Brevet FR2666602A1 — publié le 19920313

La présente invention concerne les platines constituant les appuis glissants interposés entre deux pièces reposant l'une sur l'autre sans fixation, par exemple entre une conduite de transport de liquide et une poutrelle support qui lui est orthogonale, disposées sensiblement horizontalement, appuis glissants constitués généralement de deux platines respectivement inférieure (fixée au support) et supérieure (insérée sous la conduite). En effet, l'augmentation constante des capacités de production, donc du dimensionnement des équipements mis en oeuvre, a rendu nécessaire l'étude et la prise en compte des efforts de réaction générés par les variations dimensionnelles dues aux changements climatiques. Les montages de type mécanique utilises initialement, tels que les galets, les rouleaux, les pendards et analogues, s'avèrant peu avantageux sur les plans de la diminution des réactions, de l'entretien, et ainsi de la fiabilité, sont à l'heure actuelle en voie d'être supplantés par les appuis glissants. Neanmoins les appuis glissants actuels, conçus pour de lourdes charges, ne fonctionnent plus de manière satisfaisante dans le cas des utilisations dites "légères". Les problèmes evoqués ci-dessus seront mieux compris à la lumière de la description suivante d'une platine inférieure connue fixée à une poutrelle destinee à supporter une conduite, par exemple dans le cadre d'une installation du domaine du génie chimique. Une telle platine est généralement constituée par une embase métallique en acier, découpée, dressée et qui a été soumise à un traitement de surface soigné, soudée par quelques points périphériques sur la poutrelle, portant à sa face supérieure une plaque de polytétrafluoroéthylène par l'intermédiaire d'une plaque de caoutchouc éventuellement encastrée dans un logement creusé dans l'embase, optionnellement avec interposition d'une plaque d'acier entre la plaque de caoutchouc et la plaque de polytétrafluoroéthylène ; la plaque d'acier peut elle-même être munie d'un logement pour recevoir la plaque de polytétrafluoroéthylène ; naturellement, les profondeurs d'encastrement lorsque l'appui n'est pas en charge sont telles qu'en charge, le polytétrafluoroéthylène reste en proéminence sur toute sa surface, quelle que soit la répartition de la charge, malgré la compression notamment du caoutchouc. La platine supérieure est généralement constituée sous la forme d'un berceau comprenant à sa partie supérieure une plaque présentant une surface cylindrique de dimensions adaptées à celles de la conduite à supporter, et à sa partie inférieure une semelle métallique en acier raccordée à la plaque à surface cylindrique par des nervures par exemple soudées s'étendant verticalement ; la face inférieure de la semelle est munie, avec éventuellement interposition de plaques de caoutchouc ou/et d'acier, d'un ou plusieurs patins de polytétrafluoroéthylène destinés à glisser sur la plaque de polytétrafluoroéthylène de la platine inférieure. En variante, le polytétrafluoroéthylène peut être remplacé par un autre matériau à bon coefficient de frottement, ou l'une des platines, par exemple la platine supérieure, ne porte aucun patin, en fonction de la charge appliquée à l'apui, de la température de fonctionnement, ou/et du matériau constituant la semelle (acier inoxydable par exemple) et de son poli. Egalement, le berceau de la platine supérieure peut être une plaque de profil quelconque mais adapté à celui de l'élément à supporter lequel n'est pas forcément une conduite, de même que l'embase de la platine inférieure peut présenter une face inférieure de n'importe quelle forme désirée ou être fixée à un pied de n'importe quelle forme désirée. Ces appuis glissants connus dont les pièces sont en polytétrafluoroéthylène ou analogue présentent un coefficient de frottement très bas (0,04), et sont bien adaptés aux fortes charges dans une large gamme de variations dimensionnelles en fonction des conditions climatiques ; en effet, les deux platines peuvent alors, en fonction de ces variations, glisser l'une sur l'autre en rencontrant un minimum de résistance, donc en faisant subir aux éléments support et supporté un minimum de