Brevet FR2873671A1 — publié le 20060203

La présente invention porte sur un anneau pour le levage de charge ayant une double articulation. Plus précisément, on entend par double articulation le fait que l'élément d'accrochage, sur lequel on vient monter un câble, une chaîne ou tout autre élément de liaison par l'intermédiaire d'un élément de couplage (manille, sangle, crochet, anneau), peut, une fois que l'anneau est monté sur la charge, basculer autour d'un premier axe et également tourner sur 360 autour d'un deuxième axe qui est généralement perpendiculaire au premier axe. On comprend les avantages tirés d'un tel anneau qui peut être placé selon n'importe quelle direction par rapport à la charge à lever, et ceci indépendamment de la direction de traction engendrée par l'appareil de levage. On connaît déjà de nombreux anneaux de levage du type à double articulation. Cependant, certains d'entre eux sont formés d'un nombre important de pièces et/ou présentent des parties de forme complexe, volumineuses et difficiles à obtenir soit directement par forgeage soit par un usinage simple. Cette situation entraîne des coûts de fabrication importants, surtout dans le respect de cotes de fabrication à faibles tolérances. Par exemple, le document GB 2 272 956 propose un anneau de levage à double articulation formé d'un élément d'accrochage comportant deux branches reliées entre elles, une tige de fixation, une rondelle d'appui et de répartition des charges, un manchon extérieur, une douille intérieure et un anneau élastique. En particulier, l'élément d'accrochage de ce document présente des portions d'extrémité élargies en partie terminale, et ceci pour faciliter la retenue des portions d'extrémité dans les logements diamétralement opposées délimités entre la douille et le manchon. En effet, les logements précités ayant une forme complémentaire à cette partie terminale élargie, les deux branches de l'élément d'accrochage n'ont ainsi pas tendance à s'écarter l'une de l'autre sous l'effet des efforts de traction engendrés pendant le levage de la charge. Cependant, pour assurer une retenue suffisante des portions d'extrémité élargies des deux branches de l'anneau, les zones de la douille 2873671 2 et du manchon susceptibles d'être sollicitées en direction radiale sont dimensionnées en conséquence et présentent une surépaisseur de matière importante, ce qui alourdit l'anneau de levage. La présente invention à pour objectif de proposer un anneau de 5 levage à double articulation qui surmonte les inconvénients précités de l'art antérieur. A cet effet, la présente invention porte sur un anneau à double articulation pour le levage de charge, comprenant: - un élément d'accrochage destiné à coopérer avec un élément de couplage, comportant deux branches chacune munie d'une portion d'extrémité libre, les deux portions d'extrémité libre étant situées dans le prolongement l'une de l'autre pour former l'axe de basculement de l'élément d'accrochage, - une tige de fixation comportant une tête et une portion filetée, - un manchon muni d'un alésage axial permettant d'entourer la tige de fixation en restant libre en rotation, d'un épaulement rentrant au niveau de l'extrémité destinée à venir, après montage, en direction opposée à la tête de la tige de fixation, cet épaulement définissant une projection axiale annulaire, et de deux ouvertures diamétralement opposées destinées au logement des portions d'extrémité libre de l'élément d'accrochage, une douille apte à venir se loger dans l'alésage dudit manchon, présentant un alésage axial permettant à la douille d'entourer la tige de fixation en restant libre en rotation, équipée d'une collerette radiale au niveau de l'extrémité destinée à venir, après montage, en direction opposée à la tête de la tige de fixation, ladite collerette étant prolongée par un rebord annulaire axial délimitant une gorge annulaire destinée à coopérer par complémentarité de forme avec ladite projection du manchon, la collerette présentant un évidement annulaire adjacent à l'alésage de la douille, et - un anneau élastique destiné à venir se placer autour de la tige de fixation et à être logé dans ledit évidement, caractérisé en ce que ledit élément d'accrochage comporte entre ses deux branches, à l'écart des extrémités desdites branches, une 35 barre transversale formant entretoise. Ainsi, selon l'invention, la présence de la barre transversale formant entretoise entre les deux branches de l'élément d'accrochage, permet à