Brevet FR2736990A1 — publié le 19970124

Support notamment pour panneaux solaires La présente invention a trait à un support notamment pour panneaux solaires. Les panneaux solaires sont fixés sur un support approprié qui est lui-même fixé sur le sol ou sur une construction. L'orientation des panneaux solaires est figée une fois pour toute en fonction de la localisation géographique du support. En d'autres termes, la position des panneaux solaires sur le support est fixe. A des tailles différentes de panneaux solaires sont adaptés des supports de tailles différentes. En outre, les supports connus des panneaux solaires présentent une emprise au sol importante, une résistance au vent et une faible rigidité, ce qui limitent leur installation à des endroits facilement accessibles et protégés. La présente invention vise à fournir un support notamment pour panneaux solaires adaptables à différentes tailles de panneaux solaires au moyen duquel les panneaux solaires peuvent être orientés d'une manière verrouillable par rapport au sol, ce qui permet d'utiliser le même support de panneaux solaires, quelle que soit la saison et quelle que soit la localisation géographique des panneaux solaires. A cette fin, un support notamment pour panneaux solaires selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend une structure porteuse inscrite sensiblement dans un polyèdre convexe et ayant une base supportant les panneaux solaires, un pied, et une articulation entre un sommet de la structure porteuse et une partie supérieure du pied pour tourner par pas angulaire la structure porteuse autour d'un axe de rotation sensiblement perpendiculaire au pied. Selon une réalisation préférée de l'invention, l'articulation est aisément montable et démontable grâce à deux paires de couronnes coaxiales à l'axe de rotation. Chaque paire de couronnes comprend une couronne fixe qui est fixée contre l'une respective de deux faces opposées de la partie supérieure du pied et une couronne mobile qui est liée au sommet de la structure porteuse. Les couronnes fixe et mobile de chaque paire ont des faces dentées en regard s'engrenant l'une dans l'autre. Les faces dentées des couronnes sont des dentures à profil sensiblement trapézoïdal, ou sinusoïdal, ou rond s'étendant circulairement autour de l'axe de rotation. Ce type de profil permet à la fois une rotation des couronnes mobiles devant les couronnes fixes, et un blocage provisoire en rotation à l'inclinaison souhaitée des panneaux solaires. L'axe de rotation comprend une tige solidaire des couronnes mobiles et montée à rotation dans les couronnes fixes et la partie supérieure du pied, afin de préserver la longévité de l'axe de rotation. De préférence, la couronne fixe de l'une des paires de couronnes et la couronne mobile de l'autre paire de couronne ont des dents sur leurs faces dentées alignées dans des plans radiaux respectifs. Après changement de position par rotation de 1800 de la structure porteuse autour du pied, cette caractéristique offre en pratique des positions angulaires de la structure porteuse avec un pas égal à la moitié du pas angulaire de rotation de la structure porteuse autour de l'axe de l'articulation. La base de la structure porteuse peut tourner autour de l'axe de rotation entre une position sensiblement horizontale et une position inclinée d'au moins 700 par rapport à l'horizontale, par pas angulaire compris entre 50 et 100 environ, par exemple de 50 en 50, ou de 100 en 100. Selon une réalisation préférée, la structure porteuse est sensiblement inscrite dans une pyramide et est formée par un tube développé et coudé suivant sensiblement six arêtes de deux faces opposées de la pyramide. Cette structure est ainsi légère mais résistante au vent, tout en étant peu encombrante par rapport au sol grâce à son sommet dirigé vers le bas. De préférence, le sommet de la structure porteuse est formé par deux coudes en U parallèles contre les périphéries internes desquels des demi-pourtours des couronnes mobiles sont respectivement fixées. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de plusieurs réalisations préférées de l'invention en référence aux dessins annexés correspondants dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique en perspective de face sensiblement de dessous d'un support selon l'invention supportant des panneaux solaires - la figure 2 est une vue verticale de côté du support, avec des rails pour supporter les panneaux solaires en position horizontale - la figure 3 est une vue de face verticale du support de la figure 2 - la figure 4 est une vue de dessus du support de la figure 2 - la figure 5 est une vue en coupe axiale de face prise le long de la ligne V-V de la figure 4, mais à plus grande échelle d'une