FR2645193A1 - Dispositif a structure auto-extensible - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne une structure auto-extensible pouvant atteindre des rapports d'élongation élevés, jusqu'à quinze et plus. Elle est caractérisée par des ciseaux 1A, 1B rigides ou souples assemblés en nappes dites de " ciseaux de Nuremberg " et d'un moyen d'élongation télescopique 7, 8, 9 dont chaque corps est lié à un noeud 6 du réseau de ciseaux. Ainsi, le déploiement des ciseaux est homothétique et le moyen d'élongation, vérin ou vis télescopique, est contreventé en tous sens. L'invention propose aussi des nouveaux moyens d'élongation extensible homothétiques et des modes de réalisation du dispositif en étoile, en pyramide, à base fixe, à grande légèreté, à un ou plusieurs moyens d'extension. Ses domaines d'application sont le bâtiment et l'industrie.

Description

"Dispositif à structure auto-extensible"
La présente invention concerne un dispositif à structure auto-extensible selon un axe, à grand rapport d'élongation.

Le dispositif objet de la présente invention est destiné à monter et descendre sur une grande hauteur des charges moyennes, pour le bâtiment, l'industrie ou l'artisanat.

Les domaines possibles d'applications de dispositifs de ce genre sont noMbreux et variés : éclairage de stade avec des pylones extensibles ; élévation de personnes, nacelles d'intervention pour l'entretien ; ascenseur de chantier support sur engin mot le, pour transmissions hertziennes éclairage de secours ; usage pour constructions spatiales.

On cornait actuellement des structures dites "à ciseaux de Nuremberg", c'est-à-dire à ciseaux multiples disposés généralement en deux nappes parallèles, les ciseaux homologues de chacune des deux nappes étant reliés deux à deux. L'ensemble est étirable au moyen de vérins hydrauliques ouvrant les ciseaux à'différents niveaux de la structure.

D'autres dispositifs utilisent des bras articulés, généralement limités à trois éléments et des vérins hydrauliques. Ces vérins sont placés près des noeuds des articulations des brs et ouvrent plus ou moins ceux-ci, ce qui élève une charge utl à une hauteur correspondant au maximum à trois longueurs de bras.

Ces dispcsitifs présentent de nombreux inconvénients.

D'une part, les vérins qui travaillent près des noeuds des articulations mettent les éléments des ciseaux ou des bras en flexion ce qui oblige à surdimensionner ceux-ci. Les surdimensionnements ainsi créés imposent des masses importantes, sans que ces systèmes n'aient de rigidité supplémentaire.

Un autre dispositif proposé par le brevet FR-A 1 419 013, présente une structure extensible à hauteur variable composé, de trois nappes verticales de ciseaux de Nuremberg formant un prisme droit à base triangulaire équilatérale. Les trois nappes de ciseaux sont reliées entre elles par des noeuds d'articulations situés sensiblement au voisinage des arêtes verticales du prisme. Bien que cette disposition soit très avantageuse du fait que les trois nappes de ciseaux se contreventent ou s'étayent mutuellement, elle n'a jamais été utilisée dans l'industrie à cause du moyen moteur qui n'agit que sur les ciseaux situés à la base du dispositif. En effet, les calculs démontrent qu'une telle disposition met tous les éléments de la structure en flexion.Les jeux et les déformations se cumulent à chaque niveau et la base de la structure peut être déployée alors que les étages supérieurs restent repliés.

Le brevet français FR-A- 85 02416 propose une structure de conception voisine de la précédente mais destinée aux plateformes marines pour lesquelles la poussée d'Archimède dans l'eau et l'utilisation de ballast 'limitent la flexion et assurent une déformation homothétique de l'ensemble. D'autres utilisations terrestres sont proposées avec l'utilisation de vérins télescopiques entre le plan de base et le plateau supérieur de la structure. Cette disposition ne s'applique qu'à de petites structures de faible hauteur car les jeux et les flexions entre les ciseaux empêchent une ouverture homothétique de ceux-ci. De plus, la stabilité du plateau supérieur est réduite car les feux sur chaque arete verticale du prisme droit peuvent être différents.

La présente invention propose de remédier à ces inconvénients. Elle fournit une structure auto-extensible selon un axe, comportant des ciseaux de Nuremberg, mais dotée de moyens d'auto-extension associés à chaque paire de ciseaux ou groupe de paires de ciseaux et assurant leur ouverture simultanée et homothétique ainsi que la limitation des effets de jeux aux articulations et de flexion dans les ciseaux. il en résulte une grande économie de moyens et de matière donc une structure très légère. La présente invention permet, de plus, d'utiliser plus d'une dizaine d'étages à ciseaux, ce qui était impossible précédemment.

On appelle moyen d'élongation télescopique tout moyen adapté à supporter des fixations ou des articulations en plusieurs point, de sa longueur et à s'étendre de telle maniere que ces fixations ou articulations s'écartent les unes des autres de manière homothétique.

La structure selon l'invention permet d'atteindre un rapport d'élongation de l'ordre de 15 et plus ; elle permet, d'autre part, d'obtenir en position repliée, notamment pour le transport, un très faible encombrement résiduel.

