Appareil à éléments tubulaires télescopiques. On connaît le principe et la construction des montants ou colonnes télescopiques que l'on développe en longueurs variables en fai sant agir à l'intérieur de la colonne un li quide sous pression (huile, glycérine ou au tre). Chaque élément tubulaire agit comme piston par rapport à l'élément dans lequel il est inséré, et comme cylindre par rapport à. l'élément qui y est inséré.
On sait également que jusqu'ici les applications de ces construc tions ont été peu nombreuses ou limitées à (le faibles hauteurs de levage ou à des char ges réduites en raison des sérieuses difficul tés rencontrées dans leur exécution et des inconvénients sérieux qui se sont présentés dans leur fonctionnement en appliquant ce système à des constructions importantes, tel les par exemple les longues échelles pour le service d'incendies et les échelles à plate- forme, fixes ou automobiles, pour l'entretien des lignes électriques de tramways, etc.
En premier lieu, de graves difficultés, coûts de fabrication élevés et diamètres ex- cessifs ont été la conséquence des systèmes employés ordinairement pour guider les tubes lors de leur développement. Le guidage des tubes est nécessaire, par exemple pour em pêcher que la plateforme fixée à l'extrémité du montant puisse tourner et se déplacer an- gulairement. Des difficultés analogues, dues aux diamètres excessifs et, par conséquent, aux grands volumes de liquide à injecter, sont causées par les moyens (presse-étoupes, anneaux Brahms), employés ordinairement pour assurer l'étanchéité.
En outre, même pour des hauteurs de quelques dizaines de mètres, on se heurte à. l'inconvénient fort sé rieux du volume important d'huile qu'il faut pomper et aussi transporter dans le cas d'ap pareils mobiles.
D'autres inconvénients dérivent, dans le cas de hauteurs considérables, .de la forte dif férence de diamètre entre le premier et le dernier piston. La pompe injectant le li quide étant, pour des raisons de simplicité, à débit constant (pompe rotative à vitesse constante), lance les derniers éléments de la colonne télescopique, qui sont de faible dia mètre, avec une vitesse excessive et produit des chocs à fin de course des éléments de plus petit diamètre si l'on veut que la len teur dans le développement des éléments de plus grand diamètre de la colonne télescopi que soit tant soit peu tolérable;
l'appareil perd tout sens pratique si on limite exces sivement le temps nécessaire pour le dévelop pement total de la colonne.
D'autres inconvénients se présentent dans la descente de la charge. Une fois la charge soulevée et maintenue en haut pour une du rée même courte, la colonne liquide, par suite des fuites qui sont inévitables, laisse en haut un espace vide; or, le système télescopique ne suit pas le liquide à cause des frottements dus à l'excentricité de la charge, à l'incli naison de la colonne, etc. Tout à coup, à la suite d'un déplacement de la charge ou de la colonne, il se produit une chute inatten due, rapide et dangereuse, ou une descente par saccades.
L'invention a pour objet un appareil à éléments tubulaires télescopiques. Il est ca ractérisé en ce qu'au moins un certain nom bre desdits éléments tubulaires sont guidés au moyen de saillies disposées pour coulis ser dans des rainures longitudinales corres pondantes, chaque saillie et la rainure qui lui correspond étant ménagées respectivement dans des parois cylindriques situées en face l'une dé l'autre de deux éléments tubulaires adjacents.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemples, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention.
Les fig. 1 et 2 représentent, respective ment en coupe verticale et en coupe horizon tale, une colonne de levage guidée à l'aide de languettes appropriées pour des colonnes pas trop hautes; Les fig. 3 à 8 montrent d'une manière similaire trois variantes de la colonne repré sentée aux fig. 1 et 2; Les fig. 9, 10 et 11 montrent une coupe verticale, une coupe horizontale et un détail de construction d'un tube télescopique pour des colonnes ayant une hauteur de soulève ment considérable;
Les fig. 12 et 13 montrent en coupe ver ticale et horizontale un tube télescopique dans lequel certains éléments tubulaires sont mus hydrauliquement et certains autres tubes mécaniquement; La fig. 14 illustre un moyen d'assurer l'étanchéité entre les éléments tubulaires;
La fig. 15 montre en coupe une colonne à tubes pourvus de dispositifs permettant de réduire le volume du liquide de commande; Les fig. 16, 17, 18 et 19 montrent une forme d'exécution de l'appareil permettant de réaliser la montée sans écarts de vitesse excessifs et d'empêcher des descentes brus ques ou des chutes; ces figures représentent respectivement les positions de montée, d'ar rêt de charge, de sûreté et de descente de l'appareil; La fig. 20 montre une forme d'exécution dans laquelle la quantité d'huile est forte ment réduite par rapport à la quantité d'air;
Les fi-. 21, 22, 28 et 24 montrent une autre forme d'exécution de l'appareil, sans compresseur, en positions de montée, d'arrêt, de sûreté et de descente; Les fig. 25, 26 et 27 montrent, similai- rement aux quatres figures précédentes, en core une autre forme d'exécution de l'ap pareil.
