Brevet FR2684615A1 — publié le 19930611

Dispositif de manoeuvre de structures articulées. DESCRIPTION La présente invention a pour objet des dispositifs de manoeuvre de structures articulées. Le secteur technique de l'invention est le domaine de la fabrication de systèmes mécaniques permettant le pivotement de structures autour d'un axe. Une des applications principales de l'invention est la réalisation de dispositifs de manoeuvre de basculement de plateau ou benne de véhicules; mais dans d'autres applications, il peut être réalisé suivant la présente invention des dispositifs de manoeuvres d'autres structures essentiellement porteuses, c' est-à-dire devant déplacer ou porter une charge, ou subir une poussée, tel que des portes de type écluse, ou de bâtiments ou caissons devant résister à de fortes pressions etc... On connaît en effet différents types de dispositifs de manoeuvre pour faire effectuer à une structure un mouvement de rotation, tout en assurant un effort de poussée permettant de vaincre un effort de résistance donnée : la plupart sont constitués par des systèmes de vérins linéaires, reliant une structure fixe support à partir de laquelle est articulée la structure mobile, et celle-ci; les points d'appui des vérins sont situés à une certaine distance de l'axe d'articulation pour assurer un bras de levier suffisant, afin de réduire la force du ou des vérins nécessaires, mais alors bien sûr, ceux-ci doivent avoir une course d'autant plus grande. De tels systèmes sont plus difficiles à réaliser quand on désire, d'une part qu'en position de vérin rentré, la structure mobile se trouvant alors rapprochée de celle fixe support, ces deux structures soient le plus proche l'une de l'autre, et même en contact l'une contre l'autre, et d'autre part, en position de vérin en extension, l'angle entre les deux structures soit le plus important possible. Ceci est essentiellement nécessaire dans le cas des bennes ou plateaux basculants de véhicules : ceux-ci en position de transport s' appuient sur le châssis porteur, lequel doit être situé le plus bas possible pour faciliter l'accès au plateau et le dispositif de manoeuvre doit alors s' escamoter dans l'une ou l'autre des deux structures ; en position de basculement, ces plateaux ou bennes basculants doivent être par ailleurs, suivant les applications, le plus incliné possible pour favoriser le déchargement. Divers fabricants ont résolu cette difficulté de plusieurs manières, dont la plus simple est de disposer d'un vérin long, et donc couché suivant un angle très faible par rapport aux structures rabattues l'une contre l'autre, et pouvant se loger à la fois entre les éléments des deux structures : cette disposition nécessite cependant un vérin de capacité importante, car dans cette position rentrée son inclinaison ne lui donne qu'un faible bras de levier par rapport à l'axe d'articulation des structures; la poussée importante, développée alors par le vérin et nécessaire lors du décollage d'appui, provoque un effort très important de cisaillement sur l'axe d'articulation, plus grand du reste que la force verticale simplement nécessaire à ce décollement; de plus, la poussée du vérin est encaissée par ses points d'appui, ce qui peut provoquer des perforations, surtout dans le plancher, à moins de les renforcer. L'ensemble de ces considérations conduit à surdimensionner tous les éléments mécaniques et les structures, ce qui en alourdit l'ensemble, les rend plus encombrant et coûte bien sûr assez cher. Pour tenter de diminuer la poussée nécessaire et donc la taille du vérin et les contraintes sur les structures, divers équipements ont été développés tel que des systèmes de type compas, avec un vérin situé entre les deux bras de celui-ci, et une extrémité de chacun de ces bras étant fixée à une structure, permettant ainsi à la fois d'amplifier la course du vérin et d'autre part, en assurant un angle de poussée de celui-ci plus proche de la verticale, de diminuer sa capacité par rapport à la solution précédente. On peut citer également le dispositif d'actionnement objet du brevet FR. 2.588.221 déposé le 04 Octobre 1985 par la société BENNES MAREL, comportant un vérin auxiliaire à faible course et à forte inclinaison, assurant la première étape de décollement jusqu'à ce que le vérin principal puisse agir lui-même quand son bras de levier est suffisant pour cela, sans avoir à le surdimensionner; de même le brevet FR. 2.585.643 DU 31 Juillet 1985 déposé par la même société BENNES MAREL, décrit un autre dispositif basculeur comportant des bielles triangulaires et des butées, sur lesquelles prend appui le vérin principal en donnant naissance à une réaction qui facilite le décollage de la benne : ceci diminue les efforts nécessaires et n'utilise que ce seul vérin de poussée principal. Ces trois types de dispositifs, à base de système à compas, de double vérin, ou de bielles et de butées articulées, sont cependant assez complexes, encombrants et de toutes façons coûteux dans le cas d'une réalisation de charpente métallique telles que le sont les bennes de véhicules de transport sur lesquelles elles doivent être