DISPOSITIF DE GUIDAGE DE MATS COULISSANT L'UN DANS L'AUTRE, BRAS TELESCOPIQUE ET PROCEDE DE GUIDAGE

Description

[0001] La présente invention concerne un dispositif de guidage d'un mât apte à coulisser axialement dans un autre mât, un bras télescopique comprenant au moins deux mâts et un tel dispositif, ainsi qu'un procédé de guidage de deux mâts l'un par rapport à l'autre au moyen d'un tel dispositif.

[0002] Un tel dispositif de guidage d'un mât est divulgé dans le document DE-A-4337601 comportant toutes les charactéristiques de l'objet du préambule de la revendication 1.

[0003] L'invention s'applique en particulier aux bras télescopiques utilisés dans les usines de production d'aluminium.

[0004] L'aluminium est produit industriellement selon le procédé de Hall-Héroult, dans des cellules d'électrolyse de l'alumine en solution dans un bain d'électrolyte. Le fonctionnement d'une usine d'électrolyse nécessite des interventions sur les cellules d'électrolyse parmi lesquelles figurent, notamment, le remplacement des anodes usées par des anodes neuves, le prélèvement de métal liquide des cellules et les prélèvements ou ajouts d'électrolyte. Afin d'effectuer ces interventions, les usines sont généralement équipées de machines de service comprenant des ponts mobiles qui peuvent être translatés au-dessus des cellules d'électrolyse et sur lesquels peuvent être déplacés des modules de service. Les modules de service portent des bras télescopiques s'étendant vers les cellules, les bras étant équipés, à leur extrémité inférieure, de divers organes de manutention et d'intervention. Ces organes peuvent être des outils tels que des pelles, des pinces, etc.

[0005] Les bras télescopiques comprennent au moins un mât fixé au module de service et un mât mobile portant l'organe de manutention et d'intervention, coulissant axialement dans le premier mât ou autour de celui-ci. Il est nécessaire de réaliser un guidage des mâts l'un par rapport à l'autre et un maintien dans la position souhaitée, afin que l'organe de manutention et d'intervention soit positionné de façon satisfaisante par rapport à la cellule d'électrolyse, selon l'intervention à effectuer.

[0006] Selon une première réalisation connue, ce guidage est obtenu par le roulement de galets en acier ou en fonte traitée associés à l'un des mâts sur des rails en acier soudés ou fixés par boulonnage ou crapaudage sur l'autre mât. Mais, si les efforts de guidage sont relativement faibles en fonctionnement normal, des efforts beaucoup plus importants peuvent résulter d'une mauvaise mise en oeuvre des machines de service. Afin de résister à ces efforts accidentels, il est nécessaire de prévoir des galets de grandes dimensions, et les rails doivent être réalisés en un acier très résistant afin d'éviter leur détérioration par les galets. Cette première réalisation est fiable, mais encombrante et coûteuse.

[0007] Selon une deuxième réalisation connue, ce guidage est obtenu par le glissement de patins en matériau frottant fixés à l'un des mâts sur des rails en acier soudés ou fixés par boulonnage ou crapaudage sur l'autre mât. Là encore, les rails doivent être réalisés en un acier résistant pour limiter leur usure. Cette deuxième réalisation permet de supporter des efforts importants avec un encombrement réduit, grâce à l'utilisation des patins. Cependant, les patins rendent difficile le coulissement d'un mât dans l'autre, et ils s'usent rapidement du fait du caractère agressif et corrosif de l'environnement de travail, notamment dû à la présence d'alumine.

[0008] De plus, les première et deuxième réalisations précitées nécessitent l'usinage de structures longues, pouvant dépasser cinq mètres. Ces structures sont constituées soit par la surface des mâts, qui doit former une surface d'appui satisfaisante pour les rails, soit par les rails eux-mêmes.

[0009] La présente invention vise à remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus.

[0010] A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention concerne un dispositif de guidage d'un premier mât présentant un premier axe par rapport à un deuxième mât présentant un deuxième axe, le deuxième mât étant destiné à être monté sensiblement coaxialement dans le premier mât de façon à pouvoir coulisser dans celui-ci, le dispositif de guidage étant destiné à être fixé à une extrémité du premier mât ou du deuxième mât, et à coopérer avec une zone de contact située sur la face extérieure du deuxième mât ou sur la face intérieure du premier mât, respectivement, et comprenant au moins une unité de guidage agencée pour coopérer avec une zone de contact du deuxième mât ou du premier mât, respectivement, l'unité présentant une direction de poussée sensiblement orthogonale à la zone de contact avec laquelle elle est destinée à coopérer.

[0011] Selon une définition générale de l'invention, l'unité de guidage comprend au moins :

• un galet monté rotatif autour d'un axe sensiblement orthogonal à la direction de poussée, le dispositif de guidage étant destiné à être monté de sorte que l'axe du galet soit sensiblement orthogonal au premier axe ;
• un patin présentant une face d'appui sensiblement orthogonale à la direction de poussée ;
• des moyens aptes à permettre le déplacement de l'axe du galet par rapport au patin, sensiblement parallèlement à la direction de poussée, en fonction des efforts exercés par le mât sur le galet, entre une première position dans laquelle le galet s'étend au-delà de la face d'appui du patin, la zone d'appui de l'unité sur le mât étant formée uniquement par une portion du galet, et une deuxième position dans laquelle le galet ne s'étend pas au-delà de la face d'appui du patin, la zone d'appui de l'unité sur le mât étant formée par une portion du galet et par le patin.

[0012] Ainsi, le dispositif permet un guidage satisfaisant du premier mât par rapport au deuxième mât, à la fois en fonctionnement normal lorsque les efforts sont faibles, via les galets, et dans les cas où s'exerce sur le dispositif des efforts exceptionnels. Dans ce dernier cas, l'appui n'est plus assuré par les galets seuls mais également par les patins, ce qui permet un serrage important sans qu'il soit nécessaire d'avoir recours à des galets de grandes dimensions, à des matériaux particulièrement résistants ou à un usinage important, et sans occasionner de détérioration de la zone du mât en contact avec le galet. Les risques de détérioration étant considérablement diminués, la disponibilité du module de service qui porte les bras télescopiques et sa durée de vie sont accrues.

[0013] Pour plus de simplicité, on définit les termes « avant » et « arrière » par rapport à la direction de poussée, le terme avant désignant le sens dirigé vers le mât sur lequel s'appuie le galet et/ou le patin, le terme arrière correspondant au sens opposé.

[0014] Selon une réalisation possible, le dispositif comprend des moyens de rappel élastique aptes à exercer un effort sensiblement parallèlement à la direction de poussée, lesdits moyens de rappel élastique étant agencés de sorte que, lorsque l'axe du galet est dans la première position, ils puissent être comprimés pour permettre le déplacement de l'axe du galet vers la deuxième position. Peuvent également être prévus des moyens de précompression agencés pour que, lorsque l'axe du galet est dans la première position, les moyens de rappel élastique soient comprimés et sollicitent de ce fait l'axe du galet vers l'avant. Il en résulte un meilleur guidage du mât.

[0015] L'axe du galet peut être solidaire d'un levier monté pivotant autour d'un axe fixe par rapport au patin et sensiblement parallèle à l'axe du galet.

[0016] Dans ce cas, par exemple, une partie des moyens de rappel élastique est en appui sur une zone du levier, l'axe du galet étant situé entre l'axe du pivotement du levier et ladite zone du levier. On peut obtenir par cette structure une plus grande amplitude de pivotement. En variante, ladite zone du levier est située entre l'axe de pivotement du levier et l'axe du galet.

[0017] Selon une réalisation possible, le levier est formé de deux flasques sensiblement parallèles et orthogonaux à l'axe du galet, le galet étant disposé entre les deux flasques, et lesdits flasques sont d'une part placés, à l'une de leurs extrémités, de part et d'autre d'un support fixe par rapport au patin, et reliés par une tige traversant le support, ladite tige formant axe de pivotement du levier par rapport audit support, et d'autre part reliés, à l'autre de leurs extrémités, par une plaque sur laquelle les moyens de rappel élastique sont en appui.

