Brevet FR2764013A1 — publié le 19981204

ELEMENT DE PROTECTION TRAVAILLANT PAR CISAILLEMENT ET PROCEDE DE VERIFICATION DU FONCTIONNEMENT CORRECT DE CET ELEMENT La présente invention est relative à un élément de protection contre la transmission de forces trop importantes entre deux pièces distinctes reliées entre elles par cet élément et plus particulièrement à un élément de protection travaillant par cisaillement pour lequel on peut vérifier à tout instant son fonctionnement correct. L'invention est aussi relative à un procédé de vérification du fonctionnement correct d'un élément de protection travaillant par cisaillement. Certains appareils sont munis de capteurs dont le fonctionnement est basé sur la détection de la déformation qu'ils subissent sous l'action de contraintes. De tels capteurs sont relativement fragiles et coûteux et leur fixation en position dans des appareils soumis à de fortes accélérations ou décélérations a été protégé en leur associant, entre l'élément de détection et l'élément déformable de mesure, un élément de protection travaillant par cisaillement. Cet élément se casse lorsque les contraintes appliquées à l'élément de détection et transmises à l'élément déformable, dans une direction non appropriée, deviennent trop importantes et risquent d'endommager irrémédiablement l'élément de détection. De tels capteurs peuvent être incorporés à des chariots élévateurs à fourche. Dans ces conditions, ils permettent de peser les charges déplacées pendant leur transport. Pour permettre le pesage, le capteur est fixé sur le châssis mobile du chariot élévateur et l'élément de détection supporte les fourches de ce chariot. Les contraintes verticales appliquées par la charge sur l'élément de détection déforme ce dernier. La déformation engendre la modification d'un paramètre de l'élément de détection que l'on transforme en un signal électrique représentatif de la charge. Dans la plupart des installations les fourches sont maintenues en place, à l'extrémité voisine du moteur par le châssis du chariot élévateur, et à l'autre extrémité, avec laquelle on déplace les charges, par le système de pesage lui-même. Il arrive que pendant le déplacement du chariot, les fourches de ce dernier buttent accidentellement contre des obstacles ce qui provoque des contraintes horizontales importantes entre les fourches et le châssis. Cet accident pourrait provoquer un endommagement irréversible de l'élément déformable du capteur. Pour diminuer le risque on a proposé d'introduire, entre les fourches du chariot élévateur et l'élément de détection, un dispositif de protection travaillant par cisaillement. Lorsque la fourche du chariot élévateur butte accidentellement contre un obstacle, les contraintes horizontales induites entre la fourche et le châssis augmentent brutalement et, sous I'action de ces contraintes, le dispositif de protection se cisaille ce qui a pour effet de supprimer les contraintes horizontales induites entre la fourche et le capteur porté par le châssis. Le cisaillement du dispositif de protection évite l'endommagement du capteur mais l'information fournie par ce dernier et relative aux contraintes verticales n'est plus fiable. Le remplacement du dispositif de protection permet la réutilisation fiable du capteur. On a donc besoin d'un dispositif de protection amélioré travaillant par cisaillement qui puisse fournir une information relative à son intégrité. On a aussi besoin d'un procédé de vérification du fonctionnement correct des éléments de protection travaillant par cisaillement. La présente invention vise donc à fournir un procédé de vérification du fonctionnement correct d'un dispositif de protection reliant deux pièces distinctes et présentant un corps muni d'un plan de cisaillement disposé entre ces deux pièces, ce procédé est caractérisé en ce que : on munit ce corps d'un perçage traversant le plan de cisaillement; on introduit dans ce perçage un organe conducteur de l'électricité présentant: deux extrémités disposées de part et d'autre du plan de cisaillement de l'élément de protection, une section au niveau du perçage pratiquement identique à celle du perçage sur la majeure partie de ce perçage, et un plan de cisaillement pratiquement contenu dans le plan de cisaillement du dispositif de protection de manière à être rompu suivant son plan de cisaillement lorsque le dispositif