articulation cylindrique en partie supérieure d'un pied du support selon l'invention - la figure 6 est une vue partielle en coupe axiale de dessus de l'articulation cylindrique avec tige filetée d'assemblage prise le long de la ligne VI-VI de la figure 5 - la figure 7 est une vue de dessus partiellement en coupe de l'articulation cylindrique en partie supérieure du pied du support sans tige filetée d'assemblage - la figure 8 est une vue de face de l'articulation cylindrique sans tige filetée d'assemblage et couronne dentée mobile ;; - la figure 9 est une vue de face en coupe axiale prise le long de la ligne IX-IX de la figure 5 de la partie supérieure de la colonne, - la figure 10 est une vue de face dentée d'une couronne de l'articulation montrée à la figure 5 - la figure 11 est une vue en coupe axiale d'une couronne dentée prise le long de la ligne XI-XI de la figure 10 ; et - la figure 12 montre en détail une denture de type trapézoïdal d'une couronne. En référence aux figures 1 à 4, un support pour panneaux solaires conforme à l'invention comprend une structure pivotable 1 porteuse de panneaux solaires 2, un pied fixe en forme de colonne 3, et une articulation cylindrique 4 entre une extrémité supérieure de la colonne 3 et un sommet inférieur de la structure porteuse 1. Les éléments principaux 1, 3 et 4 du support sont par exemple en fer ou en acier inoxydable. La structure porteuse 1 est essentiellement constituée par un tube coudé ayant des extrémités emmanchées l'une dans l'autre et reliées par boulon traversier. Le tube est sensiblement développé suivant les six arêtes de deux faces latérales opposées 10-11-12 et 10-13-14, équilatérales ou bien isocèles, d'une pyramide régulière à base rectangulaire ou carrée. Ainsi la structure porteuse 1 présente deux tronçons parallèles supérieurs de base pyramidale 10 et quatre tronçons identiques de face pyramidale 11 convergeant vers le sommet inférieur de la pyramide. Deux rails parallèles 15 et 16 sont soudés perpendiculairement sur les extrémités des tronçons supérieurs 10. Les panneaux solaires 2 sont fixés de manière connue sur les rails 15 et 16. La structure porteuse 1 est capable de supporter des panneaux solaires de diverses tailles pouvant atteindre 4 m2 environ. La structure porteuse 1 est articulée au-dessus du sol S sur la colonne 3 selon la réalisation illustrée, ou sur une poutre, une potence ou analogue selon d'autres réalisations. A titre d'exemple, pour des rails 15 et 16 de longueur L = 2700 mm et espacés de 690 mm recouvert largement par un ensemble de panneaux solaires 2 comme montré à la figure 1, la base de la structure porteuse pyramidale 1 a un côté 10 de L/3 = 900 mm et une hauteur HP de 800 mm environ. Au sommet dirigé vers le bas de la structure porteuse pyramidale sont prévus deux coudes tubulaires en U parallèles 17 et 18 ayant des branches s'étendant perpendiculairement au plan de la base de pyramide matérialisée par les rails 15 et 16. Ces deux coudes inférieurs en U sont solidaires de la partie mobile de l'articulation cylindrique, comme cela sera vu ci-dessous. Les quatre tronçons tubulaires 11, 12, 13 et 14 de la structure porteuse concentrent au sommet de pyramide 17-18 la résultante de toutes les contraintes dynamiques exercées sur les panneaux solaires 2 et la structure 1. Selon une autre réalisation, la structure porteuse est inscrite sensiblement dans un cône, les tronçons de la base du cône correspondant aux tronçons 10 étant des arcs de cercle, et les tronçons 11 correspondant à des génératrices du cône. La colonne 3 est composée d'un tube vertical à section carrée. A l'extrémité inférieure de la colonne 3 est soudée une semelle plate 30 qui est fixée sensiblement horizontalement sur le sol S au moyen de quatre tirefonds d'ancrage 31. La partie supérieure de la colonne 3 est terminée par une entretoise semi-cylindrique 32, comme montré aux figures 5, 7 et 9. La longueur et le diamètre de l'entretoise sont égaux au côté de la section carrée de la colonne 3. Des bases semicirculaires 321 et 322 de l'entretoise 32 sont respectivement coplanaires à deux côtés opposés 33 et 34 de la colonne 3. Le chant à contour carré axial de l'entretoise semi-cylindrique 32 est soudé au chant supérieur à contour carré de la colonne 3. En référence aux figures 5 à 9, l'articulation cylindrique 4 est composée de deux paires de couronnes cylindriques dentées 41-43 et 42-44 respectivement situées sur les deux côtés opposés 33321 et 34-322 de la partie supérieure de la colonne 3. Chaque paire de couronnes 41-43, 42-44 est composée d'une couronne fixe 41, 42 et d'une couronne mobile 43, 44 qui sont identiques et qui ont des faces dentées 411, 421 et 431, 441 appliquées coaxialement l'une contre l'autre. Des