installées. Enfin, une autre possibilité connue est d'utiliser des vérins télescopiques à plusieurs expansions, de faible longueur en position rentrée, et pouvant assurer une course importante en extension; ils pourraient être placés, en position rentrée suivant un angle relativement important par rapport aux structures, mais la présence de traverses de structure ne le permet pas suffisamment : l'effet de cisaillement sur l'axe d'articulation du plateau ou benne est alors certes diminué, mais l'effet de poinçonnement dans le plancher de celui-ci demeure et peut être même augmenté du fait de la nécessité alors d'écarter les traverses de renfort pour laisser la place au vérin et de l'inclinaison plus importante du vérin ainsi obtenu, ce qui diminue l'effort de charge qui peut être encaissé par la structure. Ainsi, le problème posé et non résolu par les systèmes précédents, est de réaliser un dispositif de manoeuvre de structures porteuses articulées permettant d'assurer un moment de basculement suffisant en toute position, surtout dès la position d'appui de la structure mobile contre la structure support afin de décoller aisément la structure mobile, sans risque de perforation de celle-ci ou d'arrachement de la traverse et avec un effort de cisaillement minimum sur l'axe d'articulation lors du décollement, escamotant dans les deux dites structures en position d'appui et assurant une course suffisante de pivotement de la structure mobile, tout en étant légers, simples à réaliser et ne nécessitant pas de moyens de poussée importante. Une solution au problème posé est un dispositif de manoeuvre de structure articulée, mobile autour d'un axe de rotation par rapport à une structure support, comportant au moins une traverse de reprise d'efforts parallèle audit axe et un élément de continuité reliant ladite traverse à l'axe d'articulation, et dont la mobilité est assurée par un vérin, fixé d'un côté à un axe solidaire de la structure support et de l'autre à un axe solidaire de la structure mobile; lequel dispositif de manoeuvre comporte au moins deux goussets placés de part et d'autre dudit vérin, reliant un élément d'appui solidaire, dudit élément de continuité à ladite traverse, et au travers desquels est fixé l'axe du vérin; la section de ladite traverse est telle que la face située du côté dudit vérin est parallèle à celui-ci en position rentrée. Dans un mode préférentiel de réalisation, lesdits goussets relient ladite traverse à une deuxième traverse située plus près de l'axe d'articulation que la première traverse, et constituant alors ledit élément d'appui, solidaire dudit élément de continuité; cette deuxième traverse permet essentiellement de reprendre les efforts de retenue de la structure mobile quand elle s'approche de la position perpendiculaire à la structure support, car alors la première traverse située à un point plus éloigné de l'articulation peut difficilement reprendre les efforts correspondant. Dans un mode préférentiel de réalisation, afin d'obtenir une course suffisante pour un basculement de la structure mobile par rapport à la structure fixe suivant un angle donné, ledit vérin est un vérin télescopique multiextension. Dans l'application principale de la présente invention, ledit dispositif de manoeuvre tel que décrit ci-dessus est utilisé de telle façon que ledit élément de continuité est le plancher d'un plateau basculant d'un véhicule, et la structure support est le châssis de ce véhicule. Le résultat est de nouveaux dispositifs de manoeuvres de structures articulées répondant au problème posé et aux divers inconvénients soulevés dans les dispositifs actuels décrits précédemment. En effet, suivant le dispositif de la présente invention, la force de poussée initiale quand les deux structures, support et mobile, sont en appui l'une contre l'autre, peut être assuré par le vérin en position angulaire importante par rapport au plan desdites structures; on dispose alors en effet, d'un bras de levier important par rapport à l'articulation, ce qui assure un moment de basculement suffisant et le décollement assez facilement sans avoir à disposer d'une force de poussée du vérin trop importante; la présence et la disposition des goussets permet de toutes façons de répartir, d'une part l'effort de poussée initial et d'autre part son effort de traction lors de la manoeuvre inverse, sur une surface beaucoup plus grande de l'élément de continuité, tel que le plancher d'un véhicule et empêche ainsi tout risque de poinçonnement dudit élément ou dudit plancher. De plus, la disposition des traverses et des goussets suivant l'invention ont la particularité de transmettre une partie de la poussée du vérin, à la structure articulée, par une force de traction sur la traverse avant, ce qui diminue bien sûr d'autant plus l'effet de poinçonnement et améliore la répartition des efforts. La position inclinée décrite ci-dessus assurant donc un bras de levier important à la poussée dudit vérin, permet de limiter celle-ci et diminue d'autant plus les efforts de cisaillement sur l'axe d'articulation, ce qui est un des points recherchés; de plus, le choix préférentiel