contraintes, les inclinaisons relatives des éléments support et supporté étant absorbées par l'écrasement de la ou des plaque(s) de caoutchouc, de telle sorte que le glissement ait toujours lieu plan contre plan. Malheureusement, dans le cas des faibles charges, ces appuis donnent des resultats plus médiocres, car si les éléments support et supporté sont quelque peu inclinés l'un par rapport à l'autre, le caoutchouc ne s'écrase que modérément, et les plans qui devraient être entièrement en contact ne le sont en fait que sur une zone réduite, en géneral une zone de bord de la plaque de polytétrafluoroéthylène du patin inférieur. I1 en résulte un glissement sur des surfaces très faibles qui s'usent rapidement tandis que le caoutchouc sous-jacent est en permanence soumis à une containte importante au contraire des autres zones de la plaque de caoutchouc. De plus, des corps étrangers solides ou liquides (eau par exemple) peuvent se glisser entre les platines et détériorer les plans d'appui notamment en polytétrafluoroéthylène ; le gel de l'eau est particulièrement préjudiciable au bon fonctionnement du dispositif. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet un appui glissant constitué de deux platines inférieure et supérieure, du type dans lequel la platine inférieure comporte une embase métallique destinée à être fixée, par exemple soudée, sur un support, embase présentant vis-à-vis de la platine supérieure un logement entouré d'une paroi latérale dans lequel est disposée une plaque de matière élastique surmontée d'une plaque métallique reposant sur la plaque de matière élastique et présentant ellemême un logement vis-à-vis de la platine supérieure, une plaque d'une matière à faible coefficient de frottement telle que du polytétrafluoroéthylène insérée dans le logement de la plaque métallique ayant sa face supérieure en proéminence au-dessus de ladite plaque métallique, appui caractérisé en ce que le logement de l'embase comporte au moins une protubérance, et la plaque de matière élastique au moins un trou dans lequel est logé cette protubérance, la face supérieure de la plaque de matière élastique est à un niveau superieur à celui du sommet de la protubérance en l'absence de charge sur l'appui, et la plaque d'acier recouvre la totalite de l'embase et comporte dans sa face inférieure une gorge dans laquelle est logé, audessus de la partie supérieure de la paroi latérale de l'embase, un joint d'étanchéité entre le sommet de ladite paroi latérale et le fond de ladite gorge, tandis que la face inférieure de la partie centrale de ladite plaque métallique est en contact sur la plaque de matière élastique à l'intérieur du contour du logement de l'embase. Grâce à cette structure, non seulement on permet le glissement de la platine superieure solidarisée à l'élément supporté, par rapport à la platine inférieure fixée à l'élément support, mais également on rattrape les éventuels défauts d'alignement et de parallélisme entre ces deux eléments, même en cas de faible charge, par un choix judicieux de la matière élastique. En effet, selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la plaque de matière élastique est en néoprène, présentant une faible résistance à ltécrasement, ce qui permet de produire une déviation angulaire à la moindre sollicitation. De plus, la plaque peut être alvéolée ce qui permet une encore meilleure réponse aux exigences des charges appliquées et de la déviation angulaire demandée. Grâce à la protubérance, l'écrasement de la plaque de matière élastique est limité en cas de surcharge accidentelle, et ainsi ses qualités sont préservées ; en effet, les matières élastiques, telles que le néoprène, ont un seuil d'élasticité, et en cas de dépassement de ce seuil, elles ne reprennent pas leur forme originelle, ce qui entraîne la destruction de l'appui ; de plus, selon une caractéristique avantageuse, la protubérance présente un sommet arrondi, de telle sorte qu'en cas de butée de la plaque métallique sur cette protubérance par suite d'une trop forte charge, le coefficient de frottement ne se trouve pas altéré en raison de l'action combinée de cette protubérance et du néoprène. Grâce au joint d'étanchéité logé dans