La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés dans un but explicatif et nullement limitatif permet de mieux comprendre les avantages, buts et caractéristiques de l'invention.

la figure 1 représente des ciseaux dits de Nuremberg, de type connu
la figure 2 représente une nappe de ciseaux tels que représentés à la figure 1
la figure 3 est une vue en perspective d'un noeud d'articulation ;
la figure 4 est une vue en coupe horizontale d'une structure extensible à trois nappes de ciseaux
les figures SA et 5B représentent un moyen d'élongation télescopique, respectivement en plan et en élévation latérale
la figure 6 représente une base de structure selon l'invention ;
les figures 7A et 7B représentent une plateforme respectivement en plan et en élévation latérale
la figure 8A est une vue en élévation latérale et en coupe verticale d'un moyen d'élongation télescopique à vis;;
la figure 8B est un agrandissement du détail référencé B à la figure 8A
les figures 9A et 9B représentent un moyen d'élongation télescopique à vis et vérin, respectivement en coupe verticale et en plan
la figure 10 est une vue en élévation latérale d'une variante du dispositif à base constante
la figure il est une vue en élévation latérale d'une variante allégée du dispositif selon l'invention
les figures 12A et 123 représentent une variante du dispositif à un seul moyen d'élongation, respectivement en élévation latérale et en plan
la figure 13 est une vue schématique d'une variante du dispositif à nappes de ciseaux en trapèze
la figure 14 est une vue en perspective d'une articulation
la figure 15 est une vue en perspective d'une articulation de base de structure
la figure 16 est une vue en plan d'une variante du dispositif à six nappes de ciseaux rigides en étoile,
la figure 17 est une vue schématique d'une variante du dispositif à deux nappes de ciseaux parallèles
la figure 18 est une vue schématique en perspective d'une variante du dispositif à ciseaux souples
la figure 19 est une vue schématique d'un support de ciseaux souples.

La figure 1 représente des ciseaux adaptés à la réalisation du dispositif. Deux barres rigides 1 identiques, sont assemblées l'une à l'autre par un axe d'articulation 2 passant par un alésage 3, situé au centre de chaque barre 1. A chaque extrémité de chacune des barres I se trouve un alésage 4.

Le ciseau peut s'ouvrir plus ou moins par rotation des barres 1 l'une par rapport à l'autre autour de l'axe d'articulation central 2. L'axe des alésages 4 est parallèle à l'axe de l'alésage 3, c'est-à-dire perpendiculaire au plan des ciseaux.

Les alésages 4 sont ainsi équidistants de alésage 3.

Cet assemblage de ciseaux de par un axe central 2, constitue généralement l'élément de base du dispositif selon l'invention. Cependant, dans certains modes de réalisation tels que la variante présentée en regard des figures 13, 14 et 15, l'axe 2 est excentré par rapport aux barres 1 et donne ainsi naissance à des paires de ciseaux en forme de trapèze et non plus de rectangle.

La figure 2 représente une nappe plane de ciseaux avec trois paires de ciseaux du type décrit en regard de la figure 1. Ces ciseaux sont assemblés bout à bout. On retrouve donc sur la figure 2 six barres 1, trois axes centraux d'articulations 2 placés dans six alésages centraux 3 des barres 1, et douze alésages 4 aux extrémités des barres 1. Les barres 1 ont ici la meme dimension pour les trois paires de ciseaux. A ces éléments présentés en regard de la figure 1 s'ajoutent quatre axes d'extrémité de barres 5.

Ces axes 5 sont des axes d'art4culation passant par les alésages 4 et solidarisant les ciseaux successifs, de telle manière qu'ils réalisant une nappe connue antérieurement sous le nom de "ciseaux de Nuremberg" pour lesquels il est bien connu que l'ouverture d'un ciseau implique l'ouverture des autres ciseaux de la même valeur, c'est-à-dire du meme angle entre les deux barres 1.

Ainsi l'élongation totale est d'autant plus grande qu'il y a plus de ciseaux. Plusieurs nappes telles que représentées ici ou à ciseaux excentrés sont utilisées pour réaliser un dispositif selon l'invention tel qu'il sera présenté ultérieurement.

Dans la suite de la descripticn on appellera étage de ciseaux les ciseaux liés entre eux qui ne se trouvent pas dans un même plan. Ainsi, l'association de trois nappes selon la
Figure 4 où chacune des nappes se relie aux deux autres par quatre axes 5, formera donc un prisme droit à base triangulaire équilatérale comportant trois étages de ciseaux. Chacun de ces étages aura une base triangulaire équilatérale et formera un prisme droit déformable.

La figure 3 représente en perspective un exemple de noeud d'articulation adapté aux nappes de ciseaux présentées en regard de la figure 2. Ce noeud d'articulation 6 joint deux nappes de ciseaux non coplanaires sur leur arête commune. On retrouve deux axes 5 placés dans des alésages 4, réunissant chacun deux barres 1 d'une nappe de ciseaux. S'y ajoute une pièce 6 en forme de prisme droit de base triangulaire et portant les axes 5.

La figure 4 représente en coupe horizontale une structure extensible comportant trois nappes de ciseaux ayant des barres 1 de longueurs égales. Cette vue montre six barres 1, six axes 5 et trois noeuds d'articulation 6. La structure ainsi constituée s'apparente à un prisme droit de base triangulaire ésuilatérale dont les nappes de ciseaux sont les faces et dont les noeuds d'articulations 6 sont placés sur les arêtes.

Cette structure à trois nappes a l'avantage d'entre rigice, ce qui la différencie des structures à un nombre plus élevé de nappes.

