de liaison intermédiaire sollici
tant le coulissement dudit organe lors de la
rotation du tambour.

Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention.

La fig. I est une coupe-élévation de l'objet de l'invention.

La fig. 2 est une demi-vue transversale demi-coupe, prise selon la ligne II-II de la fig. I.

La fig. 3 est une coupe-élévation d'une seconde forme de réalisation de l'objet de l'invention.

La fig. 4 est une coupe transversale prise selon la ligne IV-IV de la fig. 3.

Selon la première forme de réalisation représentée par les fig. I et 2, le parachute hydraulique conforme a l'invention comprend un boîtier I associé a des sangles 2 permettant l'adaptation du dispositif parachute sur un corps ou une masse quelconque.

Les sangles 2 peuvent etre constituées sous la forme d'un harnais, notamment lorsque le dispositif est destiné à une application humaine.

Le bottier I contient un tambour 3 d'enroulement et de déroulement d'un câble ou analogue 4 traversant une fenetre 5 ménagée dans le dessus 6 du bottier. L'extrémité du câble 4, extérieure au bottier 1, est équipée d'un mousqueton d'accrochage 7, de conception connue.

Le tambour 3 est monté sur un axe de rotation 8 qui est porté par des paliers 9 solidaires du bottier. L'un des paliers 9 au moins est traversant, de manière qu'une partie terminale 8a de l'arbre 8 puisse faire saillie hors du bottier 1. La partie terminale 8a est conformée de manière permettre l'adaptation d'une manivelle de réenroulement, non représentée aux dessins.

Le tambour 3 peut recevoir de nombreuses conformations possibles et être réalisé de façon indépendante ou solidaire de l'axe de rotation 8.

Le tambour 3 est associé une pompe hydraulique 10, du type linéaire fonctionnement rectiligne alternatif, par l'intermédiaire d'un moyen de liaison 11. La pompe hydraulique 10 comprend un cylindre 12 fixé sur le fond 13 du bottier 1. Le cylindre 12 est divisé par une cloison centrale transversale 14 en deux enceintes 15 et 16 contenant chacune un piston 17-18 susceptible de coulisser avec étanchéité. Les pistons 17 et 18 sont immobilisés axialement sur une tige 19 traversant le dessus 20 du cylindre 12 par l'intermédiaire d'une entretoise 21 enfilée sur la tige 19 et coulissant avec étanchéité dans la cloison 14. L'entretoise 21 assure également le maintien contre les pistons 17-18, de garnitures d'étanchéité levre 22 et 23.

Les pistons 17 et 18 délimitent l'intérieur des enceintes 15 et 16 deux chambres 24 et 25, volume variable, définies entre lesdits pistons et la cloison 14. Les chambres 24 et 25 sont maintenues en relation permanente par un canal de transfert 26 ménagé dans la cloison 14. Le canal 26 est controlé par une vis pointeau 27 traversant le cylindre 12 pour permettre un réglage de la section de passage du canal 26. Ainsi que cela est représenté en traits mixtes, il est de préférence prévu que la vis 27 traverse la cloison latérale correspondante 28 du boîtier au-del duquel elle est associée a un bouton de manoeuvre 29. Les chambres 24-25 et le canal de transfert sont remplis d'un fluide hydraulique.

Le cylindre 12 présente, dans sa paroi périphérique, des orifices 30 et 31 de mise à l'air libre des parties a volume variable des enceintes 15 et 16 ménagées entre les pistons 17 et 18 et les dessus et fond correspondants du cylindre 12.

La tige 19 fait saillie au-dela du dessus 20 et se trouve reliée au moyen de liaison intermédiaire 11. De préférence, un tel moyen de liaison 11 est constitué par deux bielles 32 montées sur des tourillons 33 formés par un axe 34 traversant la tête 35 de la tige 19. Les bielles 32 sont, par ailleurs, montées sur deux portées 36 formeespar ou rapportées sur les faces extérieures des joues, de manier excentrée par rapport a l'axe dudit tambour.

Le système parachute décrit ci-dessus fonctionne de la façon suivante.

Lorsqu'un effort de traction est exercé sur le câble 4, le tambour 3 est mû en rotation sur ou par l'axe 8. Le moyen de liaison 11 transforme cette rotation en un déplacement alternatif rectiligne de l'axe 34 qui entraîne, dans son mouvement, la tige 19. Le moyen 11 est à cette fin conçu de manière que l'amplitude de déplacement rectiligne de la tige 19 corresponde à la course utile possible des pistons 17 et 18 à l'intérieur des enceintes 15 et 16.

Ainsi, pour chaque tour de rotation du tambour 3, les chambres 24 et 25 connaissent une variation de volume allant de la capacité minimale a la capacité maximale et inversement. A partir de la position représentée à la fig. 1, la rotation du tambour 3 sollicite donc la tige 19 en traction et fait coulisser vers le haut le piston 18, avec effet de réduction de la capacité de la chambre 19. Simultanément, le déplacement vers le haut du piston 17 provoque l'accroissement de volume de la chambre 24.

