Brevet FR2528900A1 — publié le 19831223

Cette invention se rapporte à une charnière ayant deux surfaces dans le prolongement l'une de l'autre lorsque la charnière est ouverte d'un angle de rotation de 1800. En particulier, mais non exclusivement, la charnière est applicable aux unités structurales importantes telles que celles d'un pont pliant, et elle est adaptable à un procédé de fonctionnement en ciseau, c'est-à-dire un procédé connu de pliage et de dépliage de deux structures reliées l'une à l'autre par une charnière, par la rotation de l'une des structures autour d'un axe qui est écarté de la charnière. Il est souhaitable qu'un pont pliant transportable puisse présenter, dans sa configuration dépliée, à la fois une 'face inférieure lisse pour permettre le passage du pont sur des rouleaux pendant le lancement du pont et une face supérieure lisse pour faciliter l'écoulement du trafic sur le pont. Des charnières simples, communément utilisées sur des ponts existants et sur de nombreuses autres struc- tures pliantes présentent un unique ensemble constitué d'une broche de charnière et d'un manchon qui sont nécessairement disposés axialement dans le plan de l'une des faces afin de permettre une rotation totale sur 1800, et en conséquence, la broche et le manchon doivent être partiellement en saillie par rapport à cette face lorsque la charnière est ouverte. Un type de charnière plus compliqué donnant une surface lisse sur ses deux faces lorsqu'elle est ouverte sur 1800 est connu pour être utilisé sur des structures pliantes de faible poids, par exemple des battants de table ou d'autres abattants, et dans ces structures, les deux par- ties contiguës de la structure sont montées pivotantes de manière séparée sur un organe de liaison pivotant intermé- diaire dans un plan s'étendant entre les deux faces Ce type de charnière s'ouvre de manière erratique, la rotation se produisant sans discrimination au niveau de l'une quelconque des deux broches de charnières, à tout moment, et lorsqu'une paire de charnières est utilisée en position alignée, il se produit une torsion relative des deux parties attachées. En conséquence, id charnière ne convient qu'à des utilisa- tions sur des structures très légères qui peuvent être manoeuvrées manuellement pendant -"ouverture et la fermeture. La présente invention a pour but de proposer une charnière lisse du type comportant un organe de liaison pivotant et dans laquelle toute rotation s'effectuant sans discrimination au niveau d'une broche de charnière est éliminée. Conformément à la présente invention, une char- nière lisse comprenant une première et une seconde pièce de charnière, munies chacune d'une face d'extrémité présen- tant un premier et un second bord opposés l'un à l'autre, lesquelles faces d'extrémité et lesquels bords sont destinés à venir mutuellement en face les uns des autres lorsque la charnière est ouverte, et un organe de liaison pivotant monté rotatif par chacune de ses extrémités sur l'une des pièces de charnière, de manière à pouvoir pivoter autour d'un axe adjacent et parallèle audit premier bord de la face d'extrémité respective, se caractérise par le fait qu'elle comprend de plus un mécanisme à butée s'engageant entre l'organe de liaison et chacune des pièces de charnière afin de limiter l'angle de rotation entre l'organe de liai- son et la pièce de charnière à sensiblement la moitié de l'angle total de rotation entre les deux pièces de charnière, et des moyens de retenue fonctionnant entre l'organe de liaison et la première pièce de charnière afin de s'opposer à toute rotation entre ces deux éléments aussi longtemps qu'une rotation de la seconde pièce de charnière par rapport à l'organe de liaison est possible. De manière pratique, l'organe de liaison peut être fixé aux pièces de charnière par une première et une seconde broche de charnière respectivement, et les moyens de retenue peuvent