elle seule de rigidifier suffisamment l'élément d'accrochage pour qu'il ne se déforme pas sous l'effet des forces de traction. Cette entretoise étant aisée à obtenir par forgeage, elle remplace donc avantageusement l'élargissement de la partie terminale des portions d'extrémité de l'élément d'accrochage telles qu'elles sont prévues dans les anneaux du type de celui décrit par le document GB 2 272 956. En outre, la présence de cette entretoise dispense de recourir à un renforcement mécanique des zones entourant les logements formés entre le manchon et la douille pour recevoir les portions d'extrémité. Egalement, selon l'invention, de préférence, la tête de la tige de fixation comporte une portion élargie radialement en forme de collerette située dans la zone de la tête la plus proche de la portion filetée:on comprend que la collerette formée au niveau de la tête de la tige de fixation remplace la rondelle d'appui et de répartition des charges décrite par le document GB 2 272 956. Cette disposition préférentielle réduit le nombre de pièce sans compliquer le procédé de fabrication puisque toute la tête peut être formée lors d'une première étape de forgeage, seule la surface de la collerette tournée vers la portion filetée devant être mise en forme par usinage pour obtenir une surface d'appui plane. On prévoit d'autres dispositions préférentielles susceptibles d'être mises en oeuvre de manière avantageuse: - ladite entretoise présente une longueur inférieure à la largeur de l'élément d'accrochage dans sa partie comportant lesdites portions d'extrémité libre, ce qui rend l'élément d'accrochage plus compact. - la tige de fixation présente entre la tête et la portion filetée une portion lisse, ladite portion lisse s'étendant sur une longueur inférieure à la longueur axiale de la douille; cette portion lisse évitant de réaliser le filetage sur toute la longueur en conservant une résistance mécanique importante. - un épaulement rentrant est formé à l'extrémité de la portion lisse adjacente à la portion filetée, ce qui délimite une gorge annulaire dans 35 laquelle ledit anneau élastique est logé, de façon à retenir la douille entre 2873671 4 la collerette de la tête et l'anneau élastique pratiquement sans jeu axial, sans gêner l'appui entre la douille et la charge à lever. - le diamètre de ladite collerette est au moins sensiblement égal au diamètre dudit manchon, ce qui permet d'avoir une surface d'appui maximale pour une meilleure répartition des forces. - l'écart entre les deux branches de l'élément d'accrochage est, à proximité de la partie comportant lesdites portions d'extrémité libre, au plus égal à 105% du diamètre du manchon de façon à former un montage très compact. - la tête de la tige de fixation présente à son extrémité libre une forme à plusieurs pans extérieurs, en particulier une forme hexagonale. - les deux branches de l'élément d'accrochage et ladite barre transversale formant entretoise délimitent une portion de boucle fermée destinée à coopérer avec ledit élément de couplage. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue générale en perspective éclatée de l'anneau de levage selon la présente invention, la figure 2 est une vue à l'état monté de l'anneau de levage partiellement en coupe, - la figure 3 est une vue en perspective partiellement en coupe d'un élément de l'anneau de levage, et - la figure 4 est une vue en perspective partiellement en coupe d'un autre élément de l'anneau de levage. Comme il ressort de la figure 1, l'anneau de levage 100 destiné à venir être relié par vissage sur une charge à lever (non représentée) comporte cinq éléments: - un anneau, formant un élément d'accrochage 110, symétrique par rapport au plan (X, Z), équipé de deux branches 112 reliées entre elles à leur première extrémité dans la zone d'accrochage privilégiée 112a, d'une entretoise 114 reliant les deux branches 112 en leur milieu et de deux portions d'extrémité libre 116 (en forme de tronçon de cylindre de section circulaire) prolongeant chacune la deuxième extrémité de l'une des deux branches 112 et situées dans le prolongement l'une de l'autre en définissant l'axe de basculement Y de cet élément d'accrochage 110; 2873671 5 - une tige de fixation 120 formée d'une seule pièce, composée d'une portion d'extrémité filetée 126 prolongeant une portion lisse 124, elle- même terminée par la tête 122 de la tige, composée d'une extrémité libre 122a ayant la forme d'un écrou à six pans extérieurs et d'une portion élargie