La figure 5 représente un moyen d'élongation télescopique composé d'un vérin télescopique.

Les figures 5A et 5B représentent un vérin adapté à des nappes à trois paires de ciseaux de Nuremberg. On y retrouve les noeuds d'articulation 6 qui portent des axes 5. Chaque noeud d'art;culation 6 est relié mécaniquement à un corps de vérin 8, à l'exception du noeud d'articulation 6 supérieur qui est relié à un piston 9 et du noeud d'articulation 6 inférieur qui est relié à la culasse 7 du vérin télescopique. Ladite culasse 7 porte un orifice d'admission 10 d'un fluide moteur. Des joints d-étenchéité 11 empêchent Le fluide moteur de fuir à la jonction ces corps de vérin 8 entre eux et avec la culasse 7 ou le piston 9.Le noeud d'articulation 6 inférieur est solidaire d'un coulisseau 12A et le noeud d'articulation 6 supérieur est solidaire d'un coulisseau 12B. Selon la pression du fluide ertrant par l'orifice 10 dans le vérin, chaque corps 8 du vérin est poussé vers le haut en proportion de sa section.

Un des avantages de l'invention est que la pression et cc la force exercée sur chaque corps de vérin 8, est retransmise jusqu'au coulisseau supérieur 12B par l'intermédiaire des ciseaux 1.

-Dans un vérin classique, la force exercée sur l'extrémité du vérin est égale au produit de la pression par la section de la tige de piston 9. Ici, la force exercée sur ltextrémité est égale au produit de la pressidn par la somme des surfaces de tous les corps de vérin 8 et de la tige de piston 9.

Ainsi, même pour des rapports d'élongation élevés, pour lesquels le nombre de corps de vérin 8 est élevé, la force exercée reste constante et proportionnelle à la section intérieure du vérin.

En correspondance avec le nombre de paires de ciseaux par nappe, ici trois, le nombre de corps de vérin 8 est ici de ceux.

Le nombre de paires de ciseaux utilisées peut, bien entendu, varier selon les applications du dispositif et la hauteur d'élongation à atteindre. Le nombre de corps de vérins 8 sera toujours inférieur de 1 au nombre de noeuds 6 sur lesquels on veut imprimer un effort, sachant que ces noeuds 6 peuvent correspondre à un étage de ciseaux sur deux un sur trois, et plus généralement un sur un. Pour la clarté de la description, toutes les figures précédentes ont fait référence à trois paires de ciseaux par nappes mais ce nombre n'est pas caractéristique de l'invention et pourra être augmenté ou réduit tout en restant conforme à l'esprit de l'invention.

La figure 6 représente une base de structure. Une charpente 130 supporte trois glissières 13. La charpente 130 peut être réalisée par exemple en mécanosoudage et a pour seules fonctions de supporter les glissières 13 et d'être fixée au sol.

Sa description n'est donc pas donnée complètement et sa réalisation pourra être faite de différentes manières tout en restant conforme à l'esprit de l'invention.

La charpente 130 présentée ici, à titre d'exemple, a une structure horizontale en étoile et supporte trois glissières 13 faisant un angle de 120 degrés entre elles. Les glissières 13 sont destinées à recevoir les coulisseaux 12A situés à la base du noeud d'articulation inférieur 6 des vérins télescopiques.

Aussi, l'écartement de leurs deux rails est supérieur à la largeur de la culasse de vérin 7. La longueur de la glissière dépend de la longueur des barres 1 et doit être suffisante pour permettre la course complète du coulisseau 12A. La hauteur de la charpente 130 doit être supérieure à la longueur de la culasse 7 du vérin télescopique représenté en regard de la figure 5.

Ladite culasse 7 étant mobile par rapport à ladite charpente 130.

La figure 7A représente une vue de dessous en plan d'une plateforme supérieure. La figure 7B représente une vue en élévation latérale de la même plateforme. Sont représentés un plateau 14 sous lequel sont fixées trois glissières 15 faisant un angle de 120 degrés entre elles. Ces glissières 15 sont destinées à recevoir les coulisseaux supérieurs '2S représentés à la figure 5B. Dans cette figure encore, différents modes de réalisation du plateau supérieur sont possibles et conformes à l'esprit de -l'invention. En particulier, le plateau 14 peut faire partie intégrante d'une nacelle ou d'un réceptacle,. par exemple.

Le montage du dispositif selon l'invention est simple. Le dispositif est constitué de troix vérins télescopiques tels que représentés à la figure 5, de trois nappes de ciseaux telles que représentées sur la figure 2 formant une structure extensible telle que représentée à ia figure 4,. d'une base de structure telle que représentée à la figure 6 et d'une plateforme supérieure telle que représentée à la figure 7.

La structure extensible est solidaire des vérins télescopiques par les noeuds d'articulations 6. Elle est fixée à la base de la structure par les coulisseaux inférieurs 12A qui sont maintenus dans les glissières 13 de la base de la structure. Elle est fixée à la plateforme supérieure 14 par les coulisseaux supérieurs 12B qui sont maintenus dans les glissières 15 de la plateforme 14
En l'absence de fluide moteur, les trois vérins télescopiques sont dans une ,configurationrepliée telle tell que représentée sur la figure 5. La structure se trouve donc dans -sa configuration repliée et présente un encombrement minimum.

Le fonctionnement d'un tel dispositif est expliqué ciaprès.

