Brevet FR2702708A1 — publié le 19940923

GALET ORIENTABLE L'invention concerne un galet orientable, en particulier pour chariot à châssis, comportant une chape orientable dans laquelle est montée, de manière rotative sur un axe de rotation horizontal, une roue porteuse, la chape orientable étant fixée au châssis de manière rotative autour d'un axe de rotation vertical. De tels galets orientables peuvent être utilisés de manière universelle pour tous les types de chariots et tous les cas de chargement, par exemple comme galets pour chariots à provisions ou également, dans le domaine du chargement en hauteur, comme roues d'appui latérales de chariots élévateurs à fourche. De tels galets sont sollicités statiquement et, de plus, dynamiquement. Des sollicitations supplémentaires se produisent, par exemple, en cas de déplacement dans une courbe, de répartition nonsymétrique de la charge et, dans le cas de chariots élévateurs à fourche, par exemple, en cas de bâti de levage sorti. Ces charges agissant de manière non-symétrique sur les galets font que l'axe de rotation du galet, horizontal en soi, est incliné hors de l'horizontale, d'où, du fait de l'absence de parallélisme entre la surface de la roue porteuse et le sol, il se produit un braquage directionnel du galet, de sorte que le galet n'est plus aligné parallèlement au sens de déplacement. En cas d'avance simultanée du chariot, le galet commence à osciller autour de son axe vertical, d'où il résulte que les roulements à billes et les revêtements de roue des galets orientables et des galets porteurs sont sursollicités et s'usent prématurément. L'invention a pour but de réduire le phénomène d'oscillation et de ballottement des galets sollicités de manière nonsymétrique. Pour atteindre ce but, il est prévu, suivant l'invention, de disposer, entre le châssis et la chape orientable, un élément amortisseur des mouvements de rotation s'appuyant sur le châssis et la chape orientable avec une précontrainte définie. L'élément amortisseur agit avantageusement de manière stabilisante sur le galet, étant donné que, tout en conservant la possibilité de rotation du galet autour d'un axe vertical, du fait de l'élément amortisseur, une force de résistance définie peut être opposée aux mouvements d'oscillation rapides du galet. De cette manière, en cas de mouvements d'oscillation du galet, on oppose, dans les deux sens, une résistance qui empêche que le galet, en cas de répartition non-symétrique de la charge, ne prenne immédiatement une orientation propre et ne soit soumis à des oscillations autour de son axe vertical. Ces oscillations sont du moins fortement amorties, de sorte que les temps de service des galets peuvent être considérablement augmentés. L'élément amortisseur peut être disposé comme élément radial et/ou comme élément axial entre le châssis et la chape orientable. En cas d'utilisation de l'élément amortisseur en tant qu'élément radial, de légers défauts d'alignement peuvent également être compensés. En cas d'utilisation de l'élément amortisseur en tant qu'élément axial, la fonction d'amortissement des chocs peut, en outre, être assumée par l'élément amortisseur. Dans un mode de réalisation, il est prévu, pour assurer la rotation du galet autour de son axe vertical, de disposer un tourillon sur la chape orientable. Un tel montage peut absorber des couples de basculement élevés. Dans un autre mode de réalisation, le galet orientable présente, pour sa rotation autour de son axe vertical, une couronne rotative sur la chape orientable. En cas de sollicitations plus faibles, l'élément amortisseur peut être disposé entre le châssis et la chape orientable, à la place des roulements axiaux ou radiaux habituels, et, en outre, assumer la fonction des roulements. En cas de sollicitation supérieure du galet, l'élément amortisseur est prévu en plus d'un roulement axial ou radial. Dans le cas d'un montage à tourillon, l'élément amortisseur peut être disposé comme élément radial entre deux roulements radiaux d'un tourillon. Tandis que les roulements absorbent les forces d'appui et de guidage, l'élément amortisseur exerce, en fonction de la précontrainte prédéterminée, une force de friction sur le tourillon. Alternativement ou aussi additionnellement, l'élément amortiseur peut être disposé, comme élément axial, sur la face frontale libre du tourillon, l'élément amortisseur pouvant, dans ce cas, assumer, en outre, et de manière avantageuse, la