ou collerette 122b, de façon à définir une tête élargie; - un manchon 130 muni d'un alésage axial 132 destiné à entourer la portion lisse 124 de la tige de fixation 120, ce manchon 130 étant destiné à recevoir les portions d'extrémité libre 116 de l'élément d'accrochage 110 grâce à deux ouvertures 134 radiales diamétralement opposées, l'extrémité du manchon 130 en direction de laquelle les ouvertures 134 sont ouvertes étant munie d'une projection annulaire 136 radialement interne délimitée par un épaulement 138 annulaire extérieur rentrant; - une douille 140 munie d'un alésage axial 142 et formée d'un cylindre droit de section circulaire 144 destiné à venir se placer autour de la partie lisse 124 de la tige de fixation 120 et à l'intérieur de l'alésage 132 du manchon 130, l'extrémité de la douille 140 destinée à être située en direction opposée par rapport à la tête 122 de la tige de fixation 120 étant munie d'un prolongement annulaire dirigé radialement vers l'extérieur formant une collerette radiale 146 dont l'extrémité est recourbée du côté de l'autre extrémité de la douille 140 afin de former un rebord annulaire axial 148 délimitant, avec la paroi extérieure du cylindre 144, une gorge annulaire 147 destinée à recevoir la projection annulaire 136 du manchon 138, un évidement annulaire 149 (voir figure 4) étant disposé autour de l'alésage 142 central sur la face d'extrémité de la douille 140 délimitée par la collerette 146; et - un anneau élastique 150 ou circlips destiné à bloquer l'assemblage de ces différents éléments en venant se loger dans l'évidement 149 de la douille 140, au niveau d'un épaulement 125 de la tige de fixation 120, situé entre la portion lisse 124 et la portion filetée 126. Afin d'obtenir un anneau de levage 100 entièrement monté comme il est illustré sur la figure 2, on réalise les étapes suivantes: - insertion des portions d'extrémité 116 de l'élément d'accrochage 110 respectivement dans les deux ouvertures 134 du manchon; 2873671 6 - insertion de la portion lisse de la tige de fixation 120 dans l'alésage 132 du manchon 130 depuis la face d'extrémité plane 131 du manchon 130 (laquelle ne reçoit pas les parties débouchantes des ouvertures 134) ; - alignement de l'axe longitudinal de la tige de fixation 120 avec le plan général (Y, Z) de l'élément d'accrochage 110; - montage de la douille 140 en insérant le cylindre 144 dans l'alésage axial 132 du manchon tout en entourant la portion lisse 124 de la tige de fixation 120, la projection annulaire 136 venant se loger dans la gorge annulaire 147 de la douille 140, tandis que la face d'extrémité 141 du cylindre 144 de la douille 140 vient se placer dans le même plan que la face d'extrémité plane 131 du manchon 130, ces deux faces 131 et 141 étant susceptibles de venir en appui contre la face d'appui 122c de la collerette 122b de la tige de fixation 120, les portions d'extrémité 116 de l'élément d'accrochage 110 étant prisonnières des ouvertures 134 du manchon 130 qui ont été refermées par la collerette 146 de la douille 140; - l'ensemble est ensuite enfin retenu en position de montage visible sur la figure 2 après le montage de l'anneau élastique 150 autour de la tige de fixation 120 dans l'évidement 149, en appui contre le fond de l'évidement 149 de la collerette 146 de la douille 140. Le démontage de l'anneau de levage 100 s'effectue très aisément par réalisation, dans le sens inverse, des opérations mentionnées précédemment. Après montage de l'anneau de levage 100, celui-ci peut donc être utilisé en le fixant par vissage de la portion filetée 126 au niveau de la charge à lever jusqu'à ce que la face d'extrémité 143 de la collerette radiale 146 de la douille 140 vienne se bloquer en appui contre la face en regard de la charge à lever (situation non représentée). Dans cette position, on comprend que, d'une part, la projection annulaire 136 est logée dans la gorge annulaire 147, le rebord annulaire 148 vient en appui (face d'extrémité 148a) contre l'épaulement rentrant 138 et, d'autre part, la face d'appui 122c de la tête 122 de la tige de fixation 120 est en appui contre les faces d'extrémité 131 et 141: on obtient donc ainsi un ensemble mécaniquement très compact qui permet de réaliser une répartition des efforts de levage sur des surfaces relativement importantes, tout en laissant possible les mouvements de 2873671 7 l'élément d'accrochage 110 (rotation autour de l'axe Z et de basculement de +90 ou de -90 (voir figure 1) autour de l'axe Y par