Dès que 1'n applique un fluide sous pression dans chaque culasse 7 par leur orifice 10, la poussée du fluide sur chaque corps de vérin 8 et sur la tige de piston 9 provoque le déploiement de l'ensemble de chaque vérin en séparant les uns des autres les noeuds d'articulation 6 se trouvant sur une arête verticale. Chaque noeud d'articulation 6 porte deux barres de ciseau 1 et les entraîne dans son mouvement ascendant, en provoquant donc une élongation de la structure et une ouverture de chacun des ciseaux qui la compose du même angle. Ainsi, chaque ciseau 1 reçoit deux forces verticales à son contact avec les noeuds drarticulation 6 qui le supportent.

Un tel dispositif offre de nombreux avantages. D'une part, les barres 1 reçoivent une poussée vertica-le à leurs deux extrémités et ne travaillent donc pratiquement pas en flexion.

D'autre part, les ciseaux sont sollicités en même temps ce qui favorise l'ouverture homogène de l'ensemble. De plus les vérins télescopiques ont un axe de poussée qui se trouve exactement dans l'axe de l'effort à vaincre, la pesanteur, les vérins travaillent donc en compression. Enfin, les vérins sont "contreventés", c'est-à-dire soutenus par l'ensemble de la structure selon leur axe et ne sont soumis au phénomène de "flambage" qu'au niveau de chaque corps de vérin et non au niveau de l'ensemble de la longueur du vérin.

Une telle disposition conduit à une structure complète plus légère et plus performante que celles offertes actuellement. En effet les hauteurs atteintes qui étaient limitées par les masses du dispositif et les flexions peuvent ici être très grandes.

Il est à noter que le prisme droit constituant la base du dispositif selon l'invention peut avoir plus de trois côtés et donc donner au dispositif une base polygonale quelconque bien que la base triangulaire soit la seule qui soit indéformable par nature. Selon le nombre de cotés du polygone, il faut bien entendu modifier le nombre de coulisseaux et les angules séparant les glissières 13 et 15. Ces modifications, ainsi que les autres qui pourraient être nécessaires pour augmenter le nombre de nappes de ciseaux sont évidentes et ne sont pas décrites ici.

De nombreuses variantes du présent dispositif peuvent être proposées tout en restant conforme à l'esprit de l'invention.

Dans une première variante, un des coulisseaux 12A est fixe et les deux autres sont mobiles. Les deux glissières 13 destinées à guider et à maintenir lesdits coulisseaux mobiles 12A sont alors orientées vers le coulisseau 12A fixe et forment entre elles un angle de 60 degrés. Pour des nombres de nappes de ciseaux supérieurs à trois, d'autres dispositions des glissières supérieures 15 et inférieures 13 peuvent aussi être envisagées pour matérialiser les lieux des sommets de tous les polygones homothétiques générés par le déplacement des coulisseaux au cours de la déformation de la structure.

Une autre variante utilise les moyens d'élongation.

télescopiques représentés à la figure 8A. Ces moyens d'élongation télescopiques sont d'un type nouveau. Par rapport aux moyens d'élongation actuellement connus, ils ont l'avantage d'être en toute leur position irréversibles, ce qui permet de calculer les structures utilisant ces moyens d'élongation comme si elles étaient à tout moment rigides et solides. De plus, la sécurité en est accrue puisqu'une panne de lrélément moteur ne fait que bloquer la structure dans sa position. De plus, l'élongation est à tout moment connue au millimètre près et ne varie pas en fonction des forces qui sont appliquées sur le moyen d'élongation télescopique. Enfin, sans qu'il soit nécessaire d'associer aucun élément extérieur, ce moyen d'élongation télescopique a un déploiement parfaitement homothétique de tous ces éléments ou corps.

Tous ces avantages différencient le présent moyen d'élongation télescopique des vérins à fluide moteur tel que présentés en regard de la figure 5.

Ce moyen d'élongation télescopique se caractérise notamment en ce qu'il comporte des vis tubulaires creuses placées les unes dans les autres et comportant des filetages extérieurs et des moyens de solidarisation de leur rotation commune, en ce que ces vis tubulaires s'engrènent chacune sur un écrou dont la rotation est bloquée et en ce que chaque vis tubulaire déplace longitudinalement l'écrou sur lequel s'engrène la vis tubulaire qui lui est immédiatement intérieure tout en pouvant tourner par rapport audit écrou.

La description qui suit, en regard des figures 8A, 8B et 9 présente avantageusement comme un tel moyen d'élongation télescopique peut être combiné au dispositif objet de la présente invention.

Dans la figure 8A, on trouve des noeuds d'articulations 6, des couronnes de butée à billes 16, des taraudages 17 de mêmes pas dans les noeuds 6, des vis 18 de mêmes pas, une culasse 19 comportant des chemins de clavette 20 (figure 8BI, des clavettes ou ergots 21 solidairesdes vis 18, une prise d'entraînement 22, des pièces de butte ou rondelles 23.