la gorge de la plaque métallique, on peut éviter l'introduction, dans la chambre de compression, de toute humidité ou condensation susceptible d'entraîner un mauvais fonctionnement de la plaque de matière élastique, ou en tout cas une diminution de l'élasticité ; de plus, on évite le risque de la mise hors d'usage de l'appui par la corrosion ou en cas de gel. De préférence, le trou de la plaque de matière élastique épouse au repos la forme de la protubérance sans traverser la plaque de matière élastique, de telle sorte qu'en charge la matière élastique ne se déchire pas autour du trou en fluant dans la région libre se trouvant dans le voisinage immédiat de la protubérance. Selon une autre caractéristique de l'invention, la plaque de polytétrafluoroéthylène présente, dans sa face supérieure, une empreinte en creux représentant par exemple une marque de fabrique sous la forme d'un logo, destinée à recevoir un lubrifiant améliorant le coefficient de frottement, et garantissant de plus l'origine de l'appui. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'une forme de réalisation préférentielle de l'invention donnée à titre d'exemple non limitatif et représentée sur l'unique dessin ci-joint représentant en section diamétrale une platine inférieure d'un appui selon cette invention. L'appui glissant selon l'invention est donc constitue par une platine inférieure telle que celle représentée sur le dessin et une platine supérieure non représentée. La platine supérieure, solidarisée à un élément à supporter, par exemple une conduite, comporte, à sa partie inférieure, une plaque en acier inoxydable dont la face inférieure destinée à porter la platine inférieure présente un poli façon miroir. La platine inférieure comporte une embase 1 métallique destinée à être fixée, dans le cas présent, par un cordon de soudure 2, à un élément support, par exemple une poutrelle. Cette embase 1, destinée à être disposee vis-à-vis de la platine supérieure, est ici sous la forme d'une coupelle circulaire en acier embouti et présente, face à face avec cette platine supérieure, un logement 3 central circulaire entouré d'une paroi latérale 4. Au centre du logement 3 de l'embase, une protubérance 5 est constituée par une surélévation de la paroi de fond de la coupelle ; le rôle de cette protubérance 5, dont le sommet est arrondi (par exemple en forme de calotte sphérique raccordée au fond du logement par un congé péripherique) sera mentionné plus loin. Le logement de l'embase est destiné à recevoir une plaque de matière élastique 6 surmontée d'une plaque métallique 7 par exemple en acier reposant sur cette plaque de matière élastique 6, et d'une plaque de matière à très faible coefficient de frottement 8 telle que du polytétrafluoroéthylène reposant sur la plaque métallique 7. La plaque de matière élastique 6 est entièrement disposée dans le logement central 3 de l'embase ; elle comporte un trou central 9 dans lequel est logée la protubérance 5 de l'embase ; de préférence, ce trou central 9 épouse au repos la forme de la protubérance 5 et ne traverse pas la plaque 6 de part en part, de telle sorte qu'en charge la matière élastique ne se déchire pas autour du trou en fluant dans la région libre se trouvant dans le voisinage immédiat de la protubérance, même si la matière élastique n'est pas une matière à caracteristiques poussées ; en l'absence de charge, la hauteur de la plaque de matière élastique 6 est supérieure à celle de cette protubérance ; le surcroît d'épaisseur de la plaque de matière élastique 6 par rapport à la protubérance 5 est fonction de la matière élastique, car il est nécessaire qu'à pleine charge, la face inférieure de la plaque métallique 7, malgré l'écrasement de la matière élastique, n'exerce pas une pression importante sur la protubérance, une telle pression ne pouvant survenir qu'en cas de surcharge dans le cas du présent exemple, il a eté trouvé souhaitable que la plaque de matière élastique 6 affleure le haut du logement 3 de l'embase.La matière élastique prise en sandwich entre les deux pièces métalliques 1, 7 peut être du néoprène, présentant une faible résistance à l'écrasement de manière à ce que l'on obtienne une déviation angulaire