Brevet FR2617774A1 — publié le 19890113

La présente invention a pour objet un système de basculement de deux éléments l'un par rapport à l'autre, ayant un premier et un second ensemble de bras reliés entre eux par une de leurs extrémités et susceptibles d'être reliés chacun par son autre extrémité à un des éléments de basculement respectivement et un vérin capable d'effectuer l'écartement des deux ensembles de bras à partir d'une position de repos dans laquelle les deux ensembles de bras sont essentiellement pliés. Un tel mécanisme est utilisable notamment sur des engins de travaux publics ou de travaux agricoles. I1 peut néanmoins trouver son application dans d'autres domaines où des conditions d'utilisation similaires à celles rencontrées dans ceux-ci se présentent.Le but de l'invention est de proposer un système garantissant une bonne stabilité latérale au moment des efforts de levage, une constance des contraintes mécaniques subies par les différentes pièces qui le constituent, une continuité des efforts de levage et un encombrement réduit. L'encombrement est essentiellement imposé par l'exigence de garde au sol qu'il est nécessaire de ménager sur les engins en question. On connait,par le brevet français 2.382.399, un système de basculement qui souscrit en partie à ces contraintes.Ce système de basculement comporte deux bras, réunis ensemble à l'une de leurs extrémités et articulés à leurs autres extrémités respectivement sur un châssis et sous la base d'une charge à basculer. Un vérin assur l'écartement des deux bras du système de basculement.Dans le but d'offrir u amplification du mouvement, le vérin est fixé, au moins à une de ses extrémités, à une partie intermédiaire d'un des bras. I1 en résulte que ce bras est soumis à des efforts de flexion importants et que son renforcement devient nécessaire. Ce renforcement, outre qu'il grève le prix de fabrication d'un tel système de basculement,constitue une raison supplémentaire d'enoombrement qui diminue la garde au sol disponible. Par ailleurs, tous les renforcements ont pour effet d'augmenter le poids des systèmes de bascule lorsque les systèmes de basculement sont montés sur des engins, augmentation de poids s'exerce au détriment de la charge utile transportée. On connaît par ailleurs des mécanismes simples ne co portant qu'un vérin,articulé dans sa partie inférieure sur un châssis et exerçant une réaction par son extrémité supérieure sous la base d'une charge à basculer. Ce dispositif de bascule ment présente cependant l'inconvénient de ne pas offrir de résistance suffisante à des efforts latéraux, notamment lorsqu le basculement est à son développement maximum et que les irré gularités du terrain sur lequel repose le châssis ou que les efforts du vent appliqués sur la charge tendent à renverser l'ensemble. Le plus souvent, lorsque ce renversement ne se produit pas, le vérin est soumis à un effort de flexion latéra qui peut l'empêcher de se rétracter.Les solutions consistant doubler les vérins pour tenter d'équilibrer ces efforts latéra présentent l'inconvénient que les vérins ne sont jamais identi ques. L'un d'entre eux s'use plus vite que l'autre et,en défi nitive,les avantages escomptés ne sont pas obtenus. L'invention a pour objet de remddier à ces inconvénients en proposant un système de basculement dont aucun des éléments ne travaille en flexion. Ils travaillent tous au contraire en traction ou en compression. On sait que les matériaux métalliques utilisés ont une résistance aux efforts de traction ou de compression qui est bien supérieure à la résistance aux efforts de flexion Les sections des éléments peuvent être réduites,ce qui réduit le poids et le prix de ces éléments. I1 en résulte immédiatement un gain de poids en charge utile. Par ailleurs , la cinématique propre à ce système de basculement permet, tout au long du levage, d'exercer des efforts sensiblement constants et,par conséquent,de ne pas avoir à surdimensionner des parties de ce système de basculement pour résister à un effort excessif qui ne se produirait que temporairement, par exemple dans une seule position au cours du basculement. L'invention a pour objet un système comme décrit plus haut qui est caractérisé en ce que - le vérin est articulé par une de ses extrémités sur un premier axe solidaire à un des éléments de basculement, - le premier des ensembles de bras est articulé par une de ses extrémités sur un deuxième axe solidaire du même élément de basculement que le vérin, - le deuxième axe est positionné à une distance prédétermi née du premier axe en direction vers 11 autre élément de basculement, - l'autre extrémité du vérin est articulée sur un troisième axe correspondant à l'axe de pivotement entre le premier et le second ensemble de bras, tel que le premier ensemble de bras est soumis à un effort de traction lors du développe ment du vérin, - le deuxième ensemble de bras est articulé entre un quatriè me axe solidaire à l'autre élément de basculement et l'axe de pivotement entre les deux ensembles de bras et soumis à un effort de compression lors d'un déplacement de l'axe de pivo tement entre les deux ensembles de bras en direction vers l'autre élément de basculement suivant le développement du vérin. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci ne sont données qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent Figure 1 : une représentation schématique en perspective d'un système de basculement conforme à l'invention. Figure 2 : un diagramme montrant la cinématique de déploiement du système de basculement. La figure 1 montre en perspective un système de basculement cor à l'invention. Ce système de basculement comporte un vérin 1 articulé ,par un arbre 2, à son extrémité 3 au bord inférieur d'un socle 4-5 approximativement vertical. Des bras de traction inextensibl comportant par exemple deux bras de traction 6 et 7,sont artic lés par des arbres respectivement 8 et 9 sur le bord supérieur du socle 4 - 5. A leurs autres extrémités le vérin 1 et les bras de traction 6 et 7 sont articulés en commun par un arbre 10. Des bras 11 assurent la transmission du mouvement exercé par le vé rin à une base 12 d'une benne 13 à basculer autour d'un axe 14 Le socle 4-5 et l'axe 14 sont solidaires d'un châssis 15. L'ax 14 y est par exemple fixé par des oreilles 16 tandis que le so y est fixé sur une poutre transversale 17. I1 en résulte que lorsque la tige 18 du vérin 1 se déploie dans le sens de la flèche 19, l'arbre 10 subit un dépl cernent circulaire dans le sens de la flèche autour des axes 8 9. Pour résister efficacement aux efforts latéraux exer pendant le levage,le socle 4 - 5 comporte avantageusement dieux sabots respectivement 4 et 5 situés sensiblement symétriquemer de part et d'autre de l'aplomb du vérin 1. L'accrochage des sa bots 4 et 5 à proximité des bords latéraux du châssis 15 perme de bénéficier de l'extension latérale de ce châssis pour confd rer à cet ensemble une bonne rigidité vis-à-vis des efforts latéraux. D'une manière préférée,les bras 11 font partie d'une structure dite chandelle en forme générale de rectangle ayant pour base l'arbre 10. Cette chandelle comporte deux bielles 21 et 22 s'appuyant d'une part sur l'arbre 10 et d'autre part sous la base 12 de la benne 13. Les deux bielles sont réunies entre elles par des entretoises, par exemple par les entretoises 23, 24. La chandelle Il ne subit d'autres efforts que des efforts de compression entré la benne 13 et l'arbre 10 au moment du levage. En conséquence, sa construction n'a pas besoin d'être particulièrement renforcée. Par ailleurs, les bras de traction 6 et 7 ne travaillent qu'en traction : leur conception peut aussi être simplifiée. En pratique, ils sont constitués de tiges métalliques terminées à leurs extrémités par les oeillets d'ancrage. La figure 2 montre,pour quatre positions angulaires cotées A à D, les positions respectives des différentes parties du système de basculement et de la benne au cours du basculement. Au cours de ce basculement les axes 2, 8-9, et 14 ne se déplacent pas : ils sont fixés en rotation sur le châssis 15. Le point d'ancrage du sommet de la chandelle 11 à la base 12 de la charge 13 évolue selon un arc de cercle 25 en tirets centré sur l'axe 14. L'arbre 10, lui, évolue sur un arc de cercle 26 en tirets - points centrés sur l'axe 8 - 9. Un rapide examen des positions relatives de la base 12 de la charge 13 par rapport à la chandelle 11 montre que celle-ci reste toujours en compression. Les différentes parties du dispositif sont cotées, selon leur position, avec les références A à D. Un calcul de débit montre que,pendant la majeure partie du déploiement,le débit fluide dans le vérin varie peu avec l'angle de basculement imposé à la charge. I1 en résulte qu'un phénomène d'accélération du basculement ne se produit pas vers la fin de ce basculement. Le déversement des matériaux en vrac, en les étalant au sol, devient alors plus facile à obtenir avec un dispositif de basculement selon l'invention : quand on le désire,on évite ainsi plus facilement un mauvais déversement en tas. I1 est aussi possible de compléter ou substituer la chandelle 11 par des moyens d'extension, par exemple un vérin central, pour augmenter pour certaines applications l'angl de basculement.Par exemple, il est possible dans la position D, de faire sortir une tige de vérin 27 (figure 2) pour faire passer l'angle de basculement de la position D à la position r Le vérin 27 n'a pas besoin d'être très puissant puisque,du fait de la valeur de l'angle de basculement, la réaction exercée dans cette position par la benne est faible. On