faces non dentées 412 et 422 des couronnes fixes 41 et 42 ont des périphéries qui sont soudées coaxialement aux bases semi-circulaires 321 et 322 de l'entretoise 32 et aux côtés opposés 33 et 34 de la colonne 3, comme montré aux figures 7 et 8. Des demi-pourtours circulaires des couronnes mobiles 43 et 44 sont soudés respectivement aux périphéries internes des coudes en U 17 et 18 du sommet de la structure porteuse pyramidale 1, comme montré aux figures 5 et 9. Chaque face dentée 411, 421, 431, 441 d'une couronne 41, 42, 43, 44 comporte une denture régulièrement répartie axialement en couronne, comme montré aux figures 10 et 11. La denture présente un nombre prédéterminé N de petites dents identiques radiales D. Les creux C entre les dents D sont sensiblement complémentaires des dents. Typiquement, le nombre N de dents ou de creux est égal à 36 et le pas angulaire P entre deux dents ou creux consécutifs est égal à 100. La denture des couronnes présente un profil sensiblement trapézoïdal isocèle selon une réalisation préférée illustrée à la figure 12, ou un profil sensiblement sinusoïdal ou rond selon d'autres réalisations. Ces profils de denture autorisent un glissement progressif des dentures des couronnes mobiles 43 et 44 respectivement sur les dentures des couronnes fixes 41 et 42, tout en permettant l'immobilisation des couronnes mobiles par rapport aux couronnes fixes lorsque les dents D des couronnes mobiles s'encastrent complétement dans les creux C entre les dents des couronnes fixes respectivement, comme montré à la figure 7. A titre d'exemple, pour des couronnes ayant un diamétre extérieur DE de 135 mm et une épaisseur EP de 13,5 mm, les dents D et creux C ont une largeur LA de 20 mm s'étendant entre un cercle de diamétre 120 mm et un cercle de diamétre 80 mm, et une hauteur HD de 3,5 mm. Lors de l'assemblage de la structure porteuse 1 sur la partie supérieure de la colonne 3, les deux coudes en U 17 et 18 avec les couronnes mobiles 43 et 44 sont sensiblement écartés de maniere à ce que les faces dentées 431 et 441 des couronnes mobiles 43 et 44 ripent sur ou passent devant les faces dentées 411 et 421 des couronnes fixes 41 et 42 jusqu'à ce que les dentures des couronnes mobiles s'engrènent dans les dentures des couronnes fixes, respectivement. A ce stade, des trous centraux 413, 423 et 433, 443 des couronnes fixes 41, 42 et mobiles 43, 44 sont sensiblement alignés perpendiculairement à la colonne 3 et en regard de trous 35 et 36 percés dans les deux faces opposées 33-321 et 34-322 de la partie supérieure de la colonne 3, comme montré à la figure 5. Une tige filetée 45 est passée à glissement à travers les trous centraux des quatre couronnes et les trous des faces opposées de la colonne 3, comme montré à la figure 6. Deux ensembles d'écrou, de contre-écrou et de rondelle 451 et 452 sont vissés aux extrémités de la tige filetée 45 saillant des faces non dentées 432 et 442 des couronnes mobiles de manière à maintenir coaxiales les quatre couronnes, tout en maintenant un relatif jeu entre couronne fixe et couronne mobile dans chaque paire. La tige filetée 45 joue ainsi le rôle d'axe pour l'articulation cylindrique 4 et tourne avec les couronnes mobiles 43 et 44 dans les trous centraux 413 et 423 des couronnes fixes et les trous 35 et 36 de la partie supérieure de la colonne. Grâce à la coopération par dentures en couronne, les couronnes mobiles 43 et 44 ne sollicitent pas mécaniquement la tige 45. Les sollicitations mécaniques dues à une rotation de la structure porteuse 1 en son sommet sont en effet reprises par les dentures des couronnes. En pratique, les couronnes mobiles peuvent tourner au moins jusqu'à 700, par pas angulaire P de 100, de manière à positionner les panneaux solaires 2 en fonction du site d'implantation des panneaux entre une position horizontale montrée en trait plein dans la figure 2 et une position inclinée d'au moins 700 par rapport à l'horizontale montrée en trait interrompu court dans la figure 2. Dans ces conditions, la colonne 3 a une hauteur de préférence supérieure à la demi-longueur L/2 des rails, et plus précisément à la demi-longueur de l'ensemble des panneaux solaires 2 supportés. Comme montré à la figure 7, les paires de couronnes 41-43 et 42-43 ne sont pas disposées strictement symétriquement par rapport à l'axe vertical de la colonne 3, en ce qui concerne leurs dentures. Les dents D de la couronne fixe 41 de la première paire de couronnes 41-43 sont alignées dans des premiers plans radiaux respectifs avec les dents D de la couronne mobile 44 de la seconde paire de couronnes 42-44, et de même, les dents D de la couronne fixe 42 de ladite seconde paire de couronnes 42-44 sont alignées dans des seconds plans radiaux respectifs