fonction d'un amortisseur de choc. Selon un autre développement de l'invention, il est prévu que le roulement axial n'absorbe les forces axiales que lorsque l'élément amortisseur est comprimé axialement d'une distance prédéterminée, la compression prédéterminée de l'élément amortisseur étant comprise entre 35 % et 60 %, de préférence entre 40 % et 50 %. De cette manière, on peut obtenir que la compression maximale de l'élément amortisseur, en cas de sollicitation axiale, soit limitée à une valeur maximale déterminée et, que, jusqu'à une sollicitation prédéterminée, l'élément amortisseur fonctionne seul comme palier, avec la possibilité de compenser les défauts d'alignement. Dans un autre mode de réalisation, il est prévu que la chape orientable se compose de deux parties, un premier élément de chape portant le tourillon et un second élément de chape recevant la roue porteuse, l'élément de chape recevant la roue porteuse étant monté, à pivotement, sur un axe horizontal porté par le premier élément de chape. De cette manière, la roue porteuse peut se déplacer élastiquement, dans une mesure limitée, autour de l'articulation de pivotement par rapport au premier élément de chape. I1 est, en outre, prévu de disposer un amortisseur d'oscillations entre les premier et second éléments de chape orientable. L'amortisseur d'oscillations stabilise le guidage du galet et s'oppose au déplacement dit "en canard" du galet. L'amortisseur d'oscillations se compose de deux éléments piston et cylindre mobiles l'un par rapport à l'autre, qui reçoivent, entre eux, au moins un élément amortisseur radial. L'élément amortisseur radial permet, à toute profondeur de compression élastique, de maintenir l'amortissement constant. Un tel amortisseur d'oscillations contrecarre les mouvements d'oscillation rapides du galet autour de son axe vertical et, de cette manière, stabilise le comportement autodirectionnel du galet. L'amortisseur d'oscillations peut, en outre, contenir un élément ressort de compression. L'élément ressort de compression limite la course de l'amortisseur d'oscillations et constitue une butée d'extrémité élastique. L'élément de ressort de compression est réalisé, de préférence, en un élastomère polyuréthane (dit ci-après "PUR") homogène en forme de cylindre creux. I1 est, de préférence, prévu que les éléments amortisseurs sont réalisés, dans tous les modes de réalisation précités, en un élastomère mousse "PUR" ayant un poids spécifique compris entre 300 kg/m3 et 800 kg/m3, -de préférence entre 350 kg/m3 et 650 kg/m3. Un tel matériau présente une haute déformabilité et convient de manière excellente pour résoudre les problèmes techniques d'oscillation. Cela résulte d'un amortissement relativement faible en liaison avec une possibilité de sollicitation dynamique élevée. Des déformations jusqu'à 80 % sont possibles sans provoquer de dégâts. La contrainte de compression et la déformation sont à peu près proportionnelles, selon la densité apparente, jusqu'à une déformation de 35 à 40 So, de sorte que la contrainte prédéterminée peut être maintenue avec une grande précision.Le matériau convient comme élément amortisseur, également en raison du fait que le comportement de déformation sous compression, jusqu a une déformation d'environ 50 %, est pratiquement identique dans une plage de températures d'environ +20"C à +80 C. Par ailleurs, les propriétés du matériau ne changent que progressivement, même en cas de sollicitation dynamique de longue durée. Un autre avantage essentiel du matériau consiste en ce que la déformation permanente en fonction de la fréquence de déformation reste négligeable. Ci-après, des modes de réalisation de l'invention sont expliqués plus en détail en se référant aux dessins, dans lesquels la figure 1 illustre un galet avec tourillon la figure 2 illustre un montage à tourillon avec éléments amortisseurs la figure 3 illustre un montage à tourillon sans palier radial ou axial; la figure 4 illustre un montage à couronne rotative et élément amortisseur, ce dernier étant réalisé sous forme d'un élément axial; la figure 5 illustre un montage à tourillon avec éléments amortisseurs réalisés en un élastomère homogène; la figure 6 illustre un mode de réalisation d'un galet avec amortisseur d'oscillations ; et la figure 7 illustre une vue en coupe d'un amortisseur d'oscillations selon la figure 6. La figure 1 illustre une vue latérale partiellement en coupe d'un galet 1 avec une