[0018] Le patin peut être formé par le support, ou bien être distinct du support.

[0019] Les moyens de précompression comprennent par exemple :

• un ressort présentant un axe sensiblement parallèle à la direction de poussée, le ressort étant en appui, à une première extrémité, sur une paroi solidaire du patin, disposée typiquement perpendiculairement à la direction de poussée en arrière de l'axe du galet et, à une deuxième extrémité, sur une pièce d'appui solidaire de l'axe du galet ;
• des moyens de blocage fixes par rapport au patin, agencés pour empêcher le déplacement de ladite pièce vers l'avant et autoriser le déplacement de ladite pièce vers l'arrière.

[0020] Les moyens de blocage peuvent comprendre une tige filetée disposée à l'intérieur du ressort, sensiblement coaxialement à celui-ci, ladite tige filetée présentant une première partie extrême coopérant avec un trou taraudé ménagé dans la paroi sur laquelle la première extrémité du ressort est en appui et une deuxième partie extrême fixée à un élément transversal de blocage, et la pièce d'appui peut présenter un orifice traversant afin de pouvoir être engagée autour de la tige filetée et de pouvoir être en appui contre l'élément transversal de blocage, sous l'action du ressort, lorsque l'axe du galet est dans la première position.

[0021] Ces moyens peuvent en outre comprendre une pièce cylindrique creuse formant entretoise, montée coaxialement autour de la tige filetée, à l'intérieur du ressort, entre la paroi sur laquelle la première extrémité du ressort est en appui et l'élément transversal de blocage.

[0022] Selon un premier mode de réalisation, le dispositif est destiné à être fixé à une extrémité du premier mât et à coopérer avec une zone de contact située sur la face extérieure du deuxième mât, ledit dispositif comprenant un logement destiné à recevoir le deuxième mât, et un nombre N1 d'unités de guidage, N1 étant de préférence compris entre 1 et 20 inclus, typiquement entre 2 et 12 inclus, lesdites unités étant disposées sensiblement sur les faces d'un polygone fictif à proximité des angles de celui-ci, les faces d'appui des patins desdites unités étant dirigées vers le logement.

[0023] Ce dispositif peut comprendre un boîtier dans lequel sont placées les unités de guidage, et dans lequel est ménagé le logement, le boîtier étant réalisé en au moins deux parties destinées à être assemblées l'une à l'autre autour du deuxième mât.

[0024] De plus, des moyens de réglage de l'écartement entre les parties du boîtier peuvent être prévues, afin de régler les dimensions transversales du logement en fonction des dimensions transversales du deuxième mât.

[0025] Selon un autre mode de réalisation, le dispositif est destiné à être fixé à une extrémité du deuxième mât et à coopérer avec une zone de contact située sur la face intérieure du premier mât, ledit dispositif présentant une forme extérieure adaptée à la forme intérieure du premier mât et comprenant un nombre N2 d'unités de guidage, N2 étant de préférence compris entre 1 et 20 inclus, typiquement entre 2 et 12 inclus, lesdites unités étant disposées sensiblement sur les faces d'un polygone fictif à proximité des angles de celui-ci, les faces d'appui des patins desdites unités étant dirigées vers l'extérieur du dispositif.

[0026] Ce dispositif comprend une ossature sur laquelle sont placées les unités de guidage. Ladite ossature peut comprendre au moins un premier et un deuxième étages, chaque étage comprenant au moins deux unités dont les faces d'appui des patins sont dirigées à l'opposé l'une de l'autre, la direction de poussée des unités du premier étage étant de préférence orthogonale à la direction de poussée des unités du deuxième étage.

[0027] Les deux mâts peuvent être des cylindres de révolution ou présenter en coupe la forme d'un polygone, régulier ou non. Une ou plusieurs unités peuvent être prévues par côté du polygone. Les sections des deux mâts peuvent être identiques ou, en variante, être différentes mais adaptées pour que le deuxième mât puisse être inséré dans le premier. Le plus souvent, la section extérieure du deuxième mât et la section intérieure du premier mât sont complémentaires, mais on peut envisager d'autres formes (par exemple l'un des mâts de section carrée et l'autre de section octogonale adaptée).

[0028] Selon un autre aspect, l'invention concerne un bras comportant au moins un premier mât présentant un premier axe et un deuxième mât présentant un deuxième axe, monté dans le premier mât sensiblement coaxialement de façon à pouvoir coulisser dans le premier mât, le premier ou le deuxième mât étant destiné à être fixé sur une structure, le bras comprenant en outre au moins un premier et/ou un deuxième dispositifs tel que précédemment décrits, le premier dispositif étant fixé à une extrémité du premier mât et coopérant avec une zone de contact située sur la face extérieure du deuxième mât, le deuxième dispositif étant fixé à une extrémité du deuxième mât et coopérant avec une zone de contact située sur la face intérieure du premier mât.

[0029] Le premier mât peut comprendre une collerette destinée à la fixation du premier dispositif, ladite collerette étant disposée à l'extrémité correspondante dudit premier mât.

[0030] Selon encore un autre aspect, l'invention se rapporte à un procédé de guidage d'un premier mât présentant un premier axe par rapport à un deuxième mât présentant un deuxième axe, le deuxième mât étant destiné à être monté sensiblement coaxialement dans le premier mât de façon à pouvoir coulisser dans celui-ci, le procédé comprenant les étapes consistant à :

• prévoir au moins un dispositif de guidage tel que précédemment décrit ;
• fixer ledit dispositif à une extrémité du premier mât, respectivement du deuxième mât ;
• engager le deuxième mât dans le premier mât, le dispositif étant agencé pour que les galets roulent le long de la face extérieure du deuxième mât, respectivement de la face intérieure du premier mât;
• agir sur le dispositif pour placer l'axe du galet dans la première position.

[0031] L'un des avantages de l'invention est de permettre un roulement des galets sur le mât sensiblement sans jeu et sans effort de compression.

[0032] On décrit à présent, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation possible de l'invention, en référence aux figures annexées :

La figure 1 est une représentation schématique d'une salle d'électrolyse destinée à la production d'aluminium, équipée d'une machine de service comprenant des bras télescopiques ;

La figure 2 est une vue en perspective d'un bras télescopique comprenant un premier mât et un deuxième mât engagé axialement dans le premier mât, montrant un dispositif de guidage selon l'invention, placé à l'extérieur des mâts

La figure 3 est une vue en coupe longitudinale médiane du bras de la figure 2, montrant en outre un dispositif de guidage selon l'invention placé à l'intérieur des mâts ;

La figure 4 est une vue en perspective du dispositif extérieur de la figure 2 ;

La figure 5 est une vue en coupe du dispositif de la figure 4, selon un plan vertical médian parallèle à l'un des côtés dudit dispositif ;

La figure 6 est une vue agrandie et en coupe partielle du détail A de la figure 5:

La figure 7 est une représentation schématique en coupe partielle du deuxième mât et du dispositif de la figure 4 coopérant avec ledit mât, lorsque l'appui sur le mât est obtenu par le galet seul ;

La figure 8 est une représentation schématique en coupe partielle du deuxième mât et du dispositif de la figure 4 coopérant avec ledit mât, lorsque l'appui sur le mât est obtenu par le galet et le patin ;

La figure 9 est une vue en perspective du dispositif intérieur de la figure 3 ; et

La figure 10 est une vue latérale du dispositif de la figure 9, une plaque latérale de l'ossature ayant été ôtée.

[0033] Les usines de production d'aluminium comprennent une ou plusieurs salles d'électrolyse 1. Tel qu'illustré à la figure 1, chaque salle d'électrolyse 1 comporte plusieurs cellules d'électrolyse 2 disposées en rangées. Une cellule d'électrolyse 2 comprend une série d'anodes 3 munies chacune d'une tige métallique 4 permettant sa fixation et son raccordement électrique à un cadre anodique métallique (non représenté).

