Brevet FR2641748A1 — publié le 19900720

L'invention est du domaine des équipements mobiles de calage de sécurité pour objets cylindriques ou toriques utilisés de façon mobile sur les aéroports, les lieux de stationnement de camions, poids-lourds et engins spéciaux ainsi que pour leur transport sur vehicules, de même que pour la manutention et le transport d'objets cylindriques lourds tels que rouleaux de papier pour l'imprimerie, rouleaux de tôle mince sortant de laminage, buses et gros tuyaux de ciment ou de fonte. Elle se présente comme une application de profilés réalisés par boudinage continu d'une composition élastomérique, vulcanisés en grande longueur et découpés, ensuite, à la demande. Le calage de roue existe depuis la première application de véhicules sur roues et tout objet rigide peut être utilisé dans ce but. La maniabilité de cales amovibles pour assurer la sécurité de freins d'immobilisation peu fiables a donné naissance à la cale en bois la plus classique, de profil triangulaire ou courbe, taillée dans une poutre à section rectangulaire. Les aéroports utilisent encore aujourd'hui ce type de cale en bois pour la sécurité des roues d'avions sollicitées de façon importante par les vents balayant une piste, mais les dimensions requiseswet et donc le poids, limitent la maniabilité à une traction manuelle, sur le béton. Malgré leur faible coût, la destruction, par usure et casse, pollue les pistes au point de nécessiter la recherche de solutions alternatives. Les cales métalliques, allégées autant que possible par des structures creuses, sont le remède à cet état de fait, depuis la cale de faible largeur, spécialisée dans les applications ferroviaires, jusqu'au profilé obtenu par pliage de tôles. La première, ne s'appliquant qu'au rail, sollicite un métal dans sa pleine section. L'adhérence, sous les faibles coefficients de frottement métal sur métal, souvent sale ou gras, n'est obtenue que par le faible angle d'incidence sous lequel la charge de la roue coince la cale sur le rail de façon irréversible, en montant pratiquement sur la cale. Dans ce cas, la cale est appelée à glisser sur le rail pour assurer l'arrêt de sécurité d'un wagon par exemple, plutôt que pour indexer sa position en un point.Le dispositif sera en fait dérailleur, s'il assure la sécurité d'une bifurcation par aiguille, par exemple, et doit être fixé solidement à la voie. La seconde famille de cales, réalisées à partir de tôles pliées ou embouties, convient au blocage de pneumatiques sous tous les véhicules. Elle se rencontre fréquemment sur les camions ou wagons de transport de véhicules, associée à un crantage ou un moyen de verrouillage au sol, constitué de plaques métalliques ajourées, car là encore le coefficient de frottement métal sur métal sale ne serait pas suffisant pour assurer un positionnement de sécurité. Des perfectionnements ont été apportés à ces systèmes tels ceux proposés dans le certificat d'utilité FR 2.342.625 de MAGIRUS-DEUTZ, qui décrit un dispositif dans lequel des pointes sont destinées à une fixation dans le plancher en bois des wagons de transport, ou les brevets DE 3.528.039 et DE 3.636.355 de SCHLITTER proposant un élément de calage pliable. Tous ces dispositifs présentent une piètre adhérence lorsqu'il s'agit de les utiliser sur le béton d'une piste ou d'une aire de stationnement d'aéronefs. En raison des inconvénients précédemment décrits présentés par les dispositifs de calage en bois ou en métal, et grâce aux progrès de l'industrie chimique, il a été envisagé d'utiliser des pièces moulées en matériaux polymériques. De telles cales sont décrites, par exemple, dans le brevet US 4.186.823 de DAYC0 qui propose un dispositif muni de clous en tungstène pour accroitre l'adhérence au sol ou dans le brevet DE 3.442.146 de HENSELER qui propose une pièce moulée - donc de dimensions pré-déterminées - équipée d'une poignée pour la manutention. Ces dispositifs à base de matériaux polymériques moulés présentent plus ou moins d'efficacité selon le coefficient de frottement du matériau utilisé. Un autre inconvénient est leur coût élevé résultant de la faible quantité de pièces nécessitée par le marché, les procédés de fabrication par moulage ne pouvant s'avérer concurrentiels du fait du coût initial élevé des moules. Un autre dispositif, décrit dans le brevet US 3.993.161 de SUBURBAN METAL INDUSTRIES, cherche à remédier aux inconvénients précités. I1 est constitué d'un profilé en caoutchouc, de forme adaptée au rayon de la roue à caler, muni de cannelures sur une face pour l'adhérence au sol. Ce dispositif présente l'inconvénient de nécessiter un positionnement particulier pour assurer le calage et, également, une difficulté certaine de manipulation lorsqu'il doit être mis en place et surtout lorsqu'il doit être retiré, en raison de l'effet de coincement. Une amélioration certaine a été apportée par le