Les noeuds d'articulations 6 (figure 8B) sont ici taraudés intérieurement et forment des écrous. Leur liaison avec la structure du dispositif selon l'invention leur interdit toute rotation. Les pièces de butée ou couronnes 23 sont liées mécaniquement, ici par des vis, aux noeuds d'articulation 6 et tiennent les extrémités élargies des vis tubulaires 18. Les billes 16 tournent entre les noeuds d'articulation 6 et les têtes de vis 18. Les vis 18 sont tubulaires et filetées extérieurement au même pas que les taraudages 17 effectués dans les noeuds d'articulation 6. Les vis 18 comportent sur leur face interne au moins un chemin de clavette 20. La culasse 19 est creuse et comporte un chemin de clavette 20 intérieur. Les chemins de clavette 20 sont disposés sur les vis 18 et sur la culasse 19 selon une génératrice de leur cylindre intérieur.Les clavettes 21 sont liées chacune à une vis 18 et peuvent être constituées d'un ergot formé sur ladite vis 18. Ces clavettes circulent longitudinalement dans les chemins de clavette 20 et lient dans un même mouvement les rotations des vis 18, qui ne peuvent pas tourner l'une par rapport à l'autre, ni par rapport à la culasse 19. La prise d'entraînement 22 est liée à la culasse 19 et entraîne en rotation la culasse 19 et les vis tubulaires 18.

Comme cela est visible à la figure 8B qui est un agrandissement d'une jonction entre deux vis 18, les clavettes ou ergots 21 sont solidaires chacun d'une des vis 18. Ces clavettes ou ergots 21 coulissent librement dans les chemins de clavettes 20 dont ils ne peuvent s'échapper en rotation. La prise d'entraînement 22 est adaptée à un moteur hydraulique ou autre et permet de mettre la culasse 19 en rotation. Les pièces de butée ou rondelles 23 empêchent les vis 18 de se désolidariser des noeuds d'articulation 6.

Le fonctionnement de ce vérin est décrit ci-après.

Lorsque la culasse 19 tourne d'un tour toutes les vis 18 font également un tour puisqu'elles sont entraînées. par l'intermédiaire des chemins de clavettes 20 et des clavettes ou ergots 21 qui coulissent dedans. Ainsi chaque vis 18 fait un tour et avance d'un pas par rapport au noeud taraudé 6 dans lequel elle est engagée tout en écartant d'un pas le noeud taraudé 6 dans lequel elle est engagée, du noeud taraudé 6 supérieur. Les noeuds 6 s'écartent les uns des autres de manière homothétique et ltouverture des ciseaux est de ce fait également homothétique. Les vis 18 étant irréversibles par le dimensionnement de leur pas, la structure bien qu'extensible se comporte constamment comme une structure soudée à tous ses noeuds et aux axes d'articulation 2 et 5.

Une autre variante utilise les vis présentées en regard des figures 8A et 8B en combinaison avec des vérins.

Cette combinaison est présentée aux figures 9A et 9B. La figure 9A est une vue en coupe axiale de cette combinaison. La figure 9B est une vue en plan de cette même combinaison. Les liaisons entre les vis 18 et les noeuds d'artidulation 6 imposent que les vis ne peuvent pas tourner les unes par rapport aux autres. Les pièces 106 sont des écrous prolongés par des tubes à sections carrées creux coulissant longitudinalement les uns dans les autres. La pièce 105 présente un carré plein central et met en rotation l'ensemble de ces écrous. Cette pièce 105, à carré plein central, sort de la culasse 7 du vérin par un joint étanche.Tous les tubes à section carrée des pièces 106 tournent ainsi à la même vitesse angulaire que la pièce 105, à carré plein central, qui est entraînee par sa partie sortant à l'extérieur du vérin. La face interne de chaque corps de vérin 8 est taraudée au même pas ainsi que les pièces L06. La rotation de la pièce 105 et du carré plein central d'un tour, fait donc tourner d'un tour toutes les pièces 106 et chaque pièce 106 en montant soulève la vis qui lui est liée par le roulement à billes, vis sur laquelle la pièce 106 suivante s'engrène.

L'écartement des têtes des pièces 106 et des vis est ainsi homothétique. Dans une telle combinaison du vérin et de vis, la poussée du fluide moteur du vérin entraîne-le mouvement, les vis ne servant qu'à assurer l'irréversibilité du mouvement, sa vitesse constante et ainsi, la sûreté du dispositif.

Dans cette variante, le vérin est irréversible et l'effort principal de poussée est obtenu par le fluide moteur du vérin, les vis ne servant qu'à rendre irréversibles les positions d'élongations
Une autre variante du dispositif objet de la présente invention est représentée en regard de la figure 10. elle concerne une structure extensible dont les points d'appui sur la base sont fixes.Ainsi, il n'est plus utile d'avoir des glissières et des coulisseaux à la base de la structure.

Dans cette variante on a des barres 1A et 1B, des axes d'articulation , des noeuds d'articulation 6, des culasses de vérin 7, des corps de vérins 8, des tiges de pistons de vérin 9, un plateau 14 fixé aux tiges de pistons 9, une plaque d'assise inférieure 31 fixée aux-culasses 7, des barres horizontales 33 comportant chacune deux glissières 32 et fixées par les noeuds d'articulation 6 aux hauts de culasses 7, des corps de vérins 8 et des tiges de piston 9, des axes 50 liés aux extrémités des barres 1A et 1B. et coulissant librement dans les glissières 32, et un contreventement 30.