Il s'ensuit un refoulement du fluide hydraulique de la chambre 25 vers la chambre 24, par l'intermédiaire du canal de transfert 26. Ce refoulement est limité par le réglage de la vis 27 qui introduit, par effet de laminage, un freinage de la circulation du fluide hydraulique. Pour une charge donnée, le tambour 3 est ainsi limité en vitesse de rotation.

Un fonctionnement identique se déroule pour le demitour suivant de rotation du tambour 3 avec refoulement du fluide hydraulique de la chambre 24 en direction de la chambre 25.

Ainsi, pour chaque tour de rotation du tambour 3, un effet constant de freinage est engendré par l'intermédiaire du refoulement du fluide hydraulique de l'une des chambres à l'autre et inversement.

On conçoit que le freinage peut être reglé volonté en manoeuvrant la vis 27, notamment par l'intermédiaire du bouton 29.

Ceci permet, par conséquent, d'adapter exactement l'effet de freinage en fonction de la charge à suspendre et du taux de descente souhaite.

La vis 27 peut aussi être utilisée, dans certains cas, pour fermer totalement le canal 26 et provoquer alors un blocage hydraulique s'opposant à la rotation du tambour 3.

Une telle disposition peut être avantageuse, notamment lorsqu'une personne doit décider elle-même du moment de mise en service du dispositif parachute qu'elle porte et du taux de descente devant être adopté en fonction des conditions d'utilisation.

Le dispositif décrit ci-dessus présente une conception particulièrement robuste, étant donné que le moyen de liaison 11 est à même de supporter les contraintes de fonctionnement, sans risque de détérioration des bielles, des excentriques 36 de l'axe 34 ou encore de la tige 19.

Par ailleurs, le cylindre 12 représente un échangeur de grande surface, facilitant le refroidissement du fluide hydraulique soumis à échauffement lors du laminage pendant son passage dans le canal de transfert 26.

Le dispositif décrit ci-dessus peut être réutilisé indéfiniment, étant donné qu'il suffit, après chaque mise en service, de réenrouler le câble ou analogue 3, par l'intermédiaire d'une manivelle adaptée sur la partie terminale 8a de l'axe 8.

Il y a lieu de noter que le réenroulement du câble 4 peut intervenir dans un sens ou dans l'autre, étant donné la réver sibilité totale de réaction fonctionnelle de la pompe 10 et du moyen de liaison 11.

Un autre élément constructif, contribuant au maintien de bonnes conditions de fonctionnement de la pompe 10, réside dans la présence des volumes résiduels des enceintes 15 et 16 placés en relation avec le milieu environnant, par les trous 30 et 31. Ainsi, pour chaque variation de volume des chambres 24 et 25, il en résulte une variation corrélative des volumes résiduels qui font l'objet d'une admission et d'un refoulement d'air, contribuant au refroidissement du cylindre 12.

Les fig. 3 et 4 illustrent une variante de réalisation selon laquelle le tambour 3 est associé à une pompe hydraulique 10a du type rotatif à palettes.

Selon unie forme de réalisation préférée, la pompe 10a est incorporée au mandrin 37 du tambour 3. Dans cet exemple, le mandrin 37 délimite un cylindre 38 excentré dans lequel sont centrées des portées 39 formées par flasques ou joues 3a. Une liaison étanche est établie notamment par l'intermédiaire de joints. Les flasques ou joues 3a présentent, en leur centre, deux paliers cylindriques 3b pour le centrage d'un noyau 40, dont la partie centrale traversant le cylindre 38 est traversée par une lumière diamétrale 41. Deux palettes 42 sont montées en opposition dans la lumière 41 et sont poussées par des ressorts 43, de manière à être toujours en appui par leur bord longitudinal correspondant, contre la paroi du cylindre 38.

Le noyau 40 forme, au-delà des flasques ou joues 3a, deux prolongements 44 coaxiaux montés dans des supports 45 portés par les parqis latérales du boîtier 1. L'un des prolongements 44 forme une partie terminale 44a de même fonction que la partie terminale 8a.

Dans cet exemple de réalisation, le cylindre 38 et au moins les paliers 3b assument la fonction du moyen 11 de l'exemple précédent, en établissant une liaison fonctionnelle entre le tan bour 3 et la pompe îOa.

Le prolongement 44, de préférence opposé à celui formant la partie 44a, comporte un trou 46 débouchant par deux orifices à la périphérie du noyau 40, de part et d'autre du plan des palettes 42 et dans le cylindre 38. Le trou 46 communique avec un conduit axial 47 pratiqué pour recevoir une vis pointeau 48 susceptible d'être commandée depuis l'extérieur du boîtier.