d'un vérin télescopique permet de toutes façons d'assurer une course optimum de la distance suffisante pour que l'élément mobile bascule d'un angle voulu par rapport à la structure fixe. La disposition particulière des traverses transversales de section en forme de V, permet d'assurer un logement d'autant plus aisé au vérin que la face de la traverse contre laquelle il se rentre lui est alors parallèle et lui procure ainsi un logement de position rentrée, tout en assurant une continuité de rigidité et de répartition d'effort proche du point d'appui d vérin sur l'élément de continuité. L'ensemble ainsi obtenu est très facile à réaliser et à monter et permet une réalisation peu coûteuse. On pourrait citer d'autres avantages de la présente invention, mais ceux cités ci-dessus en montrent déjà suffisamment pour en démontrer la nouveauté et l'intérêt. La description et les dessins ci-après représentent un exemple de réalisation de l'invention, mais n'ont aucun caractère limitatif d'autres réalisations sont possibles dans le cadre de la portée et de l'étendue de la présente invention, en particulier en prenant d'autres types de structures mobiles, et d'autres types de structures supports, que l'exemple ci-après qui est réalisé dans le cadre de l'application principale, à savoir le cadre plancher d'une benne ou d'un plateau d'un véhicule de transport. La figure 1 est une vue de dessus suivant la coupe AA' d'une structure plancher d'un véhicule portant un dispositif suivant l'invention. La figure 2 est une vue de profil en coupe longitudinale verticale de la structure suivant la figure 1. La figure 1 est une vue suivant la coupe AA' représentée sur la figure 2 d'un cadre plancher 1 d'une benne ou d'un plateau d'un véhicule, coupée juste sous la tôle plancher 2, mais non représentée sur cette figure, seule sa délimitation extérieure étant représentée en pointillés. Ce cadre plancher métallique 1 est appuyé sur un faux châssis 7, articulé à son extrémité arrière autour d'un axe 8, et dans une version benne, il est traditionnellement fabriquée à l'aide de deux longerons 3 longitudinaux, en forme de U par exemple, sur lesquels est soudé transversalement un ensemble de traverses, réparties à égale distance entre elles et sur lesquelles reposent la tôle constituant la partie supérieure du plancher. Sur cette figure 1 et sur la figure 2, il n'a pas été représenté l'ensemble de ces traverses transversales, sauf celles nécessaires dans le cadre de la présente invention. De plus, dans certains modes de réalisation tels que décrits dans d'autres brevets, les longerons longitudinaux 3 peuvent être constitués de tôle pliée, formant profil en forme de V partageant ainsi la tôle plancher en cinq parties égales et ne nécessitant pas alors de traverses transversales à intervalles réguliers, seules les traverses nécessaires au présent dispositif suivant l'invention étant alors rajoutées. La première traverse avant 5 relie les deux longerons longitudinaux 3 et est disposée transversalement, parallèlement à l'axe d'articulation 8 et perpendiculairement également aux longerons 4 du faux châssis 7. Entre ceux-ci est fixé un premier axe de rotation 12 fixe, portant un vérin 9, dont le deuxième axe d'articulation mobile 11 est solidaire de deux goussets 10 placés de part et d'autre de ce vérin, reliant ladite première traverse 5 à tout élément d'appui de l'élément de continuité 2 que constitue la tôle plancher non représenté sur ladite figure : ledit élément d'appui étant de préférence réalisé comme indiqué sur ladite figure, et précisé sur la figure 2 par une deuxième traverse arrière 6 située ainsi plus près de l'articulation 8 que la première 5, et reliant également les deux longerons longitudinaux 3. La figure 2 est une vue en coupe transversale longitudinale suivant BB' représentée sur la figure 1, de l'ensemble de la structure et du dispositif, et qui fait mieux comprendre les éléments essentiels et la spécificité de la présente invention. On retrouve en effet, d'une part, le faux châssis 7 du véhicule représentant la structure fixe, constitué essentiellement des longerons 4 sur lesquels est fixé les chapes support d'articulation de l'axe 8 de la benne ou du plateau basculant constitué par le cadre plancher 1. Vers l'avant de ces longerons 4 du faux châssis 7 est également fixé l'axe d'articulation 12 d'une des extrémités du vérin de basculement 9 à une distance de l'axe d'articulation 8 suffisante pour diminuer au mieux les efforts à vaincre pour ledit basculement, sans que cela soit à une distance trop importante pour ne pas nécessiter une course de vérin trop grande. Le cadre plancher 1 est constitué de longerons longitudinaux 3 supportant une tôle plancher 2 tels que de telles structures sont souvent connues dans ce domaine. Dans la présente invention, deux des éléments essentiels portent, d'une part sur la présence des deux goussets 10 placés de part et d'autre du vérin 9 et qui permettent en particulier de transmettre la poussée de celui-ci par une traction mécanique sur la traverse 5 et, d'autre part sur la forme de celle-ci que l'on peut qualifier de traverse avant, de