rapport à la position 0 représentée sur les figures 1 et 2 et dans laquelle le plan de l'élément d'accrochage 110 est parallèle au plan (Y, Z)). En particulier, à cet effet, il existe un appui serré entre la face d'appui 122c et la face d'extrémité 141 du cylindre 144 de la douille 140 de façon à solidariser entre elles la douille 140, la tige de fixation 120 et la charge à lever. De plus, que ce soit le contact entre la face d'appui 122c de la tête 122 de la tige de fixation 120 et la face d'extrémité 131 du manchon 130, ou le contact entre la face d'extrémité 148a du rebord annulaire et l'épaulement rentrant 138, il est constitué d'un appui non serré autorisant la rotation du manchon 130, et donc de l'élément d'accrochage 100, autour de la tige de fixation 120. Il faut noter que la face d'extrémité 137 de la projection annulaire 136 est logée dans la gorge annulaire 147 de préférence sans contact entre la face d'extrémité 137 de la projection annulaire 136 et le fond de la gorge annulaire 147. On doit préciser quelques particularités visibles sur les figures et qui sont énoncées ci-après. On prévoit que les deux branches 112 de l'élément d'accrochage 110 sont écartées l'une de l'autre selon une largeur plus importante dans leur tronçon prolongé par les portions d'extrémité 116 que dans leur portion située entre la zone d'accrochage 112a et l'entretoise 114. On comprend ainsi que l'entretoise 114 réalise la jonction entre les deux branches 112 au niveau d'une zone des branches 112 située entre les deux tronçons précités de sorte que la longueur de l'entretoise 114 est inférieure à la largeur de l'élément d'accrochage 110 dans sa partie comportant les portions d'extrémité 116. Cette disposition a pour but d'une part de réaliser un élément d'accrochage compact 110 et de diminuer ainsi la taille de l'ouverture 118 de la boucle ainsi délimitée par les branches 112 et l'entretoise 114. Bien entendu, c'est au niveau de cette ouverture 118 qu'est ensuite monté un élément de couplage (par exemple de type manille, sangle, crochet, anneau), relié à un câble ou à tout autre élément de grande longueur relié à l'appareil de levage. 2873671 8 Il faut noter que cette ouverture 118 présente sur les figures un contour en forme d'arc de cercle dans la zone où se relient entre elles la première extrémité de chaque branche 112 de l'élément d'accrochage 110 pour former la zone d'accrochage privilégiée 112a: d'autres formes sont possibles pour cette ouverture 118. De plus, la présente invention couvre aussi un anneau à double articulation 100 avec un élément d'accrochage 110 dont l'ouverture n'est pas une portion de boucle fermée 118, comme il est représenté sur les figures, mais délimite une portion de boucle ouverte adaptée au montage de la boucle fermée formant l'extrémité d'une chaîne (à l'aide d'un axe). Ainsi, une telle portion de boucle ouverte, formée par les deux branches 112 alors non reliées directement entre elles au niveau de leur première extrémité, combinée à un axe passant dans des trous percés à la première extrémité des deux branches, forme une manille. La portion 124 de la tige de fixation 120 est de préférence lisse pour conserver une zone mécaniquement résistante et s'affranchir de l'opération d'usinage aboutissant au filetage tout le long de la tige de fixation 120, ce qui n'exclut pas de la remplacer par une portion filetée d'un diamètre systématiquement inférieur au diamètre de l'alésage 142 de la douille 140. Cette portion lisse 124 s'étend depuis la face d'appui 122c de la collerette 122b de la tête 122 sur une longueur légèrement inférieure à la longueur axiale de la douille 140: ainsi, l'anneau élastique 150 peut venir se loger dans l'évidement annulaire 149 de la douille 140 en retenant contre tout déplacement axial, dans un sens ou dans un autre, la tige de fixation 120. Ceci est possible puisque l'anneau élastique 150 est retenu entre l'épaulement rentrant 125, formé à l'extrémité de la portion lisse 124, et le premier pas de vis de la portion filetée 126. On peut considérer que l'épaulement rentrant 125 définit, avec la première partie du filetage de la portion filetée 126, une gorge annulaire 125a apte à loger l'anneau élastique 150 de façon à réaliser un ensemble monté pratiquement sans jeu axial. Egalement, la longueur (selon l'axe de révolution de la douille 140) du rebord annulaire 148 est prévue pour refermer les ouvertures 134 du manchon 130 de façon à laisser un passage ayant une dimension axiale au moins égale et, de préférence supérieure, à la dimension (le diamètre) des portions d'extrémité 116 de l'élément d'accrochage 110. 