Dans cet exemple de réalisation, les portées 39 assument la fonction du moyen de liaison intermédiaire 11 décrit a l'exemple précédent, en établissant la-liaison fonctionnelle entre le tambour 3 et la pompe hydraulique 10a. La fig. 3 montre que, dans cet exemple, le tambour 3 est réalisé à deux parties au moins, pour permettre son montage sur les portées 39.

Ainsi que cela apparait à la fig. 4, le volume interne, à section en croissant, délimité par la présence du noyau 40 à l'intérieur du cylindre exécuté 38, est divisé par les deux palettes diamétralement opposées 42, en deux chambres 51 et 52, à volume variable en fonction de la rotation du tambour 3. Les chambres 51 et 52 sont en relation par le canal de transfert 46 et sont, comme ce dernier, remplies d'un fluide hydraulique approprié.

Comme dans l'exemple précédent, le volume de ces deux chambres varie en raison inverse, en passant pour chacune d'elles d'un minima à un maxima pour chaque tour de rotation du tambour 3 sur le noyau 40 immobile. Le tambour 3 se comporte alors comme un rotor périphérique et sa rotation produit, pour chacune des chambres, un refoulement et une aspiration successive avec transfert relatif du fluide hydraulique. Le transfert du fluide hydraulique d'une chambre à l'autre est freiné, comme dans l'exemple précédent, par l'intermédiaire de la vis pointeau 48.

Les mêmes avantages que ci-dessus sont attachés à la réalisation selon les fig. 3 et 4 qui présente l'avantage supplémentaire de réduire l'encombrement du dispositif puisque la pompe 10a est incorporée au mandrin du tambour 3.

L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y etre apportées sans sortir de son cadre.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1 - Parachute hydraulique du type comprenant un boîtier contenant un tambour d'enroulement d'un câble ou analogue, disposé en relation de rotation avec un dispositif de circulation d'huile en circuit fermé comportant un moyen réglable de freinage de ladite circulation,

caractérisé en ce que le dispositif est constitué par

- une pompe (10) à circulation en circuit fermé

comportant au moins un organe mobile coulissant

(19) délimitant deux chambres (24-25) à volume

variable passant chacune par un minima et un

maxima pour chaque rotation d'un tour du tam

bour et communiquant entre elles par un canal

de transfert (26) à section de passage réglable,

- et un moyen de liaison intermédiaire (11) solli

citant le coulissement dudit organe lors de la

rotation du tambour.

2 - Parachute hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pompe (10) est du type linéaire à déplacement alternatif et comprend un cylindre fixe (12), au moins un piston coulissant (17) et un moyen excentrique (32-36) reliant le piston au tambour (3).

3 - Parachute hydraulique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pompe (10) comprend un cylindre (12) divisé en deux enceintes (15-16) de même volume par une cloison (14) traversée par une tige (19) portant deux pistons (17-18) disposés chacun dans une des enceintes qui communiquent ensemble par un canal de transfert (26) ménagé dans la cloison (14) qui supporte un moyen (27) accessible depuis l'extérieur du cylindre pour le réglage de la section dudit canal.

4 - Parachute hydraulique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tige (19) est reliée à au moins une bielle (32) montée sur un excentrique (36) porté par le tambour (3).

5 - Parachute hydraulique selon la revendication 2, caractérisé en ce que les pistons (17-18) sont disposés dans les enceintes (15-16) de part et d'autre de la cloison (14) et en butée axiale sur la tige (19) par l'intermédiaire d'une entretoise tubulaire (21) assurant également le maintien de deux garnitures à lèves (22-23).

6 - Parachute hydraulique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tige (19) est guidée en déplacement axial par la cloison (14) et un fond (20) adapté sur l'extrémité dù cylindre (12) à travers laquelle passe la tige.

7 - Parachute hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pompe (10a) est du type rotatif à palettes.

8 - Parachute hydraulique selon la revendication 7, caractérisé en ce que la pompe (lova) est incorporée au mandrin (37) du tambour.

9 - Parachute hydraulique selon la revendication 8, caractérisé en ce que la pompe (lova) est constituée par un segment de corps cylindrique (40) disposé a l'intérieur d'un cylindre excentré (38) formé par le mandrin (37) du tambour d'enroulement qui est monté tournant sur des prolongements coaxiaux (44) formés par le corps pour être portés par le boîtier, l'un des prolongements présentant un trou axial (47) occupé par une vis (48) de réglage de la- section de passage d'un trou (46) débouchant, à la périphérie du corps, dans le cylindre et de part et d'autre du plan de deux palettes (42) engagées dans une fente diamétrale (41) du corps pour diviser le volume du cylindre en deux chambres (51-52) à volume variable.

10 - Parachute hydraulique selon la revendication 1, ca ractérisé en ce que le tambour (3) est associé à un moyen (8a-44a) de réenroulement du câble ou analogue.