de protection est rompu suivant son propre plan de cisaillement, on sollicite les deux extrémités de l'élément conducteur de l'électricité pour qu'elles s'éloignent l'une de l'autre de manière à assurer la perte de conductivité de l'électricité lorsque cet élément est rompu, et on vérifie la conduction électrique entre les deux extrémités de l'élément conducteur de l'électricité. La présente invention vise aussi à fournir un dispositif de protection disposé entre deux pièces distinctes afin d'éviter la transmission de contraintes trop importantes entre les deux pièces. Le dispositif de protection comprend non seulement un corps muni d'un plan de cisaillement disposé entre les deux pièces mais aussi : un perçage traversant le plan de cisaillement, un organe conducteur de l'électricité disposé dans le perçage et présentant: deux extrémités disposées de part et d'autre du plan de cisaillement du dispositif de protection, une section au niveau du perçage pratiquement identique à celle du perçage sur la majeure partie de ce dernier. et un plan de cisaillement pratiquement contenu dans le plan de cisaillement du dispositif de protection de manière à être rompu suivant son plan de cisaillement lorsque le dispositif de protection est rompu suivant son plan de cisaillement, un moyen pour solliciter les deux extrémités de l'organe conducteur de l'électricité pour qu'elles s'éloignent l'une de l'autre de manière à assurer la perte de conductivité de l'électricité lorsque cet organe conducteur de l'électricité est rompu, et un moyen pour permettre la vérification de la conduction électrique entre les deux extrémités de l'organe conducteur de l'électricité. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux le corps du dispositif de protection est réalisé en deux parties distinctes reposant l'une sur l'autre au niveau du plan de cisaillement; la résistance au cisaillement étant uniquement celle introduite par l'organe conducteur de l'électricité. La présente description donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés permettra de mieux comprendre les avantages de la présente invention. Pour rendre les dessins plus facilement compréhensibles on a représenté les diverses pièces avec des jeux importants qui ne sont pas à l'échelle. La description mentionnera les principales contraintes à respecter dans la réalisation des divers éléments faisant partie de l'invention de manière à permettre un fonctionnement fiable. Toutefois, à la lecture de la description qui suit, I'homme de l'art pourra aisément comprendre le fonctionnement de l'invention et déterminer les diverses contraintes induites par l'invention. La figure 1 représente schématiquement en coupe une extrémité d'un chariot élévateur muni d'un dispositif suivant l'invention. La figure 2 représente un premier mode de réalisation suivant l'invention, partiellement en coupe. La figure 3 représente un second mode de réalisation d'un dispositif suivant l'invention, partiellement en coupe. La figure 4 représente un mode de réalisation préféré d'un dispositif suivant l'invention, partiellement en coupe. La figure 5 représente un schéma électrique possible pour la vérification de la conduction électrique entre les deux extrémités de l'organe conducteur de l'électricité. Comme on le voit sur la figure 1, I'extrémité d'un chariot élévateur 10 présente d'une part un système de déplacement comprenant des roues 12 servant à son déplacement et une fourche schématisée par la référence 14. La fourche 14 peut prendre une position basse schématisée par le trait interrompu 14a et une position haute 14b dans laquelle elle supporte la charge à déplacer. Lorsqu'on désire peser pratiquement systématiquement les charges déplacées il est avantageux de pourvoir le chariot d'un système de pesage représenté par la référence 16. Le système de pesage est fixé sur le châssis 18 du chariot par tout moyen approprié tel que par exemple des vis 19. Le capteur du système de pesage 16 est relié à la fourche par un élément transmettant les forces appliquées à la fourche au système de pesage. I1 est évident que le système de pesage 16 doit être sensible uniquement aux forces parallèles à la gravité. Comme représenté à la figure 1, les fourches 14 sont immobilisées en translation par des excroissances 21 de la fourche venant emprisonner l'élément de transmission des forces