Les barres 1A et 1B sont de même type que celles présentées à la figure 1. Les barres 1A sont devant les.barres horizontales 33 et les barres 1B sont derrière les barres horizontales 33 (sur le dessin). Les axes d'articulation 5 sont de même type que ceux présentés à la figure 1. Les noeuds d'articulations 6 sont liés aux culasses 7, aux corps de vérin 8, et à la tige de piston 9 et sont de même type que ceux présentés aux figures précédentes. Le plateau 14 est de même type que celui présenté à la figure 7 mais ne comporte pas de glissière 15. Les barres 33 sont placées -horizontalement entre deux noeuds d'articulation 6 et sont réalisées en un matériau plat assez large pour incorporer deux glissieres 32 dans chaque barre 33. Les axes 50 fixés chacun sur deux barres, l'une 1A l'autre 1B solidarisent ces barres en les maintenant à hauteur des glissières 32 des barres horizontales 33.

Le fonctionnement d'un tel dispositif est évident, la déformation du rectangle dont les barres 1A etlB de ciseau forment les diagonales entraîne une élongation en hauteur et un amincissement en largeur. L'association de deux ciseaux montés en partie sur des glissières permet de modifier la hauteur sans modifier la largeur en chacun des étages de ciseaux. Pour le reste, le fonctionnement est le même que celui présenté précédemment.

Il est à noter que la plaque de base 31 peut être liées au haut des culasses i et non au bas de ces culasses pour que celles-ci soient par exemple fixées dans des logements dans un massif de fondation non représenté. La figure 10 ne représente qu'une face de la structure et que deux étages de ciseaux. Il est rappelé que le nombre de faces et-d'étages de ciseaux peut varier selon les besoins et les applications du dispositif sans modifier son esprit. On remarque que chaque face de cette variante du dispositif comporte en fait deux nappes verticales de ciseaux qui sont imbriquées entre elles et guidées.

Les avantages d'une telle structure sont importants.

D'une part, il n'y a pas de glissière destinée à transmettre les efforts et la structure peut donc être ancrée dans le sol de manière plus rigide, par exemple par les culasses 7. D'autre part, le polygone de sustentation est à surface constante donc la structure est plus stable. Enfin, cette structure est à double contreventement par face ce qui la rend plus résistante.

Pour certaines applications artisanales, il peut être avantageux d'alléger le dispositif en utilisant un procédé moteur différent. La figure l1 illustre cette modification. Le procédé moteur ici utilisé ne nécessite pas de centrale à fluide comprimé, mais uniquement un treuil à main d'un type irréversible.On trouve dans la figure 11 associés à un vérin télescopique choisi pour la clarté de l'exposé, et composé d'une culasse 7, d'un corps 8 et d'une tige de piston 9, un plateau supérieur 14, une plaque de base 31, des barres 1, des axes d'articulation 5, des noeuds d'articulations 6, un orifice 10 de culasse 7 relié à des canalisations 43 en liaison avec un réservoir pneumatique 40, une tubulure 44de remplissage du réservoir 40, un treuil 41 placé sur le plateau 14 et tendant un câble 42 attaché à une chape 47 liée à la culasse 7. Plusieurs de ces éléments ont déjà été décrits. Les canalisations, tubulures et réservoir sont-de type connu non décrit ici. Le treuil est aussi de type connu.

La structure étant initialement repliée, l'action sur le treuil permet de libérer une partie du câble 42. La pression du réservoir, amenée par la canalisation 43 à la culasse 7 du vérin permet de faire monter la- tête du vérin et donc le plateau 14 jusqu'à ce que le câble 42 soit tendu. Le câble 42 et les vérins impriment donc des forces opposées sur le plateau 14.

L'effort sur la manivelle du treuil 41 peut être très réduit de cette manière. La descente s'effectue en actionnant le treuil 41 de telle manière que la partie libre du câble 42 soit raccourcie. les vérins travaillent alors commue des pompes à piston refoulant le fluide dans le réservoir 40.

Une autre variante économique utilise uniquement un vérin télescopique. Une première solution consiste à disposer un.

seul vérin télescopique selon une des arêtes du prisme représentant le dispositif. Cette solution impose cependant de nombreux efforts à la structure. Une autre variante est présentée aux figures 12A et 12B.

Le vérin télescopique est dans l'axe central du dispositif et est relié aux noeuds d'articulation 6 par des barres inclinées en fonction de l'élongation de la structure. On trouve dans la figurel2A et 12B, un plateau supérieur 14, des noeuds d'articulation 6, une culasse de vérin 7 fixe et liée à la plaque de base 31, des glissières 13 sur cette plaque de base 31,-des glissières 15 liées au plateau supérieur 14, des corps de vérin 8, une tige de piston 9, des bras articulés 51 solidaires des corps de vérin 8 et de la tige de piston 9, et solidaires aussi des noeuds d'articulation 6.

Le fonctionnement de cette variante est évident et ne nécessite pas d'autre explication. L'effort imprimé par le vérin vers le haut est, par l'intermédiaire des barres 51 transmis aux noeuds d'articulation 6 qui déploient plus ou moins les ciseaux. On garde dans cette variante les avantages du dispositif, à savoir les forces exercées à tous les étages de la structure. Une fois repliée, la structure présente des barres 51 horizontales et a donc un encombrement minimum très réduit. Les barres 51 permettent le contreventement du vérin télescopique central. Le vérin télescopique peut être aisément remplacé par des vis télescopiques telles que présentées précédemment, par un verin à vis télescopiques intégrées elles aussi présentées, ou par un dispositif à treuil.

