Brevet FR2572372A1 — publié le 19860502

La présente invention concerne un élément à coussin d'air pour matériel de transport à coussin d'air comprenant: un bâti, de préférence ayant la forme d'un disque; une partie annulaire en forme de collier, par exemple un soufflet en caoutchouc, disposée d'une façon étanche à l'air audessous du bâti; une membrane ayant un relativement grand nombre de trous relativement petits, attachée au bord inférieur de la partie en forme de collier de façon que le bâti, la partie en forme de collier et la membrane délimitent un volume pour l'air qui s'échappe vers l'extérieur; et 15. au moins une ouverture pour l'alimentation du volume en air comprimé. Typiquement, les éléments à coussin d'air de ce genre sont munis d'une membrane élastique perforée qui repose contre la surface sur laquelle l'ensemble à coussin d'air doit se déplacer. Lorsqu'on introduit dans le volume intérieur à la membrane de l'air à une pression supérieure à celle de l'air ambiant, on obtient une force de levage correspondant au produit de la pression de l'air par la totalité de la surface porteuse. Lorsque la force de levage dépasse la charge concernée, il se forme un film d'air entre l'élément et la surface étanche à l'air, film sur lequel on peut transporter l'ensemble. Les exemples d'éléments à coussin d'air du type décrit ci-dessus sont décrits par exemple dans le brevet GB-1 495 614 et dans le brevet US-3 760 899. Le premier de ceux-ci est muni d'une membrane de fond ayant des trous disposés de façon régulière (par exemple en lignes) et le second est muni d'une membrane de fond poreuse. Dans le cas de surfaces totalement planes et étanches à l'air, il n'y a aucune difficulté à utiliser la technique ci-dessus. La surface étanche à l'air per- met de maîtriser l'alimentation en air dans l'élément lorsque se forme le fflm d'air nécessaire. Toutefois, dès que l'élément franchit une discontinuité dans la surface ou une différence entre deux surfaces, il perd son aptitude à former le film d'air nécessaire. L'air s'échappe de l'élément d'une façon incontrôlable et l'élément perd sa capacité porteuse, en même temps que le niveau sonore augmente fortement. Suite à ces difficultés, les systèmes de transport à base decoussins d'air ont jusqu'à présent été limités aux surfaces totalement planes et étanches à l'air ou à des emplacements o le sol peut être rendu étanche au moyen d'une feuille métallique, d'un tapis, d'un ruban ou de quelque autre matériau. Le but de la présente invention est d'éliminer les inconvénients cidessus et de permettre l'usage de la technique du coussin d'air également sur des surfaces qui comportent des joints ou qui à d'autres égards ne sont pas totalement planes ou étanches à l'air. De ce fait, du matériel de transport à coussin d'airpeut être utiesé même s'il y a une discontinuité ou une différence entre deux surfaces, comme dans le cas de fentes dans le sol ou entre des plates-formes que l'on peut soulever et abaisser. Le but ci-dessus est atteint au moyen d'élé- ments à coussin d'air conformes à la présente invention, lesquels sont fondés sur l'idée que les trous dans la membrane sont situés de façon aléatoire notamment par rapport aux coordonnées orthogonales. De façon plus précise, l'élément à coussin d'air est caractérisé en ce que les trous dans la membrane sont disposés de façon irrégulière par rapport à des coordonnées orthogonales ou polaires. Au moyen de l'invention, on obtient nombre d'avantages essentiels. Si la membrane perforée est, par exemple, montée au-dessous d'un matériel à coussin d'air existant, le domaine de fonctionnement de ce matériel peut être étendu de telle façon qu'il couvre également des surfaces qui comportent des discontinuités et des différences de niveau, sans avoir à utiliser de tapis ou de ruban. L'invention permet aussi d'utiliser la techni- que du coussin d'air dans des locaux o on exige un niveau sonore réduit, car le niveau sonore n'augmente pas de façon significative lorsque le coussin perforé franchit, par exemple, une fente dans le sol sousjacent. La membrane perforée peut être appliquée facilement sur un élément à coussin d'air de type stan- dard, et elle peut aussi être remplacée de façon simple si elle est endommagée ou usée. L'élément à coussin d'air conforme à l'inven- tion va être décrit de façon plus détaillée dans la suite en se référant aux réalisations servant d'exemple et montrées aux dessins annexés. La figure 1 est une vue en perspective d'un élément à coussin d'air classique, qui peut être complété au moyen d'une membrane perforée pour faire un élément conforme à l'invention. La figure 2 est une vue en coupe partielle de l'élément représenté dans la figure 1. La figure 3 représente un élément conforme à l'invention, vu de dessous. La figure 4 est une vue en coupe de l'élément