[0034] La salle d'électrolyse 1 comprend également au moins une machine de service 5 servant à effectuer des opérations sur les cellules 2 telles que les changements d'anode 3 ou les prélèvements ou ajouts d'électrolyte. La machine de service 5 peut également servir à la manutention de charges diverses, telles que des éléments de cuve, des poches de métal liquide ou des anodes.

[0035] La machine de service 5 comprend un pont mobile 6 qui repose et circule sur des chemins de roulement 7a, 7b disposés parallèlement l'un à l'autre et à l'axe de la rangée de cellules 2. Le pont mobile 6 peut ainsi être déplacé le long de la salle d'électrolyse 1.

[0036] La machine de service 5 comprend également un module de service 8 apte à être déplacé sur le pont mobile 6 comme indiqué par la double flèche de la figure 1. Le module de service 8 porte un ou plusieurs bras télescopiques 9 s'étendant vers le bas, vers les cellules 2. Selon les applications, les bras 9 sont disposés sensiblement verticalement ou de façon inclinée par rapport à la verticale. Pour des raisons de commodité et de clarté, la description sera effectuée dans le cas où les bras 9 sont sensiblement verticaux.

[0037] Les bras 9 sont équipés, à leur extrémité inférieure, de divers organes 10 de manutention et d'intervention. Ces organes peuvent notamment être un piqueur (servant à briser la couche d'alumine et le bain solidifié qui couvre généralement les anodes 3), une pelle à croûtes (servant à dégager l'emplacement de l'anode 3, après le retrait de l'anode usée, par enlèvement des matières solides qui s'y trouvent), une pince de manutention des anodes 3 (servant à saisir et manipuler les anodes 3 par leur tige 4 pour l'enlèvement des anodes usées et la mise en place d'anodes neuves dans la cellule 2), etc.

[0038] Le bras télescopique 9, tel que représenté sur les figures 2 et 3, comprend tout d'abord un mât fixe 11 en métal, par exemple en acier, monté sur le module de service 8. Le mât fixe 11 est creux et présente un axe vertical 12. Le mât fixe 11 est ici de section carrée, et possède un côté de longueur typiquement comprise entre 100 et 800 mm. D'autres formes sont envisageables, le mât 11 pouvant être de section polygonale ou présenter la forme d'un cylindre de révolution. La section carrée présente l'avantage de permettre un maintien très satisfaisant sous des efforts de torsion. A son extrémité inférieure, le mât 11 comprend une collerette 13 plane et horizontale, de section carrée.

[0039] Le bras télescopique 9 comprend également un mât mobile 14, qui peut être creux pour en limiter le poids, d'axe 15, réalisé en métal, par exemple en acier. Le mât mobile 14 présente une forme extérieure complémentaire de la forme intérieure du mât fixe 11, afin de pouvoir être placé à l'intérieur du mât fixe 11 de sorte que les axes 14, 15 soient sensiblement confondus, et afin de pouvoir coulisser axialement par rapport au mât fixe 11. Dans la réalisation représentée, le mât mobile 14 possède une section carrée et présente un côté de longueur inférieure à la longueur du côté de la section du mât fixe 11. Ainsi, lorsque les mâts 11, 14 sont coaxiaux, il existe entre eux un jeu j transversal, typiquement de 10 à 20 mm, permettant le coulissement axial.

[0040] On définit un repère orthogonal direct (x,y,z), tel que représenté sur la figure 2, dans lequel l'axe z correspond à l'axe 12 du mât fixe 11 et est orienté dans le sens de la pénétration du mât mobile 14. Dans la description qui suit, l'axe z est vertical ascendant, mais il pourrait être oblique. Plus généralement, l'axe z est l'axe de référence dans le cas du déplacement relatif de deux mâts, le mât de référence pouvant être fixe ou lui-même mobile par rapport à un autre mât.

[0041] Enfin, le bras télescopique 9 comprend un dispositif de guidage extérieur 16, fixé à l'extrémité inférieure du mât fixe 11, et un dispositif de guidage intérieur 17, fixé à l'extrémité supérieure du mât mobile 14. Ces deux dispositifs 16, 17 sont destinés à guider le coulissement du mât mobile 14 dans le mât fixe 11.

[0042] Comme illustré sur les figures 4 et 5, le dispositif extérieur 16 comporte un boîtier 18 qui présente ici la forme d'un parallélépipède rectangle de section carrée. Le boîtier 18 comporte une paroi latérale 19 présentant quatre côtés, ainsi qu'une paroi inférieure 20 et une paroi supérieure 21 destinée à être fixée à la collerette 13 du mât fixe 11, en dessous de celle-ci. A fin de simplification, le boîtier 18 sera décrit dans la position où les parois inférieure 20 et supérieure 21 sont horizontales (perpendiculaires à l'axe z).

[0043] Le boîtier 18 est formé de deux parties 22a, 22b identiques assemblées l'une à l'autre selon un plan diagonal vertical du boîtier 18. A cet effet, chacune des parties 22a, 22b comprend, à chacune de ses extrémités latérales, une patte 23 parallèle au plan diagonal d'assemblage des deux parties 22a, 22b. Pour l'assemblage du boîtier 18, les pattes 23 des parties 22a, 22b sont fixées deux à deux par des boulons 24, avec interposition d'une cale 25 de réglage.

[0044] Les parois inférieure 20 et supérieure 21 présentent toutes deux une ouverture centrale en forme de carré dont la longueur des côtés est voisine de la longueur des côtés du mât mobile 14. Est ainsi défini dans le boîtier 18 un logement vertical 26, destiné à recevoir le mât mobile 14, et dont les dimensions transversales peuvent être ajustées en choisissant une cale 25 d'épaisseur déterminée. Plus généralement, le logement 26 présente une forme et des dimensions adaptées à celles du mât 14.

[0045] Le dispositif extérieur 16 comprend en outre plusieurs unités 27 de guidage du mât mobile 14, le nombre d'unités étant adapté aux efforts de sollicitation de l'outil 10 porté par le mât 14. Dans la réalisation représentée, le dispositif 16 comprend deux unités 27 par côté de la paroi latérale 19, soit huit unités 27.

[0046] La description qui suit est effectuée en référence à l'unité située à l'extrémité gauche de la figure 5, pour plus de simplicité.

[0047] L'unité 27 comporte un support 28 placé contre la paroi latérale 19 et fixé sous la paroi supérieure 21, par exemple par des vis, à l'intérieur du boîtier 18. Le support 28 est sensiblement parallélépipédique. Il présente une hauteur (selon z) d'environ un quart de la hauteur intérieure du boîtier 18, entre les parois inférieure 20 et supérieure 21. En outre, il s'étend selon x (perpendiculairement à la paroi latérale 19 à laquelle il est fixé) sur une distance suffisante pour que sa face avant 29 (opposée à la paroi latérale 19 à laquelle le support 28 est fixé) soit située légèrement en avant, vers l'intérieur du logement 26, par rapport au bord 30 de l'ouverture centrale de la paroi supérieure 21. Le support est réalisé en un matériau adapté au frottement, tel que le bronze, l'acier, la fonte, ou une matière synthétique comme un polyamide, et constitue ainsi un patin 31, la face avant formant la face d'appui 29 du patin 31.

[0048] L'unité 27 comporte également un levier 32 formé de deux flasques 33a, 33b parallèles et verticaux, s'étendant perpendiculairement à l'axe y. A leur partie supérieure, située à proximité de la paroi supérieure 21 du boîtier 18, les flasques 33a, 33b sont placés de part et d'autre du patin 31 et reliés par une tige 34 orientée parallèlement à l'axe y, le levier 32 pouvant ainsi pivoter autour de l'axe 35 de la tige 34. A leur partie inférieure, située à proximité de la paroi inférieure 20 du boîtier 18, les flasques 33a, 33b présentent une échancrure 60 ouverte à l'opposé du logement 26. Une plaque 36, orthogonale à l'axe x, est fixée dans les deux échancrures 60, reliant ainsi les deux flasques 33a, 33b à leur partie inférieure. La plaque 36 présente une forme en croix, vue selon la direction y, et est retenue dans des rainures ménagées dans les côtés inférieur et supérieur de l'échancrure 60. En outre, la plaque 36 présente un orifice traversant 36a sensiblement central.