chape orientable 8 présentant un tourillon 20 et une roue porteuse 4 montée, de manière rotative, sur un axe horizontal dans la chape 8. Le galet 1 est monté, de manière rotative, autour d'un axe de rotation vertical 6, dans le châssis 2 d'un chariot. L'axe horizontal de la roue porteuse 4 ne croise pas l'axe de rotation vertical 6. De ce fait, la roue porteuse 4 est montée dans la chape orientable 8 de manière décalée par rapport à l'axe de rotation 6. La figure 2 illustre un palier à tourillon 14 dans le châssis 2, avec deux roulements radiaux 18 qui sont disposés, à distance l'un de l'autre, concentriquement par rapport à l'axe de rotation vertical 6, entre le châssis 2 et le tourillon 20. Entre les roulements radiaux 18 est disposé un élément amortisseur 10 consistant en une bague cellulaire 22 en élastomère mousse "PUR" qui s'appuie, avec une précontrainte correspondant à une pression définie, tant sur le châssis que sur le tourillon 20 et génère une force de friction agissant à l'encontre d'un mouvement de rotation. La précontrainte radialement vers l'intérieur ou radialement vers l'extérieur est produite par un surdimensionnement ou sous-dimensionnement prédéterminé de la bague cellulaire 22. Sur la face frontale du tourillon 20 peut être disposé, entre le tourillon 20 et le châssis 2, un autre élément amortisseur il à action axiale qui génère également une force opposée à la rotation et qui peut, en outre, être utilisé comme élément d'amortissement de chocs. Il est clair que, dans le mode de réalisation de la figure 2, il peut être prévu soit uniquement des éléments amortisseurs 10 à action radiale (éventuellement plusieurs), soit uniquement des éléments amortisseurs 11 à action axiale, soit des éléments amortisseurs 10, 11 à action tant axiale que radiale. La figure 3 illustre un autre mode de réalisation d'un palier à tourillon 14 dans lequel il n'est prévu ni palier radial ni palier axial et dans lequel la fonction de palier est remplie exclusivement par les éléments amortisseurs 10 et/ou 11. La bague cellulaire 22 utilisée comme élément amortisseur 10 dans le mode de réalisation de Ia figure 3 s'étend sensiblement sur toute la longueur du tourillon 20. Dans le mode de réalisation de la figure 3, on utilise, de préférence, des éléments amortisseurs à masse volumique élevée, notamment de préférence de I'ordre de 500 kg/m3 à 650 kg/m3. Un avantage particulier de ce montage à tourillon exempt de roulements réside dans la possibilité de compenser les défauts d'alignement, même en cas de sollicitation non-symétrique des galets. La figure 4 illustre un mode de réalisation d'un montage de galets avec une couronne rotative 12 comportant deux roulements axiaux 16. La couronne rotative 12 se compose de trois éléments de roulement 24, 26, 28 sensiblement en forme de disque qui forment entre eux chaque fois un roulement axial 16 et peuvent être assemblés l'un à l'autre par boulonnage grâce à une vis 30 soudée à 1' élément de roulement constituant le disque supérieur et à un écrou 32. Dans le mode de réalisation de la figure 4 est prévu, entre les éléments de roulement constituant le disque supérieur et le disque central, un élément amortisseur en forme de bague cellulaire 22. La bague cellulaire 22 a un diamètre supérieur à celui du roulement axial 16.Un autre élément amortisseur 10 agissant dans le sens axial et éventuellement aussi dans le sens radial peut également être disposé sur la face radiale intérieure du palier axial. Par ailleurs, le roulement axial inférieur 16 peut également être pourvu d'éléments amortisseurs 10 appropriés. Les éléments amortisseurs 10 présentent l'avantage supplémentaire de décharger les roulements 16, 18. Le palier axial 16 n'absorbe les forces axiales que lors d'une compression prédéterminée de l'élément amortisseur 10 comprise entre 35 % et 60 %, de préférence entre 40 % et 50 Sc. Dans ce mode de réalisation aussi, il est possible de renoncer aux roulements axiaux 16 et de prévoir, à leur place, des éléments amortisseurs. La couronne rotative 12 peut être remplie de graisse à l'aide d'un embout de graissage 34. A l'aide de l'écrou 32, qui coopère avec la vis 30, on peut régler différemment Ia précontrainte de l'élément amortisseur 10. La figure 5 illustre un autre mode de réalisation d'un palier à tourillon 14 dans lequel les éléments amortisseurs 10, 1 1 sont réalisés en "Aclathan 2700". Les éléments amortisseurs 10 peuvent ici présenter, sur