dispositif décrit dans le brevet GB 2.134.197 de R.E. TYRE & RUBBER Co, qui présente une section de triangle équilatéral à arêtes vives ce qui résout le problème de positionnement. Il est, par ailleurs, muni de cannelures sur les trois faces. Il présente l'inconvénient d'un coût élevé car il est réalisé par empilage de pièces moulées individuellement, donc nécessitant des moules coûteux et des frais de main-d'oeuvre pour l'assemblage. L'analyse de l'art antérieur montre à l'évidence qu'un dispositif de calage d'objets cylindriques ou toriques, suffisamment économique à fabriquer pour satisfaire un marché relativement restreint, tout en présentant simultanément, des qualités de robustesse, d'adaptabilité aux différentes applications et de facilité de manutention et de mise en place, n'est pas connu. L'invention se situe donc dans le créneau économique, ou la création d'une section unique permet d'adapter le dispositif à de nombreuses applications différentes, grâce à la fabrication en grande longueur d'un profilé suivie d'une découpe à la longueur appropriée à chaque utilisation. Elle utilise la déformabilité de la section d'un profilé de composition élastomérique pour s'adapter à toutes les tailles requises de pneumatiques. La facilité de disposer de nervures d'adhérence est exploitée, ainsi que le caractère indestructible au cours des manipulations qui permettront de rouler les pièces trop lourdes au lieu de les faire glisser péniblement. La découpe aisée du profilé, sans outillage particulier ni main-d'oeuvre spécialisée, permet un stockage facile et économique, en grandes longueurs, correspondant à l'optimum économique de fabrication ainsi qu'une mise à disposition immédiate, à la longueur désirée pour l'application. L'invention consiste donc en un moyen de calage, de section en triangle équilatéral, destiné aux roues d'avions, de camions ou engins, aux rouleaux de papier ou de tôles enroulées et aux buses en ciment ou en fonte, dans lequel la cale est réalisée par la coupe à longueur voulue, dans un profilé, fabriqué par extrusion puis vulcanisation en grande longueur ou en continu d'une composition élastomérique. L'invention est caractérisée en ce que les arêtes de la section en triangle équilatéral sont arrondies, pour faciliter la manutention par roulage, et sont munies de cannelures antidérapantes alors que les faces du triangle équilatéral sont des surfaces planes, disposées en retrait par rapport aux arêtes arrondies. Les caractéristiques de l'invention et ses variantes seront mieux comprises à la lecture de la description accompagnant les dessins dans lesquels - la figure 1 est la section droite du profilé et l'adaptation de sa forme aux diverses dimensions de roues - la figure 2 est une vue perspective du profilé coupé à longueur pour servir de cale - la figure 3 est une section détaillée du profil utilisé dans la cale - la figure 4 illustre quelques solutions d'équipements accessoires pour faciliter la manutention. La figure 1 représente la section droite du profilé à la forme définitive, résultant de la vulcanisation, par exemple en autoclave de grande longueur, ou en continu, d'une composition élastomérique appropriée. La composition élastomérique comporte, de manière classique, un élastomère de base, un système d'adjuvants anti-oxydant, un système d'agents de mise en oeuvre et/ou de plastifiants, le système réticulant de l'élastomère et des charges renforçantes, pulvérulentes ou sous forme de fibres courtes, c'est-à-dire dont la longueur n'excède pas 20 millimètres. La base de la matrice est constituée d'au moins un élastomère naturel ou synthétique, tel que, à titre d'exemples non limitatifs, du caoutchouc naturel, du polyisoprène ou un homologue supérieur, du SBR, du polychloroprène, du polyéthylène halogéné, un copolymère de butadiène et d'acrylonitrile ou une de ses formes hydrogénées, un copolymère d'isoprène et d'isobutylène ou une de ses formes halogénées, un copolymère d'éthylène et de propylène, un terpolymère d'éthylène, de propylène et d'un termonomère diénique ou encore un élastomère silicone. Selon leur compatibilité, différents élastomères peuvent être associés, en proportions diverses, pour former la base de la matrice. Le système d'adjuvants anti-oxydants sera du type classique utilisé dans l'industrie de transformation du caoutchouc, c'est-à-dire, composé, par exemple, d'amines aromatiques, seules ou associées à d'autres composants. Le système d'agents de mise en oeuvre et/ou de plastifiants comporte, le plus généralement, au moins une huile paraffinique, naphténique ou aromatique, qui peut, éventuellement, être associée à une cire ou tout autre agent de mise en oeuvre. Le système réticulant de l'élastomère est adapté à la nature dudit élastomère et comprend généralement de l'oxyde de zinc, de l'acide stéarique, un (ou plusieurs) accélérateur(s) et un agent de