appliquées à la fourche vers le système de pesage 16. Il est aussi évident que si, lors du déplacement du chariot, la fourche de ce dernier butte fortement contre un obstacle, le système de pesage risque fort d'être endommagé. Pour diminuer les risques encourus par le système de pesage l'élément est muni d'un dispositif de protection 20 tel que par exemple un corps travaillant par cisaillement. Dans ces conditions, lorsque la fourche du chariot butte fortement contre un obstacle, les forces horizontales qui risqueraient d'endommager le capteur, cisaillent le corps du dispositif de protection 20, ce qui évite d'appliquer au système de pesage des forces horizontales trop importantes. Avantageusement, le capteur utilisé dans les modes de réalisation suivant l'invention peut être l'un de ceux que l'on trouve dans le commerce, par exemple celui vendu sous la dénomination Arpège(8) type Top par la société Master K à Chassieu, France. Il est évident que d'autres types de système de pesage peuvent être utilisés en coopération avec l'invention. Dans le mode de réalisation préféré le système de pesage est constitué essentiellement d'un capteur travaillant par déformation et dont un paramètre est modifié par cette déformation. En mesurant la déformation induite dans ce capteur par la charge qu'il supporte on peut déterminer le poids de cette charge. On a remarqué que lorsque le dispositif de protection a été cisaillé, la fourche ne repose plus sur le capteur de manière fiable et constante et que les mesures des charges ne sont plus fiables. Pour palier cet inconvénient, il est avantageux de pourvoir le dispositif de pesage d'une indication permettant de connaître l'état du dispositif de protection. Comme indiqué précédemment, on aimerait connaître l'état du dispositif de protection à n'importe quel moment. Pour ce faire on a imaginé un nouveau dispositif de protection travaillant par cisaillement dans lequel on peut interroger l'état de ce dispositif. Suivant l'invention, cette interrogation est basée sur la vérification de la conduction électrique d'un constituant du dispositif de protection travaillant par cisaillement. Comme représenté plus en détail aux figures 2 à 4, le dispositif de protection comprend un corps 22 présentant une tête 24 et un fut 26. La tête 24 coopère avec les excroissances 21 disposées sous les fourches 14 et le fut coopère avec un logement cylindrique 15 du système de pesage 16. Le diamètre extérieur du fut 26 est pratiquement égal au diamètre de celui du logement 15 du système de pesage et le diamètre extérieur de la tête 24 est pratiquement égal à celui du logement délimité par les excroissances 21 disposées sous la fourche. De cette manière on définit dans le corps 22 du dispositif de protection 20 une zone de rupture préférentielle ou plan de cisaillement 28 représenté par le trait mixte. Avantageusement la liaison entre la tête 24 du corps 22 et le fut 26 présente une gorge 25 comme on le voit sur les Figures 2 et 3. Le dispositif de protection 20 comprend un perçage 30 traversant le corps 22 et dans lequel on introduit un organe 32 conducteur de l'électricité de préférence allongé et présentant deux extrémités 34 et 36. L'invention vise à cisailler, en même temps que le corps, L'organe conducteur de l'électricité de manière à interrompre la conductivité de cet organe 32 entre ses extrémités ; de cette manière on pourra interroger à n'importe quel moment l'état du dispositif de protection. Pour ce faire, le diamètre de l'organe conducteur de l'électricité est pratiquement égal au diamètre du perçage. De plus le matériau dans lequel est fait l'organe conducteur doit non seulement conduire l'électricité mais aussi présenter des caractéristiques lui permettant de se rompre. Il est évident pour l'homme du métier que la résistance au cisaillement de l'ensemble formé par le corps et l'organe conducteur de l'électricité doit être choisie en fonction de la protection que l'on veut obtenir vis à vis des contraintes horizontales que l'on veut éliminer. Avantageusement, comme on le voit sur les figures 2 à 4, L'organe conducteur de l'électricité 32 comprend une tête 40 et une tige 42 se terminant par un filetage 44 et le perçage 30 fait dans le corps 22 est complémentaire de la forme de l'organe 32. Ce perçage présente un logement 31 recevant la tête 40 de l'organe 32 et un alésage 29 