L'appareil représenté aux fig. 1 et 2 com porte trois tubes télescopiques a, â et c em boîtés l'un dans l'autre. d désigne un cou vercle de fermeture soudé à l'extrémité supé rieure du tube c et e désigne une plaque de base formant couvercle, dans laquelle est pré vue une ouverture d'admission h pour le fluide sous pression destiné à être envoyé dans l'appareil.
Les tubes<I>a</I> et<I>b</I> présentent à leur intérieur des renflements b' s'étendant sur une certaine longueur de ces tubes à par tir de l'extrémité inférieure de ceux-ci et étant pourvus de rainures de guidage b" dans lesquelles peuvent coulisser des languet tes â fixées respectivement du côté extérieur de l'extrémité du tube adjacent correspon- dant. <I>c' et d'</I> sont des tronçons tubulaires de guidage maintenus à une certaine distance l'un de l'autre par des pièces d'espacement é ; leur but est d'assurer une plus grande stabilité de la colonne s'élevant sous l'action du fluide sous pression admis par l'ouver ture<I>h. f</I> désigne des garnitures destinées à empêcher des fuites de fluide.
L'appareil représenté aux fig. 3 et 4 dif fère de celui qu'on vient de décrire seule ment en ce que les rainures de guidage b" sont formées par deux pièces allongées b"' qui sont fixées à l'intérieur des tubes a et b au moyen de rivets c", comme on peut le voir à la fig. 4.
Dans l'appareil des fig. 5 et 6, les lan guettes â et les rainures<I>b'</I> sont constituées par des dentures ménagées directement dans la surface externe, respectivement interne, des tubes; naturellement la longueur des lan guettes al se limite à une fraction seule ment de la longueur totale des rainures b', comme on peut le voir à la fig. 5.
Dans l'appareil des fig. 7 et 8, â dé signe des languettes rapportées dont une por tion -est enchâssée dans la paroi des tubes b et c; b' sont les rainures correspondantes. Des anneaux rapportés c"' assurent le guidage parfait des tubes coulissant.
Lorsque la hauteur de soulèvement est considérable et que les petits . développements des tubes télescopiques n'intéressent pas, ou lorsque les éléments télescopiques doivent être très courts en comparaison du dévelop pement total de ceux-ci, on aura avantageu sement recours à l'appareil représenté à la fig. 9.
Ici, les tubes internes 1 et 2 sont guidés au moyen de rainures et languettes comme il a déjà, été décrit, et peuvent se développer dans la mesure qu'on veut, jusqu'à la hau teur totale de la colonne télescopique. Les autres tubes, c'est-à-dire les tubes successifs <I>m, n, p</I> extérieurs par rapport au groupe des premiers tubes 1 et 2, se développent seu lement quand on dégage les leviers d'arrêt <I>A</I> commandés par des bielles B-C. Ces der niers tubes ne sont pas guidés au moyen de languettes et rainures.
Ils sont toutefois em pêchés, à la fin de leur course, de tourner l'un par rapport à l'autre, attendu qu'alors des dents D prévues à l'extrémité inférieure de ces tubes viennent en prise avec des dents D' (fig. 9, 10 et 11). Avec un tel appareil, on pourra atteindre une hauteur de 50 mè tres par exemple, avec cinq tubes de 10 mè tres chacun. On opérera de la façon suivante: Pour arriver jusqu'à 20 mètres, on laisse ac crochés les tubes extérieurs et laisse les tubes intérieurs guidés se développer à une hau teur désirée comprise entre 0 et 20 mètres.
Pour arriver au delà .de 20 mètres, on dé gage les leviers d'arrêt A des tubes exté rieurs, qui alors se développent complètement et restent engagés l'un avec l'autre; ensuite, on complète le soulèvement en laissant les tubes les plus petits se développer jusqu'à la hauteur voulue. Dans un tel appareil, les leviers A pourraient être remplacés par des verrous ou autres arrêts de course variable, permettant de libérer autant de tubes dentés qu'il faut pour atteindre la hauteur désirée.