réticulation. D'autres systèmes réticulants tels ceux à base de peroxydes organiques peuvent également être utilisés. La charge renforçante pulvérulente sera choisie préférentiellement dans la vaste gamme des noirs de carbone ou des charges claires comme la silice. Le renforcement fibreuxest constitué de fibres textiles .ou métalliques, naturelles, artificielles ou synthétiques, dont la longueur n'excède pas 20 millimètres. Les fibres textiles les plus couramment utilisées sont le coton, ou la soie, pour les fibres naturelles, la fibrane ou la cellulose regénérée pour les fibres artificielles, le polyamide, le polyester, l'aramide, le polyacrylonitrile, l'alcool polyvinylique, ou les polyoléfines pour les fibres synthétiques. Les proportions de ces divers composants et plus particulièrement de la charge renforçante et du système d'agents de mise en oeuvre et/ou plastifiants sont fonction de la nature de l'élastomère de base. La forme extérieure (1) de la section du profilé, qui est allégé par l'existence d'un alésage (2), est ici comparée après mise en place de la cale, aux profils des pneumatiques d'avions rencontrés sur un grand aéroport. La vue la est, à l'échelle relative, la représentation du contact des plus gros pneumatiques d'avion, bien évidemment les plus chargés, dont le diamètre extérieur est de 1,321 mètre, représenté par le profil (3). Lors des efforts sur le calage, dus essentiellement au vent, une progressivité de l'appui du pneumatique sur la cale est assurée par une légère flexion transversale de la section, rendue possible par le choix du module de la composition élastomérique, module adapté à la pression interne des gros pneumatiques d'avions. Le même appui aurait provoqué un enfoncement local important du pneumatique si le moyen de calage utilisé avait été un dispositif rigide de l'art antérieur. La vue lc décrit l'effet de ladite progressivité de l'appui. Il en résulte une réduction de l'angle (A) sous lequel se fait le contact entre rainures circulaires de la bande de roulement du pneumatique et cannelures portées par la forme extérieure (1) du profilé, maintenant l'adhérence de ces dernières sur le sol, si l'effort s'accroit sans jamais risquer le glissement de la cale, augmentant, de ce fait, la sécurité du calage. La vue lb représente, à la même échelle relative que celle de la vue la, le contact des plus petits pneumatiques d'avions de ligne, rencontrés sur les aéroports, représentés par le profil (4) de diamètre extérieur 613 millimètres, celui de la roulette avant d'un avion de ligne. Si la même cale, utilisée pour les plus gros pneumatiques d'avions s'avère pratiquement indéformable au contact de pneus beaucoup moins chargés, les cannelures portées par la forme extérieure (1) du profilé jouent à plein leur rôle de contact local, l'angle (A) étant maintenant supérieur à la valeur qu'il avait sur la vue la, ledit contact local assurant une friction irréversible malgré les conditions de présence de salissures ou d' eau. La figure 2 montre une vue en perspective d'une cale selon l'invention, réalisée par une longueur (L) du profilé de forme extérieure (1), limitée par deux sections droites, où se voit l'alésage (2) dont le diamètre est compris entre 0,25 et 0,50 fois la longueur du côté du triangle. Ledit alésage sert à l'allégement de la pièce ainsi qu'aux possibilités de déformation d'ensemble (dont la vue lc décrit l'effet). La dureté de la composition élastomérique est choisie pour que le mode de déformation transversale, ayant pour conséquence une légère courbure longitudinale améliorant encore la répartition de l'appui, se trouve en rapport avec la pression des plus gros pneumatiques d'avions. Avantageusement, la dureté de a composition élastomérique est de l'ordre de 70 Shore A. Chaque face (5) du triangle équilatéral définissant la section droite s'étend sur au moins un quart du côté du triangle et est située en retrait des cannelures (6) qui entourent un arrondi formé autour de chaque sommet. La face (5) dirigée vers le sol n'est généralement pas en contact avec lui, éliminant ainsi le risque de souillures, sauf dans les déformations extrêmes et rares. Les faces (5) de la cale sont donc exemptes de risques d'usure lors des manipulations comme en utilisation et peut porter des inscriptions de sigles ou des instructions sous forme de bande autocollante. Un procédé de marquage au défilé, de façon continue, lors de la sortie de la boudineuse, est également possible, chez le fabricant, juste avant la vulcanisation. Les cannelures (6), réparties de façon régulière, sont ici représentées au nombre de six, mais peuvent être d'un nombre voisin, pair ou impair, autour de chaque sommet. La figure 3 donne la définition géométrique de la section droite du profilé, mesurée sur le produit fini. Dans une réalisation préférentielle, convenant à l'usage sur grands aéroports, la longueur est