[0049] En partie centrale, sensiblement à mi-hauteur du boîtier 18, les deux flasques 33a, 33b sont reliés par une tige d'axe 37 parallèle à l'axe y, maintenue par d'un côté par un écrou 38 et de l'autre par une pièce de maintien 39. Un galet 40 est monté rotatif autour de la tige d'axe 37, entre les flasques 33a, 33b. Dans cet exemple, le diamètre du galet 40 est de l'ordre du tiers de la hauteur du boîtier 18.

[0050] Enfin, l'unité 27 comporte, en partie inférieure du boîtier 18 et à l'intérieur de celui-ci, une tige 41 d'axe 42, s'étendant selon l'axe x, ladite tige 41 étant filetée au moins à ses deux parties extrêmes. Une première partie extrême de la tige filetée 41 coopère avec un trou taraudé ménagé dans la paroi latérale 19 et avec un écrou 43 situé à l'extérieur du boîtier 18. A l'autre extrémité de la tige filetée 41, vers le logement 26, est disposée une rondelle 44 en appui contre la tête 45 de la tige filetée 41. Autour de la tige filetée 41 est montée coaxialement une entretoise 46 cylindrique creuse, de diamètre intérieur supérieur au diamètre de la tige filetée. L'entretoise 46 s'étend entre la paroi latérale 19 et la rondelle 44 et maintient entre ces deux éléments une distance fixe telle que la vis 45 ne s'étende pas au-delà, de la face d'appui 29 du patin 31. En variante, on peut prévoir une pièce intermédiaire 47 entre la paroi latérale 19 et l'entretoise 46 (voir figure 6).

[0051] La plaque 36 est engagée autour de l'entretoise 46, via l'orifice 36a, dont le diamètre est sensiblement supérieur au diamètre extérieur de l'entretoise 46. Enfin, un ressort hélicoïdal 48 est placé autour de la tige filetée 41 et autour de l'entretoise 46, sensiblement coaxialement. Le ressort s'appuie d'une part sur la face intérieure de la paroi latérale 19 du boîtier 18, et d'autre part sur la plaque 36.

[0052] Les autres unités 27 sont identiques à cette qui vient d'être décrite. Les deux unités 27 situées sur un même côté de la paroi latérale 19 sont placées de sorte que les axes 37 des galets 40 soient sensiblement parallèles, par exemple confondus, la face d'appui 29 de chacun des patins 31 étant dirigée vers le logement 26 et située sensiblement dans un même plan vertical (parallèle à l'axe z). Ces deux unités 27 sont de plus écartées l'une de l'autre de façon à assurer un meilleur guidage du mât mobile 14. Dans le boîtier 18, les unités 27 de deux côtés opposés de la paroi latérale 19 se font face deux à deux.

[0053] Pour la mise en place du dispositif extérieur 16 autour du mât mobile 14, on détermine les dimensions transversales du mât mobile 14 pour choisir la cale 25 adaptée permettant que, une fois les deux parties 22a, 22b du boîtier 18 assemblées, et la paroi supérieure 21 du boîtier 18 fixée à la collerette 13 du mât fixe 11, les galets 40 des unités 27 roulent sur le mât mobile 14 sans jeu et sans effort de compression. La tige filetée 41 permet de comprimer le ressort 48 par l'intermédiaire des plaques 36, la longueur de l'entretoise 46 étant choisie pour créer l'effort de précontrainte souhaité sur le galet 40. L'unité est alors dans la première position, représentée sur la figure 7. La ligne pointillée représente la verticale, et la ligne joignant l'axe 35 de pivotement du levier 32 et l'axe 37 de rotation du galet 40 est inclinée par rapport à la verticale d'un angle α0. La portion avant du galet 40 est située au-delà de la face d'appui 29 du patin 31, vers l'intérieur du logement 26, à une distance d de ladite face d'appui 29. Dans cette première position, la zone d'appui de l'unité 27 sur le mât 14 est formée uniquement par le galet.

[0054] Si l'effort exercé par le mât mobile 14 sur le galet 40 dépasse l'effort de précontrainte du ressort 48, le mât 14 provoque, par appui sur le galet 40, le pivotement du levier 32 autour de l'axe 3. Ce mouvement entraîne le pivotement et le déplacement vers l'arrière de la plaque 36 qui s'écarte ainsi de la rondelle 44. Cela est rendu possible à la fois par le fait que le ressort 48 se comprime et par le fait que diamètre de l'orifice 36a est supérieur au diamètre extérieur de l'entretoise 46. Le pivotement du levier s'arrête lorsque la portion avant du galet 40 s'étend sensiblement dans le même plan vertical que la face d'appui 29 du patin 31. L'unité 27 est alors dans la deuxième position, représentée sur la figure 8. La ligne pointillée représente la verticale, et la ligne joignant l'axe 35 de pivotement du levier 32 et l'axe 37 de rotation du galet 40 est inclinée par rapport à la verticale d'un angle α, le levier ayant pivoté d'un angle (α-α0) par rapport à la première position. Dans cette deuxième position, la zone d'appui de l'unité 27 sur le mât 14 est formée par le galet 40 et par le patin 31. Ainsi, si l'effort exercé par le mât 14 continue d'augmenter, l'effort sur le galet 40 reste limité à l'effort résultant de la compression du ressort 48, et le reste de l'effort exercé par le mât 14 est repris par le patin 31. De ce fait, on évite une déformation du mât 14 par les galets 40, et il n'est plus nécessaire de prévoir des rails sur le mât ni de réaliser le mât en un matériau très résistant.

[0055] Il est ainsi possible d'utiliser des galets de petite taille, qui suffisent pour obtenir un guidage satisfaisant lorsque les efforts sont faibles, en fonctionnement normal. Le dispositif peut également accepter des efforts accidentels importants, puisque, dans ce cas, l'appui se fait également sur les patins. La surface de contact des patins 31 sur le mât est dimensionnée de sorte que la pression unitaire reste faible. On peut donc utiliser des profils standard qui servent à la fois de mât et de rail de roulement, sans usinage.

[0056] On décrit à présent le dispositif intérieur 17, en référence aux figures 9 et 10. Le dispositif 17 présente ici la forme d'un parallélépipède rectangle dont la section est un carré de côté voisin de la longueur du côté de la section intérieure du mât fixe 11. Plus généralement, la forme et les dimensions du dispositif intérieur 17 sont adaptées à celles de la section intérieure du mât fixe 11.

[0057] Le dispositifs 17 comprend une ossature 50 dans laquelle sont disposées plusieurs unités de guidage 27 du mât fixe 11. L'ossature 50 est par exemple mécano-soudée.

[0058] L'ossature 50 comporte une paroi inférieure 51 destinée à être fixée, par exemple par soudage, à l'extrémité supérieure du mât mobile 14, au-dessus du mât 14. A fin de simplification, le dispositif 17 sera décrit dans la position où la paroi inférieure 51 est horizontale.

[0059] L'ossature 50 comprend également, au-dessus de la paroi inférieure 51, une première plaque intermédiaire 52 parallèle à la paroi inférieure 51 et reliée à celle-ci par une paroi latérale 53 de section carrée. Sur chacun des côtés de la paroi latérale 53 est fixé, par exemple par vissage, un patin 31 réalisé en un matériau adapté au frottement, tel que le bronze, l'acier, la fonte, ou une matière synthétique comme un polyamide. Le patin 31 présente une face d'appui 29 (opposée à la paroi latérale à laquelle le patin 31 est fixé) située légèrement en avant, vers l'extérieur de l'ossature 50, par rapport à l'enveloppe de l'ossature 50. Le patin 31 peut s'étendre sur sensiblement toute la longueur du côté correspondant. En variante, l'unité 27 peut comporter deux patins 31 localisés aux extrémités de chacun des côtés de la paroi latérale 53.