Ces moyens auxiliaires permettent non seule ment de réduire le coût de fabrication de l'appareil, mais aussi de réduire le diamètre maximum de la colonne et, par conséquent, le volume de liquide et le temps nécessaire pour la manoeuvre; ils permettent en outre d'adopter une plus grande épaisseur pour les tubes de plus grand diamètre avec l'avan tage d'une plus forte pression du liquide, la possibilité de manier des charges plus lour des et de réaliser une plus grande rigidité et sûreté de la colonne.
Les moyens de guidage à rainures et lan guettes peuvent aussi être appliqués à un appareil dans lequel un seul ou seulement certains des tubes sont commandés hydrau- liquement et les autres mécaniquement par les premiers, un tel appareil étant représenté aux fig. 12 et 13. Dans cet appareil, la pression du fluide agit seulement sur le tube A de plus grand diamètre contenu dans le tube B.
Le mouvement d'ascension du tube A est transmis au tube C à l'aide d'organes flexibles, par exemple au moyen de câbles d'acier ou de minces rubans métalliques pas sant sur des poulies D; d'une manière simi laire le mouvement du tube C est transmis au tube E et ainsi de suite jusqu'à l'élément central F.
Les appareils décrits doivent être munis de dispositifs d'étanchéité, afin d'empêcher les fuites de fluide tout en réduisant au mi nimum la longueur des garnitures.
La fig. 14 montre un dispositif d'étan chéité comportant plusieurs anneaux g à sec tion transversale en forme de V renversé. Ces anneaux sont faits d'un tissu de chanvre qui est gommé et imprégné d'une pâte de gra phite servant à imperméabiliser le tissu et à. le rendre résistant à l'action dissolvante de l'huile; les anneaux sont pourvus d'une gorge centrale g' et d'une armature métal lique, et ils sont superposés entre deux an neaux de serrage avec leurs joints décalés entre eux.
L'espace occupé diamétralement par les anneaux est très réduit en comparai son des garnitures ordinaires automatiques et non automatiques; les anneaux étant ouverts, leur rechange se fait aisément, ce qui dimi nue les frais d'entretien.
A la fig. 15, on a représenté-un appareil permettant de réduire la quantité de liquide nécessaire à un minimum pour la manoeuvre de l'appareil. Comme on peut le voir à la fig. 15, la conduite _Ao pour l'injection du fluide sous pression se prolonge à l'intérieur de la colonne et se développe télescopique ment pour aboutir à l'intérieur des éléments tubulaires de moindre diamètre B,, B2 et B de la colonne.
L'ensemble des éléments de moindre diamètre est fermé en bas par un couvercle Do, de sorte que ces éléments peu vent se développer complètement ind6pen- damment des autres tubes.
S'il est néces saire d'atteindre une hauteur encore supé rieure, une injection ultérieure de liquide aura pour effet que l'élément B, le plus bas de la série d'éléments B, B2 et B3 entraî nera l'élément Cl à l'aide des butoirs FL. L'élément C,. entraîne d'une manière simi laire l'élément C_, etc.
Dans ce but, natu rellement, la pression du fluide doit aug- menter, ce qui cependant n'implique aucun inconvénient, même si l'on adopte une sim ple pompe rotative et d'autant moins si l'on dispose d'un moteur quelconque pour mar che sur route (appareils automobiles), le mo teur étant alors toujours de puissance exu bérante pour les manoeuvres de soulèvement.
On a déjà fait remarquer que dans des appareils employés jusqu'à présent, la co lonne de levage se développe en général avec une montée lente des éléments tubulaires de plus grand diamètre, suivie par une montée rapide et parfois même très rapide des élé ments tubulaires de moindre diamètre. Dans ce qui suit, on va décrire des appareils pour vus de moyens assurant un développement plus uniforme de la colonne de levage, ces moyens, toutefois, n'étant appliqués qu'à des appareils à colonne dont la hauteur maxi mum dépasse certaines limites, c'est-à-dire quand la différence de diamètre entre les éléments tubulaires d'extrémité devient im portante.
Les moyens dont on vient de parler sont destinés à refouler l'huile dans la colonne à l'aide d'air comprimé emmagasiné dans un réservoir. L'air, pendant sa détente, dimi nue de pression, ce qui signifie que la pres sion de l'huile diminue à mesure que la co lonne se développe; par conséquent, la vi tesse de développement, laquelle au commen cement était de valeur convenable, ne subit pas d'augmentation dangereuse vers la fin du développement.