par exemple de 500 millimètres, l'encombrement total en largeur (B) 160 millimètres et la hauteur totale (H) 150 millimètres. Les faces (5), en retrait de Smrn, présentent une largeur (F) de 40 mm, l'alésage (2) ayant un diamètre de 60 mm. Les cannelures (6), au nombre de six, dans la variante représentée, dont la hauteur (h) est de 5 millimètres, présentent une pente (P) de 35 degrés et une largeur de l'ordre de 7 millimètres. La densité de la composition élastomérique utilisée permet de limiter la masse au mètre linéaire à environ 15 kilogrammes, ce qui permet une manipulation aisée. La figure 4 montre quelques solutions facilitant la manutention d'une cale dont la longueur de profilé est, par exemple, 500 millimètres, et dont le poids (environ 7,5 Kg) reste limité. En vue 4a, l'alésage (2) présente un diamètre opportun pour emmancher à force un tube (7), constitué d'un tuyau rigide - en polychlorure de vinyle, par exemple - dont les longueurs dépassant à chaque extrémité servent de poignées permettant de porter commodément à deux cet ensemble. L'arrondi des sommets de la section permet, en outre, de rouler la cale sur de courtes distar.ces. En vue 4b est montre, en coupe longitudinale, un tirant traversant (8), équipé d rondelles (9' en appui sur la face débordant de l'alésage (2). L'anneau (10) solidaire d'au reins l'une des rondelles (9) peut être, aisément, équité de tcte poignée (11) appropriée. En vue 4c une coupe analogue, complétée d'une vue latérale 4d montre un équipement rigide (12) passant à force dans l'alésage (2) et complété de deux poignées (13). Lesdites poignées sont équipées d'au moins une roulette (14) formée d'un simple tube épais de métal qui roule au sol, à une extrêmité, lorsque l'autre extrémité est soulevée pour trainer la cale, sans en porter tout le poids. La vue latérale 4d montre que l'angle inférieur de la cale de forme extérieure (1) ne peut frotter au sol que par ses cannelures (6), dont l'usure peut atteindre toute la hauteur (h) avant que ne débute l'usure de la section pleine, et ceci sans aucun inconvénient fonctionnel. Quand des détériorations notables ont atteint une face de la forme extérieure (1), le service Entretien n'a aucune difficulté à tourner le profilé d'un tiers de tour par rapport à l'équipement rigide (12), pour prolonaer la durée de vie de cet ensemble de calage. En résumé, l'invention se présente comme une solution alternative intéressante aux cales de l'art antérieur, par rapport auxquelles elle présente les avantages suivants - une meilleure résistance à l'usure et aux intempéries, donc durée de vie améliorée ; - résistance aux ruptures par choc, donc réduction des risques de pollution des pistes d'aéroport - adaptabilité à toutes tailles de pneumatiques grâce à la déformabilité d'ensemble - possibilité d'utilisation au calage d'éléments fragiles tels les rouleaux d'imprimerie, les rouleaux de tôle et les buses ou canalisations en ciment, sans risque d'abimer les surfaces en contact - facilité de manutention, par roulage - caractère insonore permettant les manipulations en tous lieux et enfin, - possibilité de coupe à la longueur désirée pour l'utilisation, sans outillage ni main-d'oeuvre spécialises. L'homme de l'art peut, bien évidemment, apporter au moyen de calage pour objets cylindriques ou toriques objet de la présente invention et à ses variantes, illustrées à titre d'exemples non limitatifs, différentes modifications sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1-Moyen de calage de section triangulaire équilatérale pour objets toriques ou cylindriques, tels que roues, rouleaux de papier ou de tôles, et buses ou canalisations en ciment ou en fonte, réalisé par la coupe à longueur voulue dans un profilé de section constante, de forme extérieure (1) et muni d'un alésage (2), fabriqué par extrusion et vulcanisation en grande longueur ou en continu d'une composition élastomérique, caractérisé en ce que les sommets de la section triangulaire équilatérale présentent un arrondi comportant des cannelures antidérapantes (6) séparées par des faces (5), planes, disposées en retrait par rapport auxdites cannelures (6), sur au moins un quart du côté du triangle. 2-Moyen de calage selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'alésage (2) présente un diamètre compris entre le quart et la moitié de la longueur du côté du triangle. 3-Moyen de calage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les surfaces planes des faces (5) du profilé portent un marquage longitudinal. 4-Moyen de calage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est muni d'au moins une poignée (li), (13), pour faciliter la manutention par portage, dont la fixation traverse l'alésage (2). 5-Moyen de calage selon la revendication 4, caractérisé-en ce qu'au moins une poignée (13) est équipée de roulettes (14) facilitant la manutention par roulage au sol.