Une autre variante présentée schématiquement à la figure 13 permet d'augmenter la stabilité de la structure. Pour ce faire, le dispositif ne s'apparente plus à un prisme droit mais à un tronc de pyramide à base polygonale, la plus grande base reposant sur l'assise et la plus petite portant le plateau supérieure.

La figure 13 ne présente que ltépure du déploiement d'une face de cette variante, les noeuds d'articulation 6A, 6B, 6C et6D restent constamment sur une droite, le fonctionnement du dispositif selon cette variante n'offre pas de différence notable avec le fonctionnement du dispositif déjà présenté et n'est pas rappelé ici. I1 est à noter que cette structure peut bénéficier de tous les moyens télescopiques décrits précédemment.

Ce type de déploiement à déformation de volume implique que l'angle formé entre les arêtes et le support horizontal soit variable ainsi que l'angle entre les aretes et les barres de ciseaux. Les liaisons de ces éléments sont donc de types différents de ceux présentés précédemment.

La figure 14 présente un noeud d'articulation 6 adapté à une structure pyramidale. On y trouve des oreilles de fixation 60A et 60B portant chacune deux ciseaux 1, une tête .61 de corps de vérin ou de culasse ou de tige de piston, des rondelles 62 épaisses qui tournent librement autour d'un arbre (non représenté) et sont solidaires d'une embase 67 de lroreille 60A, des rondelles 63 de même type que les rondelles 62 tournant librement autour de l'arbre et solidaires d'une embase 68 de l'oreille 60B.

Selon cette disposition, les nappes de ciseaux peuvent faire entre elles un angle variable au cours du déploiement de la structure.

La figure 15 représente une articulation entre une culasse de vérin 7 et un coulisseau de glissière inférieur 12A qui peut aussi s'appliquer à l'articulation entre la tige de piston 9 d'un vérin et le coulisseau 12B de glissière supérieur.

Dans la figure 15 sont représentés un coulisseau 70 comportant une lumière 75 et des oreilles verticales-74 perforées, une culasse de vérin 71 portant des tourillons 72.

Les tourillons 72 sont logés dans les perforations des oreilles verticales 74 de telle manière que la rotation de l'un de ces éléments par rapport à l'autre est libre et que l'angle entre le coulisseau et l'axe de la culasse du vérin 7 soit variable. Il est à noter que pour la liaison du coulisseau supérieur avec la tige de piston 9, Ia lumière est inutile puisque la tige n'est pas destinée à dépasser le coulisseau.

La configuration pyramidale présentée ici en regard des figures 13,14 et 15 peut être déployée par l'lntermédiaire d'un vérin central unique, pourvu que les bras 50 le rattachant aux noeuds d'articulation 6 soient de longueurs différentes selon le noeud d'articulation, cette longueur étant décroissante dans le sens ascendant.

La figure 16 représente une autre variante du dispositif ne comportant qu'un moyen d'élongation télescopique central et six nappes de ciseaux disposées en étoile autour de ce moyen télescopique.

On retrouve ici les ciseaux 1, les axes 2 et 5, les noeuds d'articulation 6 liant des corps de vérins 8 aux ciseaux 1. Des câbles 85 tenus par des oreilles 76 rejoignent les extrémités extérieures des ciseaux 1 entre eux de manière croisée, chaque câble 85 joint une oreille d'extrémité de ciseau 76 d'un étage et d'une nappe, à une oreille d'extrémité de ciseau 76 d'une nappe faisant un angle de 60 degrés avec la première, et d'un étage de ciseau inférieur. Ces câbles 85 matérialisent ainsi les ciseaux manquants pour réaliser une structure composée de six structures trianguiaires telles que présentées précédemment. Dans une telle configuration, les câbles sont tendus en permanence et assurent les contreventements de chacune des sous-structures triangulaires et donc assurent une grande rigidité à la structure totale.

La figure 17 représente une variante caractérisée en ce qu'elle ne possède que deux nappes parallèles telles que présentées en regard de la figure 2- et un moyen d'élongation télescopique central. Sa compréhension est suffisamment aisée pour que, dans un souci de clarté, sa description en soit limitée. Les deux nappes sont parallèles, de part et d'autre du moyen d'élongation télescopique et donc le polygone de
sustentation est ici un rectangle dont la longueur varie au
cours du déploiement des ciseaux, mais pas la largeur. Il est à
noter que dans cette disposition le contreventement du moyen
d'élongation n'est bien assuré que dans un sens.

La figure 18 représente une autre variante encore du
dispositif selon l'invention dans laquelle les ciseaux sont
souples, de types câbles ou filins.

Dans la figure. 18, seul un étage de ciseau a été
représenté en perspective Les supports de ciseaux 77 sont
représentés en figure 19, selon une coupe longitudinale. Ces
supports de ciseaux 77 sont rigides et de longueur variable et
présentent un ressort interne 78 travaillant en compression et .exerçant une force centrifuge sur lescosses 79 sur lesquelles
sont tendus les câbles 85. Ces câbles 85 sont disposés de la
même manière que dans la figure 16, c'est-à-dire qu'ils relient
chacun une cosse 79 d'extrémité de support 77, à une autre cosse
79 d'extrémité d'un autre suport 77 placé dans un plan vertical
faisant un angle de soixante degrés avec le plan vertical
contenant le support 77 précédent, et placé à l'étage de ciseau
inférieur.