Un appareil muni de tels moyens est re présenté aux fig. 16 à 19 dans quatre dif férentes positions de travail, soit de montée, d'arrêt de la charge ou de la plateforme, de sûreté et de descente. Pendant le repos en tre deux manoeuvres, un compresseur d'air G accumule l'air dans un réservoir H à une pression double de la pression nécessaire pour sortir le dernier élément télescopique. La contenance de ce réservoir est supérieure au volume d'huile nécessaire pour sortir complè tement le dernier élément de la colonne. A colonne rentrée, l'huile se recueille dans un réservoir I.
La tubulure reliant entre eux les réservoirs<I>H</I> et<I>I</I> est munie d'un robinet K à trois voies qui permet de faire passer l'air du réservoir<I>H</I> au réservoir<I>I</I> (fig. 16), d'intercepter la communication (fi,-. 17) en tre ces deux réservoirs, de décharger à l'a-E- mosphère, à travers un tuyau J, l'air qui se trouve au-dessus de l'huile dans le réservoir I, tandis que le réservoir II reste fermé et que le compresseur G y fait monter la pres sion (fig. 18 et 19). L'huile refoulée hors du réservoir I peut passer dans le montant télescopique I11' à travers une soupape de re tenue N munie d'un levier 0.
Sur ce levier peut agir un butoir P solidaire du levier de commande L du robinet K. Une seconde sou pape de retenue Q est disposée pour être fer mée électriquement au moyen d'un électro aimant R, lorsqu'au sommet -de la colonne se forme une dépression par suite de la des cente de la colonne d'huile contenue dans le montant 31' ainsi que dans le tube d'un va- euomètre S ou autre appareil analogue.<I>T, T'</I> désigne une conduite reliant le vacuomètre à l'électro-aimant.
Durant le fonctionnement de l'appareil, lorsque l'air dans le réservoir H est à la pres sion appropriée pour la manoeuvre et qu'on porte le robinet K au moyen du levier L dans la position de la fig. 16, l'air se détend et entre avec une pression décroissante dans la colonne 31. Lorsque la colonne atteint la longueur voulue, on manoeuvre le levier L et on porte le robinet dans la position de la fig. 17. Le butoir P permet alors au levier 0 de se soulever et à la soupape N de se fer mer sous la poussée de l'huile contenue dans la colonne (fig. 17).
Si l'huile contenue dans la colonne commence à s'abaisser à cause de défauts d'étanchéité des joints ou de la sou pape de retenue N, la dépression dans le montant M' amène immédiatement la ferme ture de la soupape de retenue Q (fig. 18). de sorte qu'il ne peut plus se produire de chutes soudaines ou de descentes par saccades de la charge ou de la plateforme portée par la colonne télescopique M, 1L1'. Enfin, quand on veut produire la descente de la charge, on porte le levier L dans la position de la fig.. 19 après avoir ouvert la soupape Q par un moyen quelconque:
la soupape N s'ouvre alors sous la poussée du butoir P et la charge elle-même refoule l'huile dans le réservoir I et produit la .décharge d'une partie de l'air à travers J, tandis que dans le réservoir H reste de l'air à la pression résiduelle de 1.a, fin de la manoeuvre de soulèvement.
Dans l'appareil représenté en fig. 20, on réduit beaucoup la quantité de l'huile par rapport à la quantité d'air. Ici, les réservoirs pour l'huile et pour l'air sont réunis en un seul réservoir, attendu que la quantité d'huile peut être limitée à celle qui est strictement nécessaire pour assurer l'étanchéité, de façon que, sous cette forme, l'appareil est spéciale ment adapté pour les grandes hauteurs. Etant donné que la présence de l'air dans la co lonne rend la colonne élastique et susceptible:
d'osciller verticalement et fait dépendre sa hauteur des variations de la charge, il est avantageux d'appliquer un frein ou, comme indiqué à la fig. 20, un treuil V pourvu d'un frein automatique et d'un enrouleur auto matique pour un des sens de rotation; le ou les câbles du treuil appliquent alors au som met de la colonne (ou à la. plateforme, s'il s'agit d'une colonne à plateforme comme à la fig. 20) une force antagoniste s'opposant au mouvement ascendant des éléments tubu laires, grâce à quoi ceux-ci sont rendus plus stables, comme on le comprend facilement.
Cette mesure implique une modification des organes de commande, car le treuil peut être actionné par le moteur et il est facile de con cevoir une disposition qui permette à un seul levier L de transmettre la commande au treuil V, au compresseur G et à la soupape K, à travers laquelle l'air se déchargera à l'atmosphère dans la manouvre de descente.