section en forme en V, d'angle au sommet ss de 90" environ et dont la face située vers l'arrière du côté dudit vérin 9 est parallèle à celui-ci en position rentrée telle que représenté sur la figure 2. L'angle a de la pente de cette face arrière et dudit vérin par rapport au plan de la partie fixe, est environ de 300 à 45" de façon à disposer d'un bras de levier "a" dudit vérin par rapport à l'axe d'articulation 8 suffisant pour que lors du décollement effort P à assurer par ledit vérin 9 ne soit pas trop important et permet de limiter, d'une part les effets de cisaillement sur l'axe d'articulation 8 et d'autre part, la capacité nécessaire dudit vérin, tout en assurant un moment de basculement P x a suffisant pour vaincre la charge pesant sur la tôle plancher 2. Le vérin 9 est de préférence télescopique multiextension afin d'assurer la rotation voulue dudit cadre plancher 1 par rapport au châssis 7 jusqu a une position par exemple, au moins verticale quand ledit châssis est horizontal, mais pour des utilisations d'inclinaison de plateau limitée, un tel vérin peut ne pas être nécessaire. Pour assurer et reprendre les efforts dans cette position verticale et au delà, une deuxième traverse 6 située plus près de l'axe d'articulation 8 et constituant alors un deuxième élément d'appui solidaire dudit plancher, 2 reçoit l'autre extrémité des goussets 10, de façon à ce que lesdits goussets ne soient pas solidaires directement de la tôle plancher 2, en laissant même un espace 13 entre lesdits goussets et ladite tôle plancher 2. On supprime ainsi tout risque de poinçonnement de cette tôle 2 grâce à une plus grande répartition des forces qui sont ainsi absorbées sur une plus grande surface et mieux dissipées dans l'ensemble du cadre plancher à travers les deux traverses 5 et 6 et les longerons longitudinaux 3. De préférence, cette dite deuxième traverse 6 est de section en forme de V également d'angle au sommet g de 90" environ et de hauteur plus faible que celle de la première traverse 5. Dans le cadre de l'application principale qui est celle d'un plancher de véhicule, l'élément de continuité 2 tel que défini précédemment est une tôle métallique qui peut être pleine, formant ledit plancher dudit véhicule, et dont la rigidité longitudinale dans l'axe perpendiculaire auxdites traverses 5, 6, est assurée par lesdits longerons 3, l'ensemble de ces traverses et longerons étant également métallique; mais on peut utiliser le dispositif suivant l'invention avec des éléments de structures en matériaux synthétiques et composites, ou d'autres compositions. REVENDICATIONS 1. Dispositif de manoeuvre de structure articulée (1), mobile par.,rapport à une structure support (7) autour d'un axe de rotation (8), comportant au moins une traverse de reprise d'efforts (5) parallèle audit axe (8) et un élément de continuité (2) reliant ladite traverse à l'axe d'articulation (8), et dont la mobilité est assurée par un vérin (9), fixé d'un côté à un axe (12) solidaire de la structure support (7) et de l'autre à un axe (11) solidaire de la structure mobile (1), caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux goussets (10) placés de part et d'autre dudit vérin (9), reliant un élément d'appui solidaire dudit élément (2) de continuité, à ladite traverse (5) et au travers desquels est fixé l'axe (11) du vérin, et la section de ladite traverse (5) est telle que la face située du côté dudit vérin (9) est parallèle à celui-ci en position rentrée. 2. Dispositif de manoeuvre de structures porteuses articulées suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison (a) dudit vérin par rapport au plan général de l'élément de continuité (2) est d'environ de 30 à 45" et la section de ladite traverse (5) est de forme en V d'angle au sommet de 90" environ. 3. Dispositif de manoeuvre de structures porteuses articulées suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits goussets (10) relient ladite traverse (5) à une deuxième traverse (6) située plus près de l'axe d'articulation (8), et constituant alors l'élément d'appui solidaire dudit élément de continuité (2). 4. Dispositif de manoeuvre de structures porteuses articulées suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ladite deuxième traverse (6) est de section en forme en V, de hauteur plus faible que celle de la première traverse (5). 5. Dispositif de manoeuvre de structures porteuses articulées suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le vérin (9) est un vérin télescopique multiextension. 6. Dispositif de manoeuvre de structures porteuses articulées suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'élément de continuité (2) est une tôle métallique, dont la rigidité dans l'axe perpendiculaire auxdites traverses (5, 6) est assurée par des longerons longitudinaux (3), l'ensemble de ces traverses et longerons étant métallique. 7. Application d'un dispositif de manoeuvre de structures porteuses articulées suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit élément de continuité (2) est un plancher d'un plateau basculant d'un véhicule, et la structure support (7) est le châssis de ce véhicule.