avec des dents de la couronne mobile 43 de ladite première paire de couronnes 41-43. Les premiers plans radiaux sont ainsi décalés du demi-pas angulaire P/2 par rapport aux seconds plans radiaux. Ces dispositions ont pour conséquence d'offrir des premières et secondes positions angulaires de la structure porteuse 1 avec les panneaux solaires 2 décalées de P/2. Par exemple, en choisissant une position de référence des panneaux solaires confondue avec l'horizontale, les premières positions correspondant au montage à la figure 7 où les couronnes mobiles 43 et 44 sont respectivement disposées à gauche et à droite, sont 00, 100, 200, 300, 400, 500, 600 et 700 avec un pas P = 10 . Après un désassemblage de la structure porteuse 1 et de la colonne 3 et une rotation de 1800 de la structure porteuse 1 autour de l'axe vertical de la colonne 1, la couronne mobile 44 maintenant à gauche est en regard de la couronne fixe 41 et la couronne mobile 43 maintenant à droite est en regard de la couronne fixe 42 ;; les dents des couronnes mobiles 44 et 43 sont alors respectivement en face des dents des couronnes 41 et 42. Pour obtenir l'engrenage entre ces couronnes, il faut alors tourner de P/2 = 50 les couronnes mobiles, c'est-à-dire la structure porteuse avec les panneaux solaires, autour de l'axe de la tige 45 de l'articulation cylindrique 4. Les secondes positions angulaires correspondent alors à 50, 150, 250, 350, 450, 550, 650 et 750 avec un pas P = 10 . Ainsi, la réversibilité de l'articulation cylindrique permet d'offrir des premières et secondes positions angulaires de la structure porteuse 1 avec un décalage angulaire de P/2 = 50 par rapport à une position de référence, en utilisant le même support de panneaux solaires. Selon une autre application de l'invention, les rails 15 et 16 sont remplacés par la base ou l'axe de fixation d'une antenne de télécommunications, telle que parabole, de sorte que par rotation de l'antenne avec la structure porteuse 1 autour de la tige filetée 45 de l'articulation cylindrique 4, l'antenne soit pointée en site vers un (ou des) satellite(s) prédéterminé(s). REVENDICATIONS 1 - Support notamment pour panneaux solaires (2), caractérisé en ce qu'il comprend - une structure porteuse (1) inscrite sensiblement dans un polyèdre convexe et ayant une base (10) supportant les panneaux solaires (2), - un pied (3), et t - une articulation (4) entre un sommet (17, 18) de la structure porteuse et une partie supérieure (32) du pied (3) pour tourner par pas angulaire (P) la structure porteuse autour d'un axe de rotation (45) sensiblement perpendiculaire au pied (3). 2 - Support conforme à la revendication 1, dans lequel l'articulation comprend deux paires de couronnes (41-43, 42-44) coaxiales à l'axe de rotation (45), chaque paire de couronnes comprenant une couronne fixe (41, 42) fixée contre l'une respective de deux faces opposées (33-321, 34-322) de la partie supérieure du pied et une couronne mobile (43,44) liée au sommet (17,18) de la structure porteuse, les couronnes fixe et mobile de chaque paire ayant des faces dentées (411-431, 421-441) en regard s'engrenant l'une dans l'autre. 3 - Support conforme à la revendication 2, dans lequel les faces dentées (411, 421, 431, 441) des couronnes sont des dentures (D, C) à profil sensiblement trapézoïdal, ou sinusoïdal, ou rond s'étendant circulairement autour de l'axe de rotation (45). 4 - Support conforme à la revendication 2 ou 3, dans lequel l'axe de rotation comprend une tige (45) solidaire des couronnes mobiles (43, 44) et montée à rotation dans les couronnes fixes (41, 42) et la partie supérieure (32) du pied (3). 5 - Support conforme à l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel la couronne fixe (41,42) de l'une des paires de couronnes et la couronne mobile (44,43) de l'autre paire de couronne ont des dents (D) sur leurs faces dentées alignées dans des plans radiaux respectifs. 6 - Support conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la structure porteuse (1) est sensiblement inscrite dans une pyramide et est formée par un tube développé et coudé suivant sensiblement six arêtes (10 à 14) de deux faces opposées de la pyramide. 7 - Support conforme à l'une quelconque des revendications 2 à 5 et à la revendication 6, dans lequel le sommet de la structure porteuse (1) est formé par deux coudes en U parallèles (17, 18) contre les périphéries internes desquels des demi-pourtours des couronnes mobiles (43, 44) sont respectivement fixées. 8 - Support conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la base (10) de la structure porteuse (1) tourne autour de l'axe de rotation (45) entre une position sensiblement horizontale et une position inclinée d'au moins 700 par rapport à l'horizontale.