comprendre un ressort de torsion pré- chargé disposé au niveau de la première broche de charnière. La puissance de ce ressort n'a besoin que d'être suffisante pour surmonter tout frottement différentiel qui peut exister au niveau d'une broche de charnière, et tout moment qui 3 2528900 peut être appliqué par des réactions défavorables au niveau des broches de charnière et se développant lors d'applica- tions particulières. De préférence, la face d'extrémité de chaque pièce de charnière est de plus munie de moyens de butée -adjacents au second bord, lesdits moyens pouvant de -manière pratique comprendre des ergots de cisaillement mâle et femelle, qui coopèrent, si la charnière ouverte est destinée à être soumise à des charges de cisaillement seule- ment. Selon une variante, si la charnière ouverte est également destinée à être soumise et à résister à des charges de traction, les moyens de butée comprennent de préférence des trous ménagés dans chaque pièce de charnière et mutuel- lement destinés à s'aligner l'un avec l'autre, une broche pouvant être introduite dans ces trous. La charnière peut être agencée pour un mouvement en ciseau au moyen d'un organe d'attache en ciseau conven- tionnel, comprenant un levier, de ciseau pivotant et un bras de point d'appui fixe coopérant avec le levier L'organe d'attache est fixé à la seconde pièce de charnière en position adjacente au second bord de manière à se trouver en saillie par rapport à la face d'extrémité Lorsqu'une paire de structures sur lesquelles la charnière est montée doit être dépliée par un mouvement en ciseau, la structure à laquelle la première pièce de charnière est fixée est elle-même supportée par un organe-support sur lequel elle est montée pivotante au niveau d'un point de pivotement écarté de la charnière et le levier de ciseau est également relié à l'organe support Si la charnière est ouverte par un mouve- ment en ciseau, par la rotation de la première pièce de char- niè-re vers le bas sur un cadran circulaire sensiblement vertical, audessus du plan horizontal du point de pivotement de support, le ressort de torsion au niveau de la première broche de charnière peut être omis, car les moyens de retenue nécessaires sont constitués par l'action du poids propre de la seconde pièce de charnière et de la structure qui lui est attachée par l'intermédiaire de l'organe de liaison. Un exemple de l'invention sera à présent décrit, à titre d'exemple seulement, en référence aux figures annexées dans lesquelles: la figure 1 est une vue en perspective d'une charnière à organe de liaison pivotant et à rotation contrô- lée, la figure 2 est une vue de côté d'une charnière similaire fixée à une paire de poutres de pont et agencée pour un mouvement en ciseau, et les figures 3 à 6 sont des représentations schéma- tiques de la charnière de la figure 2, montrée respecti- vement dans la position complètement repliée, dansune position d'ouverture au cours d'une première rotation de 90 , dans une position d'ouverture au cours d'une seconde rotation de 90 , et dans la position complètement ouverte. La charnière représentée sur la figure 1 comprend une première pièce de charnière 1 munie d'une face d'extré- mité 2 évidée, et une seconde pièce de charnière 3 munie d'une face d'extrémité évidée 4, chacune des pièces de char- nière étant montée pivotante par des broches de charnière et 6 sur un organe de liaison pivotant 7. La rotation permise de l'organe de liaison 7 par rapport à la pièce 1 est limitée à 90 ' au moyen d'une broche d'arrêt 8 fixée à l'organe de liaison 7, ladite broche étant destinée à s'engager dans deux encoches limites 9 et 10 disposées de manière appropriée dans la face d'extrémité évidée 2 de la pièce 1 La rotation de l'organe de liaison 7 par rapport à la pièce 3 est limitée de manière similaire à 900 par un agencement identique d'une broche d'arrêt Il à l'autre extrémité de l'organe de