de la face supérieure de la plaque 7 par rapport au fond de l'embase 1 à la moindre sollicitation excentree ; si nécessaire, la plaque peut être de plus alvéolée en vue d'obtenir une réponse encore meilleure aux exigences des charges appliquées et de la déviation angulaire demandée. Cette plaque de matière élastique 6, circulaire, présente ici une épaisseur d'une dizaine de millimètres, et, au repos un diamètre légèrement inférieur au diamètre intérieur du logement 3, de telle sorte que lorsqu'elle est écrasée, son expansion latérale ne soit pas gênée par la paroi périphérique de 1'embase. La plaque métallique 7, également circulaire, recouvre la totalité de l'embase 1 et présente à cet effet un diamètre extérieur supérieur au diamètre extérieur de la coupelle, et une épaisseur sensiblement supérieure à la différence entre la profondeur du logement 3 de l'embase et la hauteur de la plaque de matière élastique 6 (laquelle différence est nulle dans le cas présent). Cette plaque métallique comporte, dans sa face inférieure, une gorge 10 circulaire de diamètre extérieur légèrement supérieur au diamètre extérieur de la coupelle et de diamètre interieur légèrement inférieur au diamètre du logement de la coupelle, c'est-à-dire de largeur légèrement supérieure à l'épaisseur de la paroi latérale 4 de l'embase, de telle sorte que la partie supérieure de cette paroi latérale 4 puisse être logée dans la gorge 10, et que la partie centrale de la plaque puisse être logée à l'intérieur du contour du logement 3 de l'embase, face inférieure en contact sur la plaque de matière élastique 6, un joint d'étanchéité 11 étant interposé entre le sommet de la paroi latérale 4 de l'embase et le fond de la gorge 10 ; la profondeur de la gorge 10 doit donc être elle-même sensiblement supérieure à la différence entre la profondeur du logement 3 de l'embase et la hauteur de la plaque de matière élastique 6 (nulle ici comme on l'a vu) ; la hauteur et l'élasticité du joint 11 doivent être tels que même avec une très faible charge (voire une charge nulle), la face inférieure de la plaque métallique 7 soit au contact de la face supérieure de la plaque élastique 6, joint légèrement écrasé, le rôle essentiel du joint 11 étant d'empêcher l'humidité ou une condensation d'entraîner un mauvais fonctionnement de la plaque de matière élastique 6, ou une diminution de l'élasticité, et d'éviter le risque de mise hors d'usage de l'appui par la corrosion ou le gel, de telle sorte que la plaque métallique 7 puisse écraser le néoprène aux endroits sollicités par la charge. L'embase 1 et la plaque métallique 7 sont en acier connu industriellement sous la référence E 24.2, et sont recouvertes d'une peinture de protection sous la forme d'un primaire epoxy zinc. La face supérieure de la plaque métallique 7 présente, vis-à-vis de la platine supérieure et plus précisément de sa plaque en acier inoxydable, un logement central 12 circulaire dans lequel est insérée la plaque de polytêtrafluoroéthylène ou analogue 8, face inférieure dans le fond du logement 12, et face supérieure en proéminence au-dessus de la face supérieure de la plaque métallique 7 ; le diamètre du logement 12 est à peine supérieur au diamètre extérieur de la plaque de polytéthraf luoroéthyl ène 8 de telle sorte que celle-ci soit correctement maintenue dans ce logement.Dans sa face supérieure, la plaque de polythétrafluoroéthylène peut présenter un réservoir de lubrifiant (non représenté), par exemple sous la forme d'une empreinte en creux representant la marque de l'appui ou le logo de la société qui le fabrique ; le lubrifiant ameliore encore le coefficient de frottement, et l'empreinte garantit l'origine de l'appui. L'épaisseur de la plaque de polytétrafluoroéthylène 8 est ici de 4 mm environ, et le coefficient de frottement contre la plaque d'acier inoxydable de la platine supérieure est inférieur à 0,07, même en l'absence de lubrifiant. En résumé, l'invention permet de résoudre, dans les appuis glissants, les problèmes pesant sur la conjonction glissement/rotation tenant au fait que dans les appuis connus à déviation angulaire (principe des liquides incompressibles), le dimensionnement qui permet de répondre efficacement