[0060] Au-dessus de la première plaque intermédiaire 52, l'ossature comprend un premier étage 54 puis une deuxième plaque intermédiaire 55, un deuxième étage 56 et enfin une paroi supérieure 57. Le premier étage 54 présente deux plaques latérales verticales 58a, 58b orientées ici perpendiculairement à l'axe x, et le deuxième étage 56 présente deux plaques latérales verticales 59a, 59b orientées perpendiculairement aux plaques latérales 58a, 58b du premier étage 54, soit ici perpendiculairement à l'axe y.

[0061] En pratique, les unités de guidage 27 du dispositif intérieur 17 sont identiques entre elles et similaires à celles du dispositif extérieur 16, à la différence que le support 28 ne forme pas le patin; le patin 31 étant disposé comme indiqué précédemment en partie inférieure du dispositif 17. De plus, la face avant du support 28 est située en retrait par rapport à l'enveloppe de l'ossature 50 pour ne pas venir en contact avec le mât 11.

[0062] Le premier étage 54 comporte quatre unités 27, réparties en deux ensembles. Les deux unités 27 d'un ensemble sont disposées de sorte que les axes 37 des galets 40 soient sensiblement parallèles, par exemple confondus, et orthogonaux aux plaques latérales 58a, 58b, les faces avant des supports 28 étant dirigées vers l'extérieur, ces unités 27 étant de plus écartées l'une de l'autre de façon à permettre un meilleur guidage. Ainsi, la face avant d'un support 28 d'une unité 27 d'un ensemble et la face avant d'un support 28 d'une unité 27 de l'autre ensemble sont dirigées à l'opposé l'une de l'autre. De plus, les supports 28 des unités 27 d'un ensemble sont situés sous l'axe 37 des galets 40, tandis que les supports 28 des unités 27 de l'autre ensemble sont situés au-dessus de l'axe 37 des galets 40, c'est-à-dire disposés tête bêche, afin de limiter l'encombrement.

[0063] Le deuxième étage 56 comporte également quatre unités 27, réparties en deux ensembles, de façon similaire à ce qui a été décrit pour le premier étage 54. De plus, les axes 37 des galets 40 des unités du deuxième étage 56 sont orthogonaux aux axes 37 des galets 40 des unités du premier étage 54.

[0064] Bien entendu, le nombre d'unités 27 du dispositif intérieur 17 et leur répartition peuvent être différents, selon les efforts à prévoir.

[0065] Le dispositif intérieur 17 est fixé, typiquement par soudage, à l'extrémité supérieure du mât mobile 14 avant l'introduction du mât mobile 14 dans le mât fixe 11. Une fois que les dimensions intérieures du mât fixe 11 sont déterminées, on place des cales (ici non représentées) de dimensions adaptées, de même épaisseur, d'une part entre le support 28 et l'ossature 50 (par exemple la paroi 70) et d'autre part entre le ressort 48 et l'ossature 50 (par exemple la paroi 70), afin que les galets 40 des unités 27 roulent sur le mât fixe 11 sans jeu et sans effort de compression. La cale permet un ajustement de l'espacement transversal (c'est-à-dire perpendiculairement au premier axe) afin de compenser les imperfections de la surface intérieure du premier mât.

[0066] Et, comme pour le dispositif extérieur 16, l'axe 37 du galet 40 peut être déplacé entre la première et la deuxième position suivant les efforts exercés par le mât fixe 11, la zone d'appui de l'unité 27 étant formée respectivement par le galet 40 seulement, ou par le galet 40 et le patin 31.

[0067] Plus de deux mâts peuvent ainsi être assemblés les uns aux autres pour former le bras télescopique 9. Le nombre de mâts mobiles est de 1, 2 ou 3 pour les applications dans le domaine de la production d'aluminium par électrolyse.

Revendications

1. Dispositif de guidage d'un premier mât (11) présentant un premier axe (12) par rapport à un deuxième mât (14) présentant un deuxième axe (15), le deuxième mât (14) étant destiné à être monté sensiblement coaxialement dans le premier mât (11) de façon à pouvoir coulisser dans celui-ci, le dispositif de guidage (16, 17) étant destiné à être fixé à une extrémité du premier mât (11) ou du deuxième mât (14), et à coopérer avec une zone de contact située sur la face extérieure du deuxième mât (14), ou sur la face intérieure du premier mât (11), respectivement, et comprenant au moins une unité (27) de guidage agencée pour coopérer avec une zone de contact du deuxième mât (14) ou du premier mât (11), respectivement, l'unité (27) présentant une direction de poussée sensiblement orthogonale à la zone de contact avec laquelle elle est destinée à coopérer, et l'unité (27) de guidage comprend un galet (40) monté rotatif autour d'un axe (37) sensiblement orthogonal à la direction de poussée, le dispositif de guidage (16, 17) étant destiné à être monté de sorte que l'axe (37) du galet (40) soit sensiblement orthogonal au premier axe, caractérisé en ce que l'unité (27) de guidage comprend en plus:

- un patin (31) présentant une face d'appui (29) sensiblement orthogonale à la direction de poussée ;

- des moyens aptes à permettre le déplacement de l'axe (37) du galet (40) par rapport au patin (31), sensiblement parallèlement à la direction de poussée, en fonction des efforts exercés par le mât (11, 14) sur le galet (40), entre une première position dans laquelle le galet (40) s'étend au-delà de la face d'appui (29) du patin (31), la zone d'appui de l'unité (27) sur le mât (11, 14) étant formée uniquement par une portion du galet (40), et une deuxième position dans laquelle le galet (40) ne s'étend pas au-delà de la face d'appui (29) du patin (31), la zone d'appui de l'unité (27) sur le mât (11, 14) étant formée par une portion du galet (40) et par le patin (31).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de rappel élastique (48) aptes à exercer un effort sensiblement parallèlement à la direction de poussée, lesdits moyens de rappel élastique (48) étant agencés de sorte que, lorsque l'axe (37) du galet (40) est dans la première position, ils puissent être comprimés pour permettre le déplacement de l'axe (37) du galet (40) vers la deuxième position.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de précompression (41, 44, 45, 46) agencés pour que, lorsque l'axe (37) du galet (40) est dans la première position, les moyens de rappel élastique (48) soient comprimés et sollicitent de ce fait l'axe (37) du galet (40) vers l'avant.

4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'axe (37) du galet (40) est solidaire d'un levier (32) monté pivotant autour d'un axe (35) fixe par rapport au patin (31) et sensiblement parallèle à l'axe (37) du galet (40).

5. Dispositif selon les revendications 2 et 4, caractérisé en ce qu'une partie des moyens de rappel élastique (48) est en appui sur une zone du levier (32), l'axe (37) du galet (40) étant situé entre l'axe (35) de pivotement du levier (32) et ladite zone du levier (32).

6. Dispositif selon les revendications 2 et 4, caractérisé en ce qu'une partie des moyens de rappel élastique (48) est en appui sur une zone du levier (32), ladite zone du levier (32) étant située entre l'axe (35) de pivotement du levier (32) et l'axe (37) du galet (40).

7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le levier (32) est formé de deux flasques (33a, 33b) sensiblement parallèles et orthogonaux à l'axe (37) du galet (40), le galet (40) étant disposé entre les deux flasques (33a, 33b), et en ce que lesdits flasques (33α, 33b) sont d'une part placés, à l'une de leurs extrémités, de part et d'autre d'un support (28) fixe par rapport au patin (31), et reliés par une tige (34) traversant le support (28), ladite tige (34) formant axe de pivotement (35) du levier (32) par rapport audit support (28), et d'autre part reliés, à l'autre de leurs extrémités, par une plaque (36) sur laquelle les moyens de rappel élastique (48) sont en appui.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le support (28) forme le patin (31).

9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le patin (31) est distinct du support (28).

10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend :

- un ressort (48) présentant un axe (37) sensiblement parallèle à la direction de poussée, le ressort (48) étant en appui, à une première extrémité, sur une paroi (19, 47) solidaire du patin (31), disposée sensiblement perpendiculairement à la direction de poussée en arrière de l'axe (37) du galet (40) et, à une deuxième extrémité, sur une pièce d'appui (36) solidaire de l'axe du galet (40) ;

- des moyens de blocage (41, 44, 45, 46) fixes par rapport au patin (31), agencés pour empêcher le déplacement de ladite pièce (36) vers l'avant et autoriser le déplacement de ladite pièce (36) vers l'arrière.