liaison 7, et par des encoches limites 12 et 13 dans la face d'extrémité évidée 4 de la pièce 3 Les encoches limites sont des encoches de fin de caorse. Les faces d'extrémité 2 et 4 sont également munies d'ergots de cisaillement 14 et 15, respectivement -mâle et femelle, de forme complémentaire, qui s'engagent l'un dans l'autre lorsque la charnière est totalement ouverte, c'est- N 2528900 à-dire lorsque les faces d'extrémité 2 et 4 sont en face l'une de l'autre. Un ressort de torsion préchargé 16 constitue les moyens de retenue et est relié entre la pièce 1 et la broche de charnière 5, de manière à résister à toute rotation dans le sens anti-horaire (tel que représenté) de l'organe de liaison 7 par rapport à la pièce 1. Une charnière similaire est représentée sur la figure 2 telle qu'elle est montée sur une paire de poutres de pont Dans cet agencement, la pièce de charnière 1 est fixée à une extrémité 20 d'une poutre de pont interne 21, laquelle poutre est supportée et montée pivotante par son autre extrémité 22 sur un organe support 23 L'autre pièce de charnière 3 supporte une poutre de pont externe 24. Cet agencement est adapté pour un fonctionnement par mouvements en ciseau grâce à un organe d'attache en ciseau 30 comprenant un bras d'appui 31 sur lequel une extrémité d'un levier de ciseau 32 est montée pivotante au niveau d'un pivot de ciseau 33, le bras d'appui 31 étant fixé à la pièce de charnière 3 par des broches 34 et 35. L'autre extrémité du levier 32 est attachée à l'organe support 23 par un lien d'attache 36 Dans cet agencement particulier, le ressort de torsion 16 de la figure 1 n'est plus nécessaire, car sa fonction de moyen de retenue est remplie par la poutre pendante 24 De même, afin que les poutres complètement ouvertes puissent résister aux charges de traction aussi bien qu'aux charges de cisaillement, les ergots de cisaillement mâle et femelle 14 et 15 de la figure 1 sont remplacés par des yeux 37 et 38 qui peuvent être alignés et reliés l'un à l'autre par une broche de verrouil- lage 39 (voir figure 6). Le dépliage des poutres sera à présent décrit en référence aux figures 3 à 6 Lorsque les poutres de pont pliées 21 et 24 doivent être déployées, elles sont tout d'abord élevées dans la position représentée sur la figure 2 par un premier vérin hydraulique (non représenté) disposé sur l'organe support 23 Dans cette position, les broches d'arrêt 8 et l; sont engagées dans les encoches 10 et 13 respectivement La poutre interne 21 est ensuite entraînée en rotation dans le sens horaire autour de son extrémité 22 par d'autres vérins (non représentés), cette rotation entraînant l'appui du levier de ciseau 32 contre le bras d'appui 31, ce qui fait tourner la poutre externe 24 dans le sens anti-horaire autour de sa broche de charnière 6 (figure 3) jusqu'à ce que la broche d'arrêt il s'engage dans l'encoche 12, et à cet instant les poutres se sont dépliées 1 o de 900. Aucune rotation ne peut se produire au niveau de la broche de charnière 5 pendant cette première phase du dépliage, sur 90 , car le moment de rotation dans le sens horaire appliqué à l'organe de liaison 7 par le poids propre de la poutre 24 sert à verrouiller la broche d'arrêt 8 en butée dans l'encoche 10 Cependant,une fois que la broche d'arrêt 11 est venue en butée dans l'encoche 12, le moment de rotation dans le sens antihoraire appliqué à la poutre 24 par le levier de ciseau 32 est transmis par l'intermé- diaire de l'organe de liaison 7 à la broche de charnière , ce qui désengage la broche d'arrêt 8 de l'encoche 10 et transfère toute rotation ultérieure à la broche de charnière (figure 4) Cette rotation continue ensuite sur tout le second arc de dépliage de 900 (figure 5) jusqu'à ce que la broche d'arrêt 8 s'engage dans l'encoche 9 et vienne en butée au fond de celle-ci, à la suite de quoi les poutres sont totalement dépliées (figure 6) La broche de verrouillage 39 peut