aux charges élevées constitue un surdimensionnement désavantageux dans le cas des charges relativement faibles, pour lesquelles la résistance du matériau élastique étant trop grande, la déviation angulaire n'intervient qu'au niveau du polytétraf luoroéthylène . En revanche, avec l'appui glissant selon l'invention, normalement conçu pour les charges relativement faibles, en cas de surchage accidentelle, l'écrasement de la plaque de matière élastique 6 telle que du néoprène est limité par la protubérance 5 à sommet arrondi (ou les protubérances dans le cas où il en existe plusieurs éventuellement de dimensions différentes logées dans des trous 9 respectifs de cette plaque), et ainsi le seuil d'élasticité de la matière élastique n'est pas dépassé ; de plus, une faible valeur de coefficient de frottement est conservée. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation ci-dessus décrite et représentée, et on pourra en prévoir d'autres formes sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Appui glissant constitué de deux platines inférieure et supérieure, du type dans lequel la platine inférieure comporte une embase (1) métallique destinée à être fixée, par exemple soudée, sur un support, embase présentant vis-à-vis de la platine supérieure un logement (3) entouré d'une paroi latérale (4) dans lequel est disposée une plaque de matière élastique (6) surmontée d'une plaque métallique (7) reposant sur la plaque de matière élastique et présentant elle-même un logement (12) vis-à-vis de la platine supérieure, une plaque d'une matière à faible coefficient de frottement (8) telle que du polytétrafluoroéthylène insérée dans le logement (12) de la plaque métallique ayant sa face supérieure en proéminence au-dessus de ladite plaque métallique (7), appui caractérisé en ce que le logement de l'embase (1) comporte au moins une protubérance (5), et la plaque de matière élastique (6) au moins un trou (9) dans lequel est logé cette protubérance, la face supérieure de la plaque de matière élastique (6) est à un niveau supérieur à celui du sommet de la protubérance (5) en l'absence de charge sur l'appui, et la plaque métallique (7) recouvre la totalité de l'embase (1) et comporte dans sa face inferieure une gorge (10) dans laquelle est logé, au-dessus de la partie supérieure de la paroi latérale (4) de l'embase, un joint d'étanchéité (11) entre le sommet de ladite paroi latérale et le fond de ladite gorge, tandis que la face inférieure de la partie centrale de ladite plaque métallique (7) est en contact sur la plaque de matière élastique (6) à l'intérieur du contour du logement (3) de l'embase. 2 - Appui selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque en matière élastique (6) est en néoprène à faible résistance à l'écrasement. 3 - Appui selon la revendication 2, caractérisé en ce que la plaque en matière élastique (6) est alvéolée. 4 - Appui selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la protubérance (5) est approximativement au centre du logement (3) de l'embase et présente un sommet arrondi. 5 - Appui selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'embase (1) est en acier. 6 - Appui selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la plaque métallique (7) est en acier. 7 - Appui selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'il comporte au moins une pièce (1, 7) en acier revêtue d'un primaire epoxy zinc. 8 - Appui selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'embase (1) et les différentes plaques (6, 7, 8) présentent une forme circulaire. 9 - Appui selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la plaque en une matière à faible coefficient de frottement (8) présente une empreinte en creux. 10 - Appui selon 1'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la platine supérieure comporte, à sa partie inférieure, une plaque en acier inoxydable dont la face inférieure, destinée à venir en pression contre la plaque en une matière à faible coefficient de frottement (8), présente un poli façon miroir. 11 - Appui selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le trou (9) épouse au repos la forme de la protubérance (5) sans traverser la plaque de matière élastique (6).