les faces de friction avec le tourillon 20 ou avec le châssis 2, des profilages extérieurs 36 et/ou des profilages intérieurs 38 qui augmentent l'élasticité de la bague d'élastomère 40 dans sa zone de bordure et permettent, de ce fait, de compenser les défauts d' alignement. La figure 6 illustre un autre mode de réalisation d'un galet 1 avec une chape orientable en deux pièces. Un élément de chape 8a est monté dans le châssis 2 par l'intermédiaire d'un tourillon 20, conformément aux modes de réalisation précités. Dans le second élément de chape 8b est montée la roue porteuse 4, les deux éléments de chape 8a, 8b étant reliés l'un à l'autre par l'intermédiaire d'une articulation de pivotement 9, de manière que l'élément de chape 8b puisse osciller vers le haut et vers le bas par rapport à l'élément de chape 8a. Le plan vertical passant par l'axe de la roue porteuse 4 peut ainsi être décalé par rapport à l'axe de pivotement vertical du tourillon 20. Les deux éléments de chape 8a, 8b sont, en outre, reliés l'un à l'autre par l'intermédiaire d'un amortisseur d'oscillations 7 dont l'extrémité supérieure 21 est reliée de manière articulée à la partie supérieure de l'élément de chape 8a, tandis que son extrémité inférieure 23 est reliée de manière articulée à la partie inférieure de l'élément de chape 8b. L'articulation peut être réalisée, par exemple, à l'aide d'une douille élastique. L'amortisseur d'oscillations 7 se compose essentiellement d'un élément de piston 15 relié à l'extrémité supérieure 21 et d'un élément de cylindre 17 relié à l'extrémité inférieure 23, les deux étant emboîtés l'un dans l'autre de manière téléscopique. Entre l'élément de piston 15 et l'élément de cylindre 17 est prévu un jeu de 0,5 à 1 mm. L'élément de piston 15 présente, sur un pourtour extérieur, deux rainures annulaires 25 dans chacune desquelles est disposé un élément amortisseur 13 formé par une bague cellulaire 22. Les éléments amortisseurs 13 appuient avec une précontrainte prédéfinie sur la paroi intérieure de l'élément de cylindre 17 et évitent, de ce fait, des valeurs d'accélération trop élevées dans les deux sens de déplacement des éléments de piston et de cylindre 15, 17. De plus, coaxialement aux éléments de piston et de cylindre 15, 17, peut être disposé, dans une cavité cylindrique de l'élément de piston 15, un élément ressort de compression 19 en forme de cylindre creux, qui limite l'écrasement de l'amortisseur d'oscillations 7 et sert de butée d'extrémité élastique pour la course 27. L'élément ressort 19 est disposé non-fixé entre l'élément de piston 15 et l'élément de cylindre 17, mais s' appuie en cas de compression, par suite d'une déformation se produisant en forme de tonneau, sur la paroi intérieure de l'élément de piston 15. A l'état non-sollicité de l'amortisseur d'oscillations 7, les extrémités de l'élément ressort de compression cylindrique creux s'appuient sur les fonds 29, 31 des éléments de piston et de cylindre 15, 17, l'élément ressort de compression 19 pouvant être comprimé de la longueur de la course 27. L'amortisseur d'oscillations 7 contribue à réduire le phénomène d'oscillation et de ballottement en cas de galets sollicités de manière non-symétrique en conférant au galet un guidage plus stable, d'où il résulte que le comportement dit "en canard" est évité. L'élément ressort de compression 19 disposé dans l'amortisseur d'oscillations 7 est réalisé, de préférence, en un élastomère "PUR" homogène, par exemple l"'Aclathan 2700". L'amortisseur d'oscillations 7 est, de préférence, disposé obliquement entre les premier et second éléments de chape orientable 8a, 8b, dans un plan qui est orthogonal à l'axe de la roue porteuse 4 et passe par l'axe de rotation 6. L'angle par rapport à l'axe de rotation vertical 6 est d'environ 20 . Comme matériau pour les éléments amortisseurs 10, il, 13, un polyuréthane moussé à l'eau, l"'Aclacell", s'est avéré le plus approprié. Il possède d'excellentes propriétés dynamiques et permet de fortes déformations à faible dilatation transversale et faible déformation permanente. L' "Aclacell" peut être fabriqué avec une masse volumique relativement élevée de 300 kg/m3 à 800 kg/m3. La résistance à la rupture est, selon la densité apparente, de 4 à environ 12 MPa. Pour les éléments amortisseurs 10 hautement sollicités, on peut également utiliser, comme matériau, des élastomères homogènes à haute résistance, tels que, par exemple, l"'Aclathan 2700". REVENDICATIONS 1 - Galet orientable, en particulier pour chariot à châssis (2), comportant une chape orientable (8, 8a, 8b) dans laquelle est montée, sur un axe de rotation horizontal, une roue porteuse (4), la chape orientable étant fixée au châssis (2) de manière rotative autour d'un axe de rotation vertical, caractérisé par le fait qu'entre le châssis (2) et la chape orientable (8) est disposé un élément amortisseur (10, 11) pour le mouvement de rotation autour de l'axe de rotation vertical, élément qui s'appuie, avec une précontrainte définie, contre le châssis (2) et la chape orientable (8). 