Pour économiser l'air et réaliser l'élimi nation du compresseur, il suffit d'adopter une pompe à huile dans- l'appareil, comme on le voit dans l'appareil représenté aux fig. 21 à 24.
Dans un réservoir Z commun aux deux fluides, l'air forme un amortisseur perma nent. Une pompe U, susceptible d'invertir 'sa marche, lors de la -decente de la colonne, refoule de nouveau l'huile dans le réservoir et rétablit la pression de l'air.
Les conduites et les soupapes sont dis posées comme il est montré aux fig. 21 à 24 représentant respectivement les positions de montée, d'arrêt, de sûreté contre la forma tion du vide barométrique au sommet de la colonne, et de descente.
En plus des soupapes de retenue N et Q et du robinet K, il faut tenir compte que la pompe, lorsqu'elle s'arrête, intercepte le pas sage et lorsqu'elle marche ne permet pas l'écoulement de l'huile du réservoir Z à la colonne 1Y1, M' par effet de l'air comprimé. Il faut donc bifurquer la tubulure qui part du réservoir Z et va à la colonne, en formant deux branches munies chacune d'une soupape de retenue X et Y. On conçoit tout dé suite qu'alors, dans la montée (fig. 21) avec la pompe au repos, l'air lance l'huile dans la colonne à travers les soupapes X et N et même à travers la pompe U si l'on veut faire intervenir la pompe pour accélérer la pre mière phase de soulèvement.
La montée ter minée, on intercepte le passage de l'huile à travers K par une manoeuvre du levier<I>L</I> et on ferme la soupape de retenue N connectée au robinet g, tandis que la soupape X s'est déjà fermée automatiquement.
Dans la posi tion de repos, assurée par l'intervention auto matique du vacuomètre S qui ferme la sou pape de retenue Q (fig. 23), il faut ramener le robinet K dans la position de la fig. 2â; en faisant cela, on ouvre de nouveau la sou pape 11F et, sous la poussée de l'air, la sou pape Y, de sorte que le niveau du liquide dans le montant se rétablit tout de suite.
Sans plus toucher au robinet K, l'appareil est prêt pour la descente (fig. 24); il suffit d'ouvrir la soupape Q d'une manière quel conque et de faire marcher la pompe U dans le sens contraire à celui de la montée pour que l'huile soit ramenée dans le réservoir Z à travers la soupape N qui a déjà été ou verte, à travers la pompe et, au commence ment, aussi à travers la soupape Y. Aux fig. 25 à 27, on a représenté une variante de construction des moyens d'ali mentation de l'appareil qu'on vient de dé crire, les divers organes étant représentés dans différentes positions de travail.
Dans la position de monté (fig. 25), l'huile est refoulée par la pompe U', à partir du réser voir Z (réservoir d'huile et d'air, ou dans le cas de hauteurs limitées, réservoir d'huile seulement), dans la colonne 111 à travers la conduite p et la soupape q. La conduite peut être utile pour accélérer le soulèvement au commencement lorsque le réservoir Z contient de l'air sous pression. Lorsque le soulève ment est effectué, on arrête la pompe U' et, par effet de la pression existant dans la co lonne M, la soupape q se ferme automatique ment (fig. <B>26)</B> et est bloquée par une fourche commandée par un électro-aimant s ou autre.
Les organes de sûreté contre la formation du vide barométrique peuvent alors intervenir et l'alimentation éventuelle à travers la con duite r peut avoir lieu, suivant les circons tances déjà mentionnées. Pour produire la descente (fi-. 27), on fait agir la pompe U' (marchant toujours dans le même sens) et, comme la soupape q est bloquée par la four che commandée par s, le liquide passant par la conduite f déplace le petit piston YTr qui commande la soupape ira. Cette soupape s'ou vre et, la pompe ayant été arrêtée, ne peut pas se refermer à cause de l'arrêt n qui a été déclenché par son ressort.
Le liquide est donc refoulé en arrière, dans son réservoir Z, par le poids de la colonne.
Pour effectuer une nouvelle montée, il suffit de libérer la fourche en s car, la pompe U' étant mise en marche, le liquide est mis sous pression attendu que le passage i est ca libré de façon que la pression dans la con duite t devient supérieure à la pression dans la colonne 1Y1 et, par conséquent, les soupapes q et<I>in</I> se déplacent et le circuit d'après la fig. 25 se rétablit.
Bien entendu, dans tous les appareils dé crits, au moins un certain nombre des élé ments tubulaires sont guidés au moyen de saillies disposées pour coulisser dans des rai- hures, comme on l'a décrit pour les appareils représentés aux fia. 1 à. 8 par exemple.