recevant le fut. De cette manière il est facile de connecter la tête 40 de l'organe à un premier conducteur électrique 46 tel qu'un premier fil électrique muni d'une première cosse électrique 50 et la tige 42 à un second conducteur électrique 48 tel qu'un second fil électrique muni d'une seconde cosse électrique 52. Comme il est bien connu dans la technique les cosses 50 et 52 peuvent être par exemple en cuivre et présenter une ouverture enfilée sur la tige 42. La tête 24 du dispositif de protection 20 présente un passage 54 permettant de faire sortir le fil électrique relié à la tête 40 de l'organe conducteur de l'électricité 32. Lors du montage, on introduit le fil électrique relié à la tête 40 de l'organe 32 dans le passage 54 puis on dispose l'organe 32 dans le perçage 30, ensuite on introduit la cosse reliée à la tige sur le filetage et I'on solidarise le tout au moyen d'un écrou 56. Il est évident que la conduction de l'électricité entre la cosse 50 et la cosse 52 ne doit pouvoir se faire que par l'organe 32. Le corps 22 est donc en matériau non conducteur de l'électricité. Le dispositif de protection comprend aussi un moyen 38 pour solliciter les deux extrémités de l'organe conducteur de l'électricité 32 pour qu'elles s'éloignent l'une de l'autre de manière à assurer la perte de conductivité de l'électricité lorsque cet organe conducteur de l'électricité est rompu. Cette séparation des deux extrémités est nécessaire à la fiabilité du système. Le moyen peut être assuré de diverses manières. Par exemple l'une des cosses, ou les deux, peuvent présenter une courbure dans leur plan de manière à éloigner la tige de l'organe de la tête de cet organe. Avantageusement et comme il est représenté sur les figures 2 à 4 la tige 42 de l'organe 32 conducteur de l'électricité est plus petite que la longueur de l'alésage 29 et la hauteur de la tête de l'organe 32 est inférieure à la profondeur du logement 31. Ces dispositions permettent d'obtenir de manière fiable la séparation des deux extrémités 34 et 36 de l'organe conducteur de l'électricité 32. On pourra aussi utiliser un corps 22 présentant une forme donnée ou un matériau approprié permettant une compression, dans le sens longitudinal de l'organe 32, sous l'action de l'écrou 56. Dans les modes de réalisation représentés aux figures 2 et 3 le corps 22 est fait en une seule partie. Toutefois, dans le mode de réalisation préféré, comme représenté sur la figure 4, le corps est fait en deux parties distinctes appuyant l'une sur l'autre. De cette manière, la résistance au cisaillement introduite par le dispositif de protection est constitué essentiellement de la résistance de l'organe conducteur de l'électricité 32, les frottements entre la tête 24 et le fut 26 pouvant être considérés comme négligeables. Avantageusement, l'organe 32 peut présenter une rainure 41 disposée au niveau du plan de cisaillement 28. Cette disposition permet de diminuer les forces de cisaillement nécessaires à la rupture de l'organe conducteur de l'électricité 32. Il est évident que, pour certaines applications, les fils électriques peuvent être directement soudés sur les extrémités respectives 34 et 36 de l'organe conducteur de l'électricité 32 (comme représenté à la figure 3 pour le conducteur 48). Dans le mode de réalisation représenté à la figure 3, le moyen 38 pour solliciter les deux extrémités de l'organe conducteur de l'électricité 32 pour qu'elles s'éloignent l'une de l'autre est constitué par un ressort de compression hélicoïdal 39. Dans ce mode de réalisation il est nécessaire de prévoir un espace pour le logement du ressort 39. L'organe 32 est donc constitué de deux éléments vissés l'un à l'autre. Le premier élément, conducteur de l'électricité comprend la tête 40 dont le diamètre sera pratiquement égal au diamètre du logement 31 de manière à pouvoir transmettre les efforts horizontaux exercés sur la fourche et le fut 26 prolongé par le filetage 44. Dans ce mode de réalisation, une partie cylindrique 58, électriquement isolante, vissée sur le filetage 44, présente un diamètre extérieur égal au diamètre du perçage 30. Il permet d'immobiliser l'organe conducteur de l'électricité 32 et de le cisailler lorsque les contraintes deviennent trop grandes. La figure 5 représente un schéma de connexion possible des conducteurs électriques 46 et 48 permettant de vérifier l'état