2 - Galet selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément amortisseur (10, 11) est disposé comme élément axial entre le châssis (2) et la chape orientable (8). 3 - Galet selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'élément amortisseur (10, 11) est disposé comme élément radial entre le châssis (2) et la chape orientable (8). 4 - Galet selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'élément amortisseur (10, 11) est disposé entre le châssis (2) et la chape orientable (8) à la place des paliers axiaux ou radiaux (16, 18) habituels. 5 - Galet selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'élément amortisseur (10, 11) est prévu en plus d'un palier axial ou radial. 6 - Galet selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que, pour la rotation autour de l'axe vertical (6), une couronne rotative (12) est disposée sur la chape orientable (8). 7 - Galet selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que, pour la rotation autour de l'axe vertical (6), un palier à tourillon (14) est disposé sur la chape orientable (8). 8 - Galet selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'élément amortisseur (10) est disposé comme élément radial entre deux paliers radiaux (18) d'un tourillon (20). 9 - Galet selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que l'élément amortisseur (11) est disposé comme élément axial sur la face frontale libre du tourillon (20). 10 - Galet selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisé par le fait que le palier axial (16) n'absorbe les forces axiales que lorsque l'élément amortisseur (10, 11) est comprimé axialement d'une distance prédéterminée. 1 1 - Galet selon la revendication 10, caractérisé par le fait que le palier axial (16) n'absorbe les forces axiales que lors d'une compression prédéterminée de l'élément amortisseur (10, 11) comprise entre 35 % et 60 %, de préférence entre 40 % et 50 %. 12 - Galet selon I'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que la précontrainte de l'élément amortisseur (10, 11) est réglable en cas de montage à paliers axiaux. 13 - Galet selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que l'élément amortisseur (10, 11) présente, sur les faces de friction avec le châssis (2) ou avec la chape orientable (8), un profilage (36, 38) augmentant l'élasticité. 14 - Galet selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait que la chape orientable (8) se compose d'un premier élément de chape (8a) monté sur le châssis (2) de manière rotative autour de l'axe de rotation vertical et d'un second élément de chape (8b), recevant la roue porteuse (4), monté sur le premier élément de chape (8a) à pivotement autour d'un axe horizontal. 15 - Galet selon la revendication 14, caractérisé par le fait que les premier et second éléments de chape (8a, 8b) sont, en outre, reliés l'un à l'autre par l'intermédiaire d'un amortisseur d'oscillations (7). 16 - Galet selon la revendication 15, caractérisé par le fait que l'amortisseur d'oscillations (7) se compose d'un élément de piston et d'un élément de cylindre (15, 17) déplaçables de manière téléscopique l'un par rapport à l'autre et recevant entre eux au moins un élément amortisseur radial (13). 17 - Galet selon l'une des revendications 15 ou 16, caractérisé par le fait que l'amortisseur d'oscillations (7) contient un élément ressort de compression (19). 18 - Galet selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé par le fait que l'élément amortisseur (10, 11, 13) est réalisé en un élastomère mousse "PUR" ayant une densité apparente comprise entre 300 kg/m3 et 800 kg/m3, de préférence entre 350 kg/m3 et 650 kg/m3. 19 - Galet selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé par le fait que l'élément amortisseur (10, 11, 13) est réalisé en un élastomère homogène à haute résistance.