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de blocage comprennent une tige filetée (41) disposée à l'intérieur du ressort (48), sensiblement coaxialement à celui-ci, ladite tige filetée (41) présentant une première partie extrême coopérant avec un trou taraudé ménagé dans la paroi (19) sur laquelle la première extrémité du ressort (48) est en appui et une deuxième partie extrême fixée à un élément transversal de blocage (44), et en ce que la pièce d'appui (36) présente un orifice traversant (36a) afin de pouvoir être engagée autour de la tige filetée (41) et de pouvoir être en appui contre l'élément transversal de blocage (44), sous l'action du ressort (48), lorsque l'axe (37) du galet (40) est dans la première position.

12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend une pièce cylindrique creuse formant entretoise (46) montée coaxialement autour de la tige filetée (41), à l'intérieur du ressort (48), entre la paroi (19) sur laquelle la première extrémité du ressort (48) est en appui et l'élément transversal de blocage (44).

13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il est destiné à être fixé à une extrémité du premier mât (11) et à coopérer avec une zone de contact située sur la face extérieure du deuxième mât (14), ledit dispositif (16) comprenant un logement (26) destiné à recevoir le deuxième mât (14), et un nombre N1 d'unités (27) de guidage disposées sensiblement sur les faces d'un polygone fictif à proximité des angles de celui-ci, les faces d'appui des patins (31) desdites unités (27) étant dirigées vers le logement (26).

14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que N 1 est compris entre 1 et 20 inclus.

15. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier (18) dans lequel sont placées les unités (27) de guidage, et dans lequel est ménagé le logement (26), le boîtier (18) étant réalisé en au moins deux parties (22a, 22b) destinées à être assemblées l'une à l'autre autour du deuxième mât (14).

16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de réglage (25) de l'écartement entre les parties (22a, 22b) du boîtier (18), afin de régler les dimensions transversales du logement (26) en fonction des dimensions transversales du deuxième mât (14).

17. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il est destiné à être fixé à une extrémité du deuxième mât (14) et à coopérer avec une zone de contact située sur la face intérieure du premier mât (11), ledit dispositif (17) présentant une forme extérieure adaptée à la forme intérieure du premier mât (11) et comprenant un nombre N2 d'unités (27) de guidage disposées sensiblement sur les faces d'un polygone à proximité des angles de celui-ci, les faces d'appui des patins (31) desdites unités (27) étant dirigées vers l'extérieur du dispositif (17).

18. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que N2 est compris entre 1 et 20 inclus.

19. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il comprend une ossature (50) sur laquelle sont placées les unités (27) de guidage, ladite ossature (50) comprenant au moins un premier et un deuxième étages (54, 56), chaque étage comprenant au moins deux unités (27) dont les faces d'appui (29) des patins (31) sont dirigées à l'opposé l'une de l'autre, la direction de poussée des unités (27) du premier étage (54) étant orthogonale à la direction de poussée des unités (27) du deuxième étage (56).

20. Bras télescopique comportant au moins un premier mât (11) présentant un premier axe (12) et un deuxième mât (14) présentant un deuxième axe (15), monté dans le premier mât (11) sensiblement coaxialement de façon à pouvoir coulisser dans le premier mât (11), le premier ou le deuxième mât (11, 14) étant destiné à être fixé sur une structure (8), caractérisé en ce qu'il comprend au moins un premier et/ou un deuxième dispositifs (16, 17) selon l'une des revendications 1 à 19, le premier dispositif (16) étant fixé à une extrémité du premier mât (11) et coopérant avec une zone de contact située sur la face extérieure du deuxième mât (14), le deuxième dispositif (17) étant fixé à une extrémité du deuxième mât (14) et coopérant avec une zone de contact située sur la face intérieure du premier mât (11).

21. Bras télescopique selon la revendication 20, caractérisé en ce que le premier mât (11) comprend une collerette (13) destinée à la fixation du premier dispositif (16), ladite collerette (13) étant disposée à l'extrémité correspondante dudit premier mât (11).

22. Procédé de guidage d'un premier mât (11) présentant un premier axe (12) par rapport à un deuxième mât (14) présentant un deuxième axe (15), le deuxième mât (14) étant destiné à être monté sensiblement coaxialement dans le premier mât (11) de façon à pouvoir coulisser dans celui-ci, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à :

- prévoir au moins un dispositif de guidage (16, 17) selon l'une des revendications 1 à 19 ;

- fixer ledit dispositif (16, 17) à une extrémité du premier mât (11), respectivement du deuxième mât (14);

- engager le deuxième mât (14) dans le premier mât (11), le dispositif (16, 17) étant agencé pour que les galets (40) roulent le long de la face extérieure du deuxième mât (14), respectivement de la face intérieure du premier mât (11) ;

- agir sur le dispositif (16, 17) pour placer l'axe (37) du galet (40) dans la première position.

Claims

1. Device for guidance of a first mast (11) with a first axis (12) with respect to a second mast (14) with a second axis (15), the second mast (14) being designed to be installed substantially coaxially in the first mast (11) so that it can slide in it, the guidance device (16, 17) being designed to be fixed to one end of the first mast (11)(respectively of the second mast (14)), and to cooperate with a contact area located on the outside face of the second mast (14) (respectively on the inside face of the first mast (11)), and comprising at least one guide unit (27) arranged to cooperate with a corresponding contact area on the second mast (14) (respectively on the first mast (11)), the thrust direction on the unit (27) being substantially orthogonal to the contact area with which it will cooperate, the guide unit (27) comprising a roller (40) mounted free to rotate about an axis (37) substantially orthogonal to the thrust direction, the guide device (16, 17) being designed to be installed such that the axis (37) of the roller (40) is substantially orthogonal to the first axis, characterised in that the guide unit (27) also comprises :

- a pad (31) with a bearing face (29) substantially orthogonal to the thrust direction;

- means for displacing the axis (37) of the roller (40) with respect to the pad (31), substantially parallel to the thrust direction as a function of forces applied by the mast (11, 14) on the roller (40), between a first position in which the roller (40) extends beyond the bearing face (29) of the pad (31), the bearing area of the unit (27) on the mast (11, 14) being formed only by a portion of the roller (40), and a second position in which the roller (40) does not extend beyond the bearing face (29) of the pad (31), the bearing area of the unit (27) on the mast (11, 14) being formed by a portion of the roller (40) and by the pad (31).

2. Device according to claim 1, characterised in that it comprises elastic return means (48) capable of applying a force substantially parallel to the thrust direction, the said elastic return means (48) being arranged such that when the axis (37) of the roller (40) is in the first position, they can be compressed to enable displacement of the axis (37) of the roller (40) towards the second position.

3. Device according to claim 2, characterised in that precompression means (41, 44, 4, 46) are also provided such that when the axis (37) of the roller (40) is in the first position, the elastic return means (48) are compressed and consequently move the axis (37) of the roller (40) forwards.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterised in that the axis (37) of the roller (40) is fixed to a lever (32) installed free to pivot around an axis (35) fixed with respect to the pad (31) and substantially parallel to the axis (37) of the roller (40).

5. Device according to claims 2 and 4, characterised in that part of the elastic return means (48) bears on an area of the lever (32), the axis (37) of the roller (40) being located between the pivot axis (35) of the lever (32) and the said area of the lever (32).

6. Device according to claims 2 and 4, characterised in that part of the elastic return means (48) bears on an area of the lever (32), the said area of the lever (32) being located between the pivot axis (35) of the lever (32) and the axis (37) of the roller (40).

7. Device according to one of claims 4 to 6, characterised in that the lever (32) is formed from two substantially parallel end plates (33a, 33b) orthogonal to the axis (37) of the roller (40), the roller (40) being arranged between the two end plates (33a, 33b), and in that one end of the said end plates (33a, 33b) is placed firstly on each side of a support (28) fixed with respect to the pad (31) and connected by a rod (34) passing through the support (28), the said rod (34) forming a pivot axis (35) of the lever (32) with respect to the said support (28), and secondly the other end of the said plates being connected to a plate (36) on which the elastic return means (48) bear.