représenté à la figure 3. La figure 5 représente le principe de la répar- tition des trous selon une réalisation de l'invention. La figure 6 est une représentation graphique de l'effort de traction en fonction de la charge, qui compare un élément à coussin d'air conforme à l'inven- tion et des éléments conformes à l'état de l'art anté- rieur. La figure 7 représente une seconde réalisa- tion d'un élément à coussin d'air conforme à l'invention, vue de dessous. La figure 8 représente une troisième réalisa- tion d'un élément à coussin d'air conforme à l'invention, vue de dessous. La figure 9 représente une quatrième réalisa- tion d'un élément à coussin d'air conforme à l'invention, vue de dessous. La figure 10 représente une cinquième réalisa- tion d'un élément à coussin d'air conforme à l'invention, vue de dessous. La figure 11 est une vue en coupe d'une sixième réalisation de l'élément à coussin d'air conforme à l'invention. La membrane perforée, appelée ci-après "la toile", peut soit être attachée à un coussin d'air de l'art antérieur, par exemple, d'un type décrit dans le brevet U.S. 3 618 694 (Aero-Go Inc.) ou dans le bre- vet GB 1 096 120 (General Motors), ou bien il peut cons- tituer une construction entièrement nouvelle. Le bâti, sur lequel est attachée la toile perforée 4, consiste en un élément à coussin d'air d'un type de l'art antérieur-, conforme à la figure 1 Des éléments de ce type sont fabriqués en de nombreuses tailles différentes en fonction de la capacité de levage désirée. L'élément consiste en un soufflet annulaire 2 fait en matériau caoutchouc renforcé. Le soufflet du coussin d'air est vulcanisé de façon durable sur une t6le d'aluminium anodisée 1. L'alimentation en air a lieu par deux ouvertures 3 faites dans la tôle d'aluminium 1. La toile perforée 4 doit être faite en un matériau qui soit hautement résistant à l'abrasion et qui ait une surface lisse avec un faible coefficient de friction vis-à-vis du sol. Le matériau doit aussi être renforcé pour éviter tout allongement. Les trous (les orifices) 5 doivent être faits en fonction de la dimension des discontinuités et différences de niveau qui se présentent dans le sol sous-jacent aussi bien qu'en fonction de la gamme de poids dans laquelle la charge peut varier. Les orifices 5 peuvent être faits au moyen d'une pointe chauffée ou percés au moyen d'un perçage à friction. Si les orifices sont poinçonnés, les bords des orifices restent lisses et élastiques. S'il y a assez de place, on peut choisir un élément à coussin d'air qui ait une surface supérieure à la normale de façon à pouvoir maintenir la pression de travail de l'élément à un bas niveau. La réalisation selon les figures 3 à 5, donnée à titre d'exemple, concerne un élément à coussin d'air qui a été mis au point pour être utilisé lorsque le fonctionnement doit avoir lieu en traversant des plates-formes que l'on peut soulever et abaisser, alors qu 'entre les plates-formes peut exister une distance maximale de 10 millimètres et une différence de niveau maximale de 6 millimètres. - Comme bâti pour le coussin d'air perforé, on utilise un élément à coussin d'air de type standard, dans lequel le soufflet à coussin d'air 2 aun diamètre extérieur de 1230 mm. Sa construction ressort des figures 3 et 4. La toile 4 a 0,45 mm d'épaisseur, a une âme en nylon et une surface en néoprène. Elle est coupée -6 selon U disque circulaire, qui est ensuite fixé au soufflet 2 du coussin d'air par collage. Les orifices 5 sont faits le long d'une spirale dite d'Archimède avec un espacement des orifices constant le long de la spirale. Le pas s de la spirale est de 7 millimètres par tour et la distance d entre les orifices est de 14 millimètres. Le diamètre des orifices est de 0,7 mm. Dans le cadre d'essais sur le coussin d'air perforé, les résultats ont été comparés avec le coussin d'air, qui avait été utilisé comme bâti pour la toile perforée, d'une part, et avec un coussin d'air dans lequel la toile consiste en une toile poreuse conforme au brevet GB 1 308 441, d'autre part. Les essais furent exécutés tous les deux sur une surface plane (feuille de contreplaqué) et en franchissant une fente de joint d'une largeur de 10 mm. On a fait varier la charge de 40 kg à 1500 kg. Le résultat de l'essai ressort de la figure 6. Le diagramme représente l'effort de traction nécessaire au déplacement de la charge, en fonction de la charge. Les courbes en tirets indiquent l'essai sur un sol lisse, alors que les courbes en traits pleins indiquent l'essai en franchisant un joint. Les courbes sont désignées par A1 et A2 pour l'élément à coussin d'air standard, par B1 et B2 pour le coussin d'air perforé, et par Cl et C2 pour le coussin d'air à toile poreuse. Les résultats montrent que le coussin standard nécessite l'effort de traction le plus faible sur un sol lisse (A1). Cependant, lorsqu'on franchit un joint ou une différence de niveau, l'effort de traction croît très rapidement pour atteindre des niveaux qui indiquent que l'élément a totalement perdu sa capacité porteuse (A2). En même temps, la consommation d'air et le niveau sonore de l'élément croissent fortement. L'élément à coussin d'air qui a la toile poreuse nécessite déjà un grand effort de traction même sur un sol lisse (Cl). Comme la surface est poreuse, le film d'air entre la toile et la surface devient extrêmement mince, qui qui entraîne un frotte- ment plus élevé. Lorsque l'élément à coussin d'air traverse un joint, de l'air s'échappe vers l'extérieur de l'élément le long de la totalité de la surface de l'élément qui coïncide avec le joint. Donc, l'effort de traction croît aussi de façon très abrupte pendant que la consommation d'air croit (C2). Sur un sol lisse, le coussin d'air perforé nécessite un effort de traction quelque peu plus élevé que le coussin standard (B1). Lorsque l'on traverse un joint, l'effort de traction nécessaire croit un peu, mais pas du tout de la même valeur qu'avec les deux autres variantes de coussin d'air (B2). A la fois la consommation d'air et le niveau sonore restent également à peu près constants. L'élément à coussin d'air conforme à là. pré- sente invention peut, bien entendu, différer dela réali- sation décrite ci-dessus. L'élément à coussin d'air conforme à la figure 7 est de même construction que l'élément repré- senté dans les figures 3 à 5, mais les trous 5 de la toile ont été faits le long d'une spirale logarithmique. Dans la construction conforme à la figure 8, les trous 5 sont disposés à distances constantes l'un de l'autre le long de lignes circulaires dans lesquelles les distances entre les rayons des cercles sont désignées par s. Dans la construction conforme à la figure 9, les emplacements des trous 5 sont définis par généra- tion de nombres aléatoires. Les valeurs limites infé- rieures et supérieures du nombre d'orifices par unité de surface doivent être définies de la même façon que dans la réalisation conforme aux figures 3 à 5. La construction conforme à la figure 11 est la même que celle de l'élément représenté dans les figures 3 à 5, mais ici la surface inférieure du souf- flet de coussin d'air 2 est également munie de trous. Ce coussin d'air convient en particulier pour le fonc- tionnement sur un sol qui présente de grandes différen- ces de niveau ( Il ressort de ce qui précède (voir, par exemple, figure 8) que les trous 5 sont disposés de telle façon qu'aussi peu de trous que possible soient situés sur la même droite ou sur la même ligne régu- lière d'une autre façon. Ainsi, les effets des irrégularités les plus typiques- (par exemple joints linéaires ou arqués de façon régulière) du sol peuvent être éliminées en grande partie. REVENDICATIONS 1. Elément à coussin d'air (1 à 5) pour matériel de transport à coussin d'air, comprenant: un bâti (1); 5. une partie annulaire en forme de collier (2), disposée d'une façon étanche à l'air au-dessous du bâti grand nombre de trous (5) relativement petits, atta- chée au bord inférieur de la partie en forme de collier (2) de façon que le bâti (1), la partie en forme de collier (2) et la membrane (4) délimitent un volume (6) pour l'air qui s'échappe vers l'extérieur; et au moins une ouverture (3) pour l'alimenta- tion du volume (6) en air comprimé, caractérisé en ce que les trous (5) dans la membrane (4) sont disposés de façon irrégulière par rapport à des coordonnées orthogonales ou polaires. 2. Elément à coussin d'air selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que les trous (5) sont dispo- sés de façon aléatoire. 3. Elément à coussin d'air selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que les trous (5) sont disposés le long d'une spirale dite d'Archimède. 4. Elément à coussin d'air selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que les trous (5) sont disposés le long d'une spirale logarithmique. 5. Elément à coussin d'air selon la revendica- tioni1, caractérisé en ce que les trous (5) sont disposés le long de lignes circulaires. 6. Elément à coussin d'air selon l'une quel- conque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les trous sont disposés à une distance mutuelle cons- tante le long de la spirale ou de la ligne circulaire. 7. Elément à coussin d'air selon la revendication 1, dans lequel la partie en forme de collier consiste en une construction à soufflet (2), caractérisé en ce que la surface inférieure de la construction à soufflet (2) est aussi perforée. 8. Elément à coussin d'air selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le bâti (1) a la forme d'un disque. 9. Elément à coussin d'air selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la partie annulaire en forme de collier comprend un soufflet en caoutchouc.