ensuite être introduite dans les yeux alignés 37 et 38, et l'organe d'attache en ciseau 30 peut également être retiré si cela est souhaité. Pendant le second arc de dépliage de 90 (figure ), le levier de ciseau 32 cesse d'être appliqué contre le bras d'appui 31 et tire directement sur le pivot de ciseau 33 afin de tirer la poutre externe 24 et l'organe de liaison 7 en alignement avec la poutre interne 21. Le repliage du pont est accompli en i nversant l'ensemble du procédé Comme l'agencement est totalement symétrique, y compris au niveau de l'organe d'attache en ciseau, le repliage peut être accompli à partir de l'une quelconque des extrémités du pont. 8 2528900 cn CD cn C) r 7 l C= r.-I C) -t-_ C-1) Zz m 7 z r l C/) l -C. C_- t 7-l rF é r-,l ri-l rl-D vi Pli LD CD k à REVENDICATIONS 1 Charnière lisse comprenant une première et une seconde pièce de charnière ( 1,3) munies chacune d'une face d'extrémité ( 2,4) présentant un premier et un second bord opposés l'un à l'autre, lesquelles faces d'extrémité et lesquels bords sont destinés à venir mutuellement en face les uns des autres lorsque la charnière est ouverte, et un organe de liaison pivotant ( 7) monté pivotant au niveau de chacune de ses extrémités sur l'une des pièces de charnière ( 1,3) de manière à être pivotant autour d'un axe adjacent et parallèle au premier bord de la face d'extrémité corres- pondante ( 2,4), caractérisée par le fait qu'elle comprend un mécanisme à butée ( 11,12,13) qui est destiné à s'engager entre l'organe de liaison ( 7) et chacune des pièces de charnière ( 1,3) afin de limiter l'angle de rotation entre l'organe de liaison ( 7) et la pièce de charnière ( 1,3) à sensiblement la moitié de l'angle total de rotation entre les deux pièces de charnière ( 1,3), et des moyens de retenue fonctionnant entre l'organe de liaison ( 7) et la première pièce de charnière ( 1), de manière à s'opposer à toute rota- tion entre ces deux éléments aussi longtemps qu'une rotation de la seconde pièce-de charnière ( 3) par rapport à l'organe de liaison ( 7) est possible. 2 Charnière lisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe de liaison ( 7) est fixé aux pièces de charnière ( 1,3) respectivement par une première et une seconde broche de charnière ( 5,6). 3 Charnière lisse selon la revendication 2, caractérisée en ce que le mécanisme à butée comprend une broche d'arrêt ( 8) fixée à l'organe de liaison ( 7) est destinée à s'engager dans deux encoches limites ou de fîil de course ( 9,10) ménagées dans la pièce de charnière corres- pondante ( 1,3). 4 Charnière lisse selon la revendication 3, caractérisée en ce que les moyens de retenue comprennent un ressort de torsion préchargé ( 16) disposé au niveau de la première broche de charnière ( 5). 9 2528900 Charnière lisse selon la revendication 3, telle qu'une première et une seonde structure ( 21, 24) sont respec- tivement fixées à la première et à la seconde pièce de charnière ( 1,3), et destinée à s'ouvrir par un mouvement en ciseau dans un plan sensiblement vertical autour d'un point de pivot et de support ( 22) de la première structure ( 21), caractérisée-en ce que les moyens de retenue sont cons- titués par le poids de la seconde structure ( 24) agissant sur l'organe de liaison ( 7). 6 Charnière lisse selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la face d'extrémité ( 2,4) de chaque pièce de charnière ( 1,3) est de plus munie de moyens de butée ( 14,15) adjacents au second bord. 7 Charnière lisse selon la revendication 6, caractérisée en ce que les moyens de butée comprennent des ergots de cisaillement mâle et femelle coopérant ( 14,15). 8 Charnière lisse selon la revendication 6, caractérisée en ce que les moyens de butée comprennent des trous ( 37,36) destinés à s'aligner mutuellement et ménagés chacun dans l'une des pièces de charnière ( 1,3), et tels qu'une broche ( 39) peut être introduite dans ces trous alignés.