8. Device according to claim 7, characterised in that the pad (31) is formed by the support (28).

9. Device according to claim 7, characterised in that the pad (31) is distinct from the support (28).

10. Device according to one of claims 1 to 9, characterised in that it comprises:

- a spring (48) with an axis (37) substantially parallel to the thrust direction, the spring (48) bearing at a first end on a wall (19, 47) fixed to the pad (31), typically arranged perpendicular to the thrust direction behind the axis (37) of the roller (40), and at a second end on a bearing part (36) fixed to the axis of the roller (40);

- blocking means (41, 44, 45, 46) fixed with respect to the pad (31), arranged to prevent forwards displacement of the said part (36) and to enable backwards displacement of the said part (36).

11. Device according to claim 10, characterised in that the blocking means include a threaded rod (41) arranged inside the spring (48), substantially coaxial with the spring, the said threaded rod (41) having a first end part cooperating with a tapped hole formed in the wall (19) in which the first end of the spring (48) is bearing and a second end part fixed to a transverse blocking element (44), and in that the support part (36) is provided with a through orifice (36a) so that it can be engaged around the threaded rod (41) and can bear on the transverse blocking element (44) under the action of the spring (48), when the axis (37) of the roller (40) is in the first position.

12. Device according to claim 11, characterised in that it comprises a hollow cylindrical part forming a spacer (46) installed coaxially around the threaded rod (41), inside the spring (48), between the wall (19) on which the first end of the spring (48) bears and the transverse blocking element (44).

13. Device according to one of claims 1 to 12, characterised in that it is designed to be fixed to one end of the first mast (11) and to cooperate with a contact area located on the outside face of the second mast (14), the said device (16) comprising a housing (26) on which the second mast (14) will fit and a number N₁ of guide units (27), arranged substantially on the faces of a dummy polygon close to the corners of this polygon, the bearing faces of the pads (31) of the said units (27) facing the housing (26).

14. Device according to claim 13, characterised in that N₁ is between 1 and 20 inclusive.

15. Device according to claim 10, characterised in that it comprises a box (18) in which the guide units (27) are placed and in which the housing (26) is formed, the box (18) also being made from at least two parts (22a, 22b) designed to be assembled to each other around the second mast (14).

16. Device according to claim 15, characterised in that it comprises the means (25) of adjusting the spacing between the parts (22a, 22b) of the box (18) so as to adjust the transverse dimensions of the housing (26) as a function of the transverse dimensions of the second mast (14).

17. Device according to one of claims 1 to 12, characterised in that it will be fixed to one end of the second mast (14) and will cooperate with a contact area located on the inner face of the first mast (11), the said device (17) having an outside shape adapted to the inside shape of the first mast (11) and comprising a number N₂ of guide units (27) arranged substantially on the faces of a dummy polygon close to the corners of the polygon, the bearing faces of the pads (31) of the said units (27) facing outwards from the device (17).

18. Device according to claim 17, characterised in that N₂ is between 1 and 20 inclusive.

19. Device according to claim 18, characterised in that it comprises a frame (50) on which the guide units (27) are placed, the said frame (50) including at least a first and a second stage (54, 56), each stage comprising at least two units (27) for which the bearing faces (29) of the pads (31) are facing in opposite directions, the thrust direction of the units (27) in the first stage (54) preferably being orthogonal to the thrust direction of the units (27) in the second stage (56).

20. Telescopic arm comprising at least one first mast (11) with a first axis (12) and a second mast (14) with a second axis (15), mounted in the first mast (11) substantially coaxially so that it can slide in the first mast (11), the first or the second mast (11, 14) being designed to be fixed on a structure (8), characterised in that it comprises at least a first and / or a second device (16, 17) according to one of claims 1 to 19, the first device (16) being fixed to one end of the first mast (11) and cooperating with a contact area located on the outside face of the second mast, the second device being fixed to one end of the second mast (14) and cooperating with a contact area located on the inside face of the first mast (11).

21. Telescopic arm according to claim 20, characterised in that the first mast (11) includes a collar (13) designed to be fixed to the first device (16), the said collar (13) being arranged at the corresponding end of the said first mast (11).

22. Method for guidance of a first mast (11) with a first axis (12) with respect to a second mast (14) with a second axis (15), the second mast (14) being designed to be mounted substantially coaxially in the first mast (11) so that it can slide in it, characterised in that it comprises steps consisting of:

- providing at least one guide device (16, 17) according to one of claims 1 to 19;

- fixing the said device (16, 17) to one end of the first mast (11) (respectively to the second mast (14));

- engaging the second mast (14) in the first mast (11), the device (16, 17) being arranged so that the rollers (40) will run along the outside face of the second mast (14) (respectively along the inside face of the first mast (11));

- acting on the device (16, 17) to put the axis (37) of the roller (40) in the first position.

Ansprüche

1. Führungsvorrichtung für einen ersten Mast (11), welcher eine erste Achse (12) aufweist, gegenüber einem zweiten Mast (14), welcher eine zweite Achse (15) aufweist, wobei der zweite Mast (14) im Wesentlichen koaxial in den ersten Mast (11) montiert wird, um in ihm gleiten zu können, wobei die Führungsvorrichtung (16, 17) an einem Ende des erstes Mastes (11) oder des zweiten Mastes (14) befestigt wird und mit einer auf der Außenseite des zweites Mastes (14) bzw. auf der Innenseite des ersten Mastes (11) liegenden Berührungsfläche zusammenwirken soll und mindestens eine Führungseinheit (27) umfasst, die dazu ausgebildet ist, mit einer Berührungsfläche des zweiten Mastes (14) bzw. des ersten Mastes (11) zusammenzuwirken, wobei die Einheit (27) eine Schubrichtung im Wesentlichen orthogonal zur Berührungsfläche aufweist, mit welcher sie zusammenwirken soll, und wobei die Einheit (27) eine Rolle (40) umfasst, die um eine zur Schubrichtung im Wesentlichen orthogonale Achse (37) drehbar gelagert ist, wobei die Führungsvorrichtung (16, 17) so montiert wird, dass die Achse (37) der Rolle (40) im Wesentlichen orthogonal zur ersten Achse verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (27) zusätzlich umfasst:

- eine Fußplatte (31) mit einer zur Schubrichtung im Wesentlichen orthogonalen Abstützfläche (29),