de l'organe 32. Le système de pesage étant disposé sur un chariot élévateur comprend au moins deux dispositifs de protection 20, un sur chaque fourche. Le circuit de vérification de l'état de chaque organe 32 conducteur de l'électricité est alimenté par la batterie 66 du chariot élévateur. Comme il est représenté, chaque dispositif de protection est relié en parallèle sur cette batterie 66 permettant ainsi de connaître individuellement l'état de chaque organe 32. Comme on le voit chaque branche de vérification comprend, reliés en série, l'organe 32 dont on veut vérifier l'état de conduction, un fusible 60, un potentiomètre 62 et un voyant lumineux 64. Il est évident que l'on peut prévoir un seul voyant, un seul fusible et un seul potentiomètre reliés en série les uns aux autres. Dans ce mode de fonctionnement les organes 32 de chaque dispositif à tester doivent être eux aussi reliés en série. Il est évident que l'homme de l'art pourra concevoir d'autres types de circuits permettant de n'alimenter les voyants lumineux 64 que lorsque l'organe conducteur 32 sera rompu. Il est aussi possible de prévoir un circuit dans lequel l'affichage du système de pesage sera impossible lorsque l'un des dispositifs 20 de protection aura été cisaillé. La description précédente a été faite en liaison avec un système de pesage disposé sur un chariot élévateur. Toutefois d'autres utilisations possibles peuvent être envisagées et la portée de cette demande n'est limitée que par les revendications. REVENDICATIONS 1 - Procédé de vérification du fonctionnement correct d'un dispositif de protection (20) reliant deux pièces distinctes (14, 18) et présentant un corps muni d'un plan de cisaillement (28) disposé entre ces deux pièces, caractérisé en ce que: a) on munit ce corps d'un perçage (30) traversant le plan de cisaillement; b) on introduit dans ce perçage un organe (32) conducteur de l'électricité présentant: deux extrémités (34, 36) disposées de part et d'autre du plan de cisaillement de l'élément de protection, une section, au niveau du perçage, pratiquement identique à celle du perçage sur la majeure partie de ce perçage, et un plan de cisaillement pratiquement contenu dans le plan de cisaillement du dispositif de protection de manière à être rompu suivant son plan de cisaillement lorsque le dispositif de protection est rompu suivant son plan de cisaillement, c) on sollicite (39) les deux extrémités de l'élément conducteur de l'électricité pour qu'elles s'éloignent l'une de l'autre de manière à assurer la perte de conductivité de l'électricité lorsque cet élément est rompu, et d) on vérifie (60, 66) la conduction électrique entre les deux extrémités de l'élément conducteur de l'électricité. 2 - Dispositif de protection (20) disposé entre deux pièces distinctes afin d'éviter la transmission de contraintes trop importantes entre les deux pièces, le dispositif de protection comprenant un corps (20) muni d'un plan de cisaillement (28) disposé entre les deux pièces, caractérisé en ce qu'il comprend en outre: a) un perçage (30) traversant le plan de cisaillement (28), b) un organe (32) conducteur de l'électricité disposé dans le perçage (30) et présentant: deux extrémités (34, 36) disposées de part et d'autre du plan de cisaillement du dispositif de protection, une section au niveau du perçage pratiquement identique à celle du perçage sur la majeure partie de ce dernier, et un plan de cisaillement pratiquement contenu dans le plan de cisaillement du dispositif de protection de manière à être rompu suivant son plan de cisaillement lorsque le dispositif de protection est rompu suivant son plan de cisaillement, c) un moyen (38) pour solliciter les deux extrémités de l'organe conducteur de l'électricité pour qu'elles s'éloignent l'une de l'autre de manière à assurer la perte de conductivité de l'électricité lorsque cet organe conducteur de l'électricité est rompu, et d) un moyen (60-66) pour permettre la vérification de la conduction électrique entre les deux extrémités de l'organe conducteur de l'électricité. 3 - Dispositif de protection selon la revendication 1, dans lequel le corps est en au moins deux parties distinctes au contact l'une de l'autre au niveau du plan de cisaillement. 4 - Dispositif de protection selon la revendication 1, dans lequel le corps est en une seule partie qui présente un plan de cisaillement.