Dans cette disposition, les câbles 85 sont tendus en permanence et le déploiement de la structure provoque une
tension des câbles qui provoque une compression des ressorts 78 des supports 77. La butée 80 de chaque support 77 permet d'éviter la compression complète des ressorts 78 et est positionnée de telle manière qu'à une ouverture donnée du moyen d'élongation télescopique central, les butes 80 de ressorts 78
sont toutes atteintes et la tension sur les ciseaux en câbles ou
filins .85 augmente pour donner de la rigidité à l'ensemble.

La présente variante est légère et économique. De plus, des clavettes s1 placées sur les supports 77 permettent, pour le déplacement de raccourcir ces supports 77 d'environ la moitié de leur longueur. Le transport de cette variante est donc très aisé.

I1 est avantageux dans cette forme de réalisation de prévoir également des ciseaux souples en fils tendus.disposés en nappes verticales radiales reliant ltextrémité des barres 77 aux noeuds d'articulation centraux sur les têtes des vérins.

Il est à noter que les moyens télescopiques ont été, dans un but de clarté des dessins, liés à tous les noeuds d'articulation 6 de la structure. Cependant, pour réaliser des structures plus fines, il est possible de n'associer les moyens télescopiques qu'a un noeud 6 sur deux ou à un sur trois, etc.

Ainsi, la longueur des barres 1 est réduite et inférieure à la longueur des corps de moyens télescopiques de telle manière que l'encombrement du dispositif replié soit plus faible.

D'autres modes de réalisation combinant les avantages et/ou caractéristiques des modes de réalisation et variantes proposés dans la présente description restent conformes à l'esprit de l'invention tel qu'il ressort des revendications annexées.

Claims (4)

REVENDICATIONS

1) Dispositif extensible selon un axe, comportant au moins un moyen d'élongation télescopique formé de corps tubulaire (8,18) pouvant coulisser longitudinalement les uns dans les autres et comportant des barres (11 ou des câbles (85) liés deux à deux à proximité de leur centre (2) autour duquel ils peuvent tourner dans un plan et formant ainsi des ciseaux à ouverture libre, eux mêmes liés deux à deux par deux noeuds d'articulation (61 en des nappes planes de telle manière que les centres (2) des ciseaux sont sur une droite, caractérisé en ce que chaque corps (8,18) est lié à un noeud (6) d'articulation.

2) Dispositif -selon la revendication 1, caractérisé en ce que les corps tubulaires de moyen d'élongation télescopique sont des vis tubulaires (181 placées les unes dans les autres portant un filetage extérieur et des moyens (20,211 de solidarisation de leurs rotations, les noeuds (6) étant bloques en rotation et portant chacun un taraudage intérreur (17),- chaque vis (18) coopérant avec un taraudage (17) de noeud (6) et entraînant dans son mouvement longitudinal le noeud (6t sur lequel s'engrène la vis (18) qui lui est immédiatement intérieure

3) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les corps tubulaires de moyen d'élongation télescopique sont des vis tubulaires (18) placées les unes dans les autres portant des taraudages intérieurs et en ce qu'il comporte des écrous (105, 106) dont les rotations sont solidaires, chaque écrou (105,106) s'engrènant sur une vis (18) et entraînant dans son mouvement longitudinal la vis (18) sur laquelle s'engrène un autre écrou (105,106).

41 Dispositif selon la revendication 3, caratérisé en ce qu'il est associé à un vérin de telle manière que chaque écrou (105,106) supporte la pression d'un fluide moteur.

5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une pièce rigide (130,14) portant des glissières (13,15) dans lesquelles peuvent coulisser des coulisseaux (12A,12B) liés à des noeuds d'articulation (6 > .

6 > Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte des nappes coplanaires liées entre elles par des glissières (32) de barre (33) liées elles-mêmes à des noeuds (6) d'articulation de telle manière que l'écartement des alignements de noeuds d'articulation (6) est constant quelle que soit l'extension du dispositif pour chaque assemblage de nappes coplanaires.

7 > Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par un treuil (41) lié aux extrémités du dispositif selon son axe d'extension et adapté à exercer une force de rappel sur les moyens d'élongation télescopiques de manière à les comprimer ou détendre selon la position du treuil (41).

8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisë en ce qu'il comporte un moyen d'élongation télescopique unique et des barres de liaison (51 > de chaque corps de ce moyen avec des noeuds d'articulation (6) de ciseaux.

9 > Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que les ciseaux sont de dimensions différentes.

10) Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'articulation (60A, 60B, 62, 63, 66, 67, 68,70,72,74,75) adaptés à permettre une rotation de l'axe d'un moyen d'élongation télescopique par rapport à l'axe d'élongation du dispositif.

11) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les nappes de ciseaux sont disposées en étoile autour d'un axe central.

12) Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu' il comporte six nappes de ciseaux (1 > rigides en étoile et six nappes de ciseaux formées de câbles (85) liant les noeuds d'articulation (6 > extérieurs des nappes de ciseaux rigides.

13) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qutil comporte six supports 177) de noeuds (6) d'articulation en étoile liés à chaque corps (8,18) d'un moyen d'élongation télescopique, lesdits supports (77) étant des barres télescopiques de longueurs élastiquement variables et supportant six-nappes de ciseaux souples formes de câbles (85) reliant les extrémités extérieures desdits supports

141 Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, des ciseaux souples en fils tendus disposés en nappes verticales radiales reliant les extrémités des barres télescopiques (77) aux noeuds d'articulation centraux.