- Mittel zur Verschiebung der Achse (37) der Rolle (40) gegenüber der Fußplatte (31) im Wesentlichen parallel zur Schubrichtung je nach den Kräften, die vom Mast (11, 14) auf die Rolle (40) ausgeübt werden, zwischen einer ersten Position, in der sich die Rolle (40) über die Abstützfläche (29) der Fußplatte (31) hinaus erstreckt, wobei der Bereich zur Abstützung der Einheit (27) an dem Mast (11, 14) nur von einem Teil der Rolle (40) gebildet wird, und einer zweiten Position, in der sich die Rolle (40) nicht über die Abstützfläche (29) der Fußplatte (31) hinaus erstreckt, wobei der Bereich zur Abstützung der Einheit (27) an dem Mast (11, 14) von einem Teil der Rolle (40) und von der Fußplatte (31) gebildet wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie elastische Rückstellmittel (48) umfasst, die geeignet sind, eine Kraft im Wesentlichen parallel zur Schubrichtung auszuüben, wobei die elastischen Rückstellmittel (48) so angeordnet sind, dass sie, wenn sich die Achse (37) der Rolle (40) in der ersten Position befindet, komprimiert werden können, um die Verschiebung der Achse (37) der Rolle (40) in Richtung auf die zweite Position zu gestatten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie Vorkomprimierungsmittel (41, 44, 45, 46) umfasst, die dazu ausgebildet sind, die elastischen Rückstellmittel (48) zu komprimieren und dadurch die Achse (37) der Rolle (40) nach vorne zu belasten, wenn sich die Achse (37) der Rolle (40) in der ersten Position befindet.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (37) der Rolle (40) fest mit einem Hebel (32) verbunden ist, welcher schwenkbar um eine gegenüber der Fußplatte (31) feststehend ausgebildete und zur Achse (37) der Rolle (40) parallel verlaufende Achse (35) gelagert ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Teil der elastischen Rückstellmittel (48) an einem Bereich des Hebels (32) abstützt, wobei die Achse (37) der Rolle (40) zwischen der Schwenkachse (35) des Hebels (32) und diesem Bereich des Hebels (32) gelegen ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Teil der elastischen Rückstellmittel (48) an einem Bereich des Hebels (32) abstützt, wobei dieser Bereich des Hebels (32) zwischen der Schwenkachse (35) des Hebels (32) und der Achse (37) der Rolle (40) gelegen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (32) von zwei im Wesentlichen parallelen, zur Achse (37) der Rolle (40) orthogonalen Flanschen (33a, 33b) gebildet ist, wobei die Rolle (40) zwischen den beiden Flanschen (33a, 33b) angeordnet ist, und dass die Flansche (33a, 33b) einerseits an einem ihrer Enden beiderseits eines gegenüber der Fußplatte (31) feststehenden Trägers (28) angeordnet und über eine den Träger (28) durchquerende Stange (34) verbunden sind, und andererseits an ihrem anderen Ende über eine Platte (36) verbunden sind, an der sich die elastischen Rückstellmittel (48) abstützen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (28) die Fußplatte (31) bildet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fußplatte (31) von dem Träger (28) getrennt ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst:

- eine Feder (48) mit einer zur Schubrichtung im Wesentlichen parallelen Achse (37), wobei sich die Feder (48) an einem ersten Ende an einer mit der Fußplatte (31) fest verbundenen, im Wesentlichen quer zur Schubrichtung hinter der Achse (37) der Rolle (40) angeordneten Wand (19, 47) und an einem zweiten Ende an einem mit der Achse der Rolle (40) fest verbundenen Abstützteil (36) abstützt;

- Blockiermittel (41, 44, 45, 46), welche gegenüber der Fußplatte (31) feststehend ausgebildet und dazu ausgestaltet sind, die Verschiebung des Teils (36) nach vorne zu verhindern und die Verschiebung des Teils (36) nach hinten zu gestatten.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Blockiermittel eine im Innern der Feder (48), im Wesentlichen koaxial dazu angeordnete Gewindestange (41) umfassen, wobei die Gewindestange (41) ein erstes äußeres Ende aufweist, das mit einer Gewindebohrung in der Wand (19) zusammenwirkt, an der sich das erste Ende der Feder (48) abstützt, sowie ein zweites äußeres Ende aufweist, das an einem Querblockierelement (44) befestigt ist, und dass das Abstützteil (36) eine Durchgangsbohrung (36a) aufweist, damit es um die Gewindestange (41) herum eingesetzt werden und sich unter der Wirkung der Feder (48) an dem Querblockierelement (44) abstützen kann, wenn sich die Achse (37) der Rolle (40) in der ersten Position befindet.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein hohl ausgebildetes, zylindrisches Teil als Distanzstück (46) umfasst, das koaxial um die Gewindestange (41) herum im Innern der Feder (48) montiert ist, zwischen der Wand (19), an der sich das erste Ende der Feder (48) abstützt, und dem Querblockierelement (44).

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie an einem Ende des ersten Mastes (11) befestigt wird und mit einer auf der Außenseite des zweiten Mastes (14) liegenden Berührungsfläche zusammenwirken soll, wobei die Vorrichtung (16) eine Aufnahme (26) für den zweiten Mast (14) und eine Anzahl N1 von Führungseinheiten (27) umfasst, die im Wesentlichen auf den Seiten eines fiktiven Polygons in der Nähe seiner Ecken angeordnet sind, wobei die Abstützflächen der Fußplatten (31) der Einheiten (27) zu der Aufnahme (26) hin gerichtet sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass N1 zwischen 1 und einschließlich 20 liegt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Gehäuse (18) umfasst, in dem die Führungseinheiten (27) untergebracht sind und in dem die Aufnahme (26) vorgesehen ist, wobei das Gehäuse (18) aus mindestens zwei Teilen (22a, 22b) gefertigt ist, die um den zweiten Mast (14) herum zusammengesetzt werden.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie Einstellmittel (25) zur Einstellung des Abstands zwischen den Teilen (22a, 22b) des Gehäuses (18) umfasst, um die Querabmessungen der Aufnahme (26) je nach den Querabmessungen des zweiten Mastes (14) einzustellen.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie an einem Ende des zweiten Mastes (14) befestigt wird und mit einer auf der Innenseite des ersten Mastes (11) liegenden Berührungsfläche zusammenwirken soll, wobei die Vorrichtung (17) eine der Innenform der ersten Mastes (11) angepasste Außenform aufweist und eine Anzahl N2 von Führungseinheiten (27) umfasst, die im Wesentlichen auf den Seiten eines Polygons in der Nähe seiner Ecken angeordnet sind, wobei die Abstützflächen der Fußplatten (31) der Einheiten (27) zur Außenseite der Vorrichtung (17) hin gerichtet sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass N2 zwischen 1 und einschließlich 20 liegt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Gerüst (50) umfasst, auf dem die Führungseinheiten (27) angeordnet sind, wobei das Gerüst (50) mindestens eine erste und eine zweite Etage (54, 56) umfasst, wobei jede Etage mindestens zwei Einheiten (27) umfasst, bei denen die Abstützflächen (29) der Fußplatten (31) zueinander entgegengesetzt gerichtet sind, wobei die Schubrichtung der Einheiten (27) der ersten Etage (54) orthogonal zur Schubrichtung der Einheiten (27) der zweiten Etage (56) verläuft.

20. Teleskoparm umfassend mindestens einen ersten Mast (11), welcher eine erste Achse (12) aufweist, und einen zweiten Mast (14), welcher eine zweite Achse (15) aufweist und im Wesentlichen koaxial im ersten Mast (11) montiert ist, um im ersten Mast (11) gleiten zu können, wobei der erste oder der zweite Mast (11, 14) an einer Struktur (8) befestigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens eine erste und/oder eine zweite Vorrichtung (16, 17) nach einem der Ansprüche 1 bis 19 aufweist, wobei die erste Vorrichtung (16) an einem Ende des ersten Mastes (11) befestigt ist und mit einer auf der Außenseite des zweiten Mastes (14) liegenden Berührungsfläche zusammenwirkt, die zweite Vorrichtung (17) an einem Ende des zweiten Mastes (14) befestigt ist und mit einer auf der Innenseite des ersten Mastes (11) liegenden Berührungsfläche zusammenwirkt.

21. Teleskoparm nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Mast (11) einen Flansch (13) zur Befestigung der ersten Vorrichtung (16) aufweist, wobei der Flansch (13) an dem entsprechenden Ende des ersten Mastes (11) angeordnet ist.

22. Führungsverfahren zur Führung eines erstes Mastes (11), welcher eine erste Achse (12) aufweist, gegenüber einem zweiten Mast (14), welcher eine zweite Achse (15) aufweist, wobei der zweite Mast (14) im Wesentlichen koaxial in den ersten Mast (11) montiert wird, um in ihm gleiten zu können, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Schritte aufweist:

- Bereitstellen mindestens einer Führungsvorrichtung (16, 17) nach einem der Ansprüche 1 bis 19;

- Befestigen der Führungsvorrichtung (16, 17) an einem Ende des ersten Mastes (11) bzw. des zweiten Mastes (14);

- Einführen des zweiten Mastes (14) in den ersten Mast (11), wobei die Vorrichtung (16, 17) dazu ausgebildet ist, dass die Rollen (40) an der Außenseite des zweiten Mastes (14) bzw. an der Innenseite des ersten Mastes (11) entlang rollen;

- Einwirken auf die Vorrichtung (16, 17), um die Achse (37) der Rolle in die erste Position zu bringen.

Dessins