remarque cependant que, si le vérin 1 n'a besoin d'être qu'un vérin sin ple effet (au moment du rétablissement de la charge l'effort exercé par cette charge est suffisant pour rentrer la tige 18 du vérin 1 dans le vérin), que le vérin monté dans - ou remplaçant - la chandelle 11 sera par contre de préférence un vé à double effet. Avec cette particularité il est plus facile d retirer la charge vers l'arrière au moment du retour vers l'horizontale. Le vérin remplaçant la chandelle peut être un vérin à développement simple ou télescopique. Cette solution présente l'avantage que le seul vérin double effet de l'installa tion est un vérin peu puissant donc en principe peu cher. En outre, la réalisation de la chandelle 11 sous une forme télescopique,ou son remplacement par un vérin,a pour effet de réduire la garde au sol du dispositif réalisé. Ceci rend son adaptation sur les engins de transport ou de chantier d'autant plus intéressante. La présente invention n'est pas limitée à la forme de réalisation illustrée et elle est susceptible de nombreuses variations sans, pour autant, quitter l'étendue des reven dications qui suivent. En particulier, le vérin ainsi. que les bras de trac tion,pourraient être articulés sur la benne, alors que les bras de compression s'appuient sur le châssis,étant entendu qu'il est le principe de la présente invention d'éviter une mise sous effort de flexion des éléments constituant un système de basculement,en travaillant uniquement sur traction et compression. REVENDICATIONS 1 - Système de basculement de deux éléments (13, 15) l'un par rapport à l'autre, ayant un premier (6, 7) et un second (21, 22) ensembles de bras reliés entre eux par une de leurs extrémités et susceptibles d'être reliés chacun par son autre extrémité à un des éléments de basculement,respectivemen et un vérin (1) capable d'effectuer l'écartement des deux ense bles de bras à partir d'une position de repos dans laquelle le deux ensembles de bras sont essentiellement pliés, caractérisé en ce que - le vérin (1) est articulé par une de ses extrémités sur un premier axe (2) solidaire à un des éléments de bascule ment (15) - le premier des ensembles de bras (6, 7) est articulé par une de ses extrémités sur un deuxième axe (8, 9) solidaire du même élément de basculement (15) que le vérin (1), - le deuxième axe (8, 9) est positionné à une distance prédé terminée du premier axe (2) en direction de l'autre élémer de basculement (13), - l'autre extrémité du vérin (1) est articulée sur un troisièn axe (10) correspondant à l'axe de pivotement entre le pre mier (6, 7) et le second (21, 22) ensemble de bras, tel que le premier ensemble de bras (6, 7) est soumis à un effort de traction lors du développement du vérin (1), - le deuxième ensemble de bras (21, 22) est articulé entre un quatrième axe solidaire à l'autre élément de basculement (1: et l'axe de pivotement (10) entre les deux ensembles de braz et soumis à un effort de compression lors d'un déplacement c l'axe de pivotement (10) entre les deux ensembles de bras en direction de l'autre élément de basculement (13) sui vant le développement du vérin (1). 2 - Système de basculement pour une benne (13) disposée sur un châssis (15), caractérisé en ce que l'ensemble de bras (6, 7) soumis à un effort de traction et le vérin (1) sont articulés sur le châssis (15), l'ensemble de bras (21, 2: soumis à la compression étant articulé sur la benne (13). 3 - Système selon la revendication l ou 2, caractérisé en ce que l'ensemble de bras soumis à un effort de compression comporte une chandelle (21, 24) disposée entre la benne et l'articulation commune au vérin et à l'ensemble de bras sous traction. 4 - Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'ensemble de bras soumis à un effort de traction comporte deux bras placés de part et d'autre de l'aplomb du vérin, et en ce que la chandelle comporte une structure en forme générale de rectangle (21, 24) s'étendant par une de ses directions (23, 24) orthogonalement au vérin pour offrir une meilleure résistance aux efforts latéraux orientés dans le plan du rectangle au moment du basculement. 5 - Système selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que l'ensemble de bras soumis à la compression comporte des moyens (27) d'extension pour augmenter l'angle de basculement. 6 - Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le vérin est un vérin simple effet. 7 - Système selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les moyens d'extension comportent un vérin double effet et à simple développement ou télescopique. 8 - Engin muni d'un système selon l'une quelconque des revendications i à 7,comportant un châssis (15) sur lequel est articulé (14) une benne à lever et sur lequel le système de basculement est fixé 117) moyennant un support (4, 5).