2873671 9 Grâce à cette disposition, on assure en effet que les portions d'extrémité 116 peuvent basculer autour de l'axe Y dans les passages ainsi formés sans frottement. Pour former une face d'appui 122c coopérant au maximum avec les faces d'extrémité 131 et 141, respectivement du manchon 130 et de la douille 140, la collerette 122b ou portion élargie de la tête 122 présente un diamètre qui est au moins sensiblement égal au diamètre du manchon 130. Pour réaliser la fixation par vissage de la tige de fixation 120 sur la charge à lever, sur les figures 1 et 2, il est prévu que l'extrémité 122a de la tête 122 présente la forme d'un écrou à six pans extérieurs (tête hexagonale). Alternativement, on peut prévoir la forme d'un élément à six pans intérieurs. Le nombre six pour les pans extérieurs ou intérieurs pouvant bien évidemment être modifié. Alternativement, l'extrémité 122a de la tête 122 peut présenter une autre forme (cylindrique de section circulaire, carrée...) et/ou présenter un creux en son centre (empreinte de forme variable: cylindrique, à quatre ou six pans, cruciforme, à six lobes....). De façon avantageuse, deux méplats 139 sont réalisés dans le prolongement longitudinal des ouvertures 134, sur la face externe cylindrique du manchon 130, de façon adjacente à la face d'extrémité 131, afin de faciliter le mouvement de basculement entre l'élément d'accrochage 110 et le manchon 130, ces méplats 139 se trouvant en regard de la deuxième extrémité des branches 112 de l'élément d'accrochage 110 dans la position à 0 , par rapport au plan (Y,Z), représentée sur les figures 1 et 2. Il faut noter que la distance séparant la face d'extrémité plane 131 de l'épaulement 138 annulaire extérieur rentrant du manchon 130 est dans tous les cas strictement inférieure (éventuellement sensiblement égale) à la distance séparant la face d'extrémité 141 du cylindre 144 de la face d'extrémité 148a du rebord annulaire 148 de la douille 140. En particulier, un anneau de levage 100 selon la présente invention peut être réalisé de manière très simple puisque: - l'élément d'accrochage 110 peut être obtenu directement par 35 forgeage sans autre étape d'usinage ultérieure, 2873671 10 - la tige de fixation 120 est elle, après forgeage, usinée uniquement en ce qui concerne la face d'appui 122c de la tête 122 et les portions lisse 124 et filetée 126, - le manchon 130 et la douille 140 sont réalisés de manière classique par usinage. De ce qui précède, on comprend en particulier que selon un avantage de la présente invention, on réalise une structure compacte de l'ensemble et en particulier des parties tournantes autour de l'axe Z (tête 122, portion lisse 124 de la tige de fixation 120, manchon 130 et douille 140) et des parties basculantes autour de l'axe Y (élément d'accrochage 110). Ceci est obtenu notamment grâce à la complémentarité de forme entre la projection annulaire 136 et la gorge annulaire 147, ainsi que grâce à la surface d'appui relativement large formée par la face d'extrémité 143 de la collerette 140 qui est en appui sur la charge à lever. Egalement, ce résultat est obtenu grâce à la face d'appui élargie 122c de la tête 122 de la tige de fixation 120, qui est en appui sur les faces d'extrémité 131, 141 du manchon 130 et de la douille 140. Aussi, l'élément d'accrochage 110 est le plus compact possible, notamment autour des autres pièces, l'entretoise 114 étant la plus courte possible et placée très prêt, mais sans frottement, de la tête 122 de la tige de fixation 120, les branches 112 étant resserrées autour du manchon 130 dans leur tronçon comportant leur première extrémité prolongée par la portion d'extrémité libre 116. Sur ce dernier aspect, on cherche à avoir un écart entre les branches 112 au plus égal à 105% du diamètre du manchon 130. 11 REVENDICATIONS 1. Anneau à double articulation (100) pour le levage de charge, comprenant: - un élément d'accrochage (110) destiné à coopérer avec un élément de couplage, comportant deux branches (112) chacune munie d'une portion d'extrémité libre (116), les deux portions d'extrémité libre (116) étant situées dans le prolongement l'une de l'autre pour former l'axe de basculement (Y) de l'élément d'accrochage (110), - une tige de fixation (120) comportant une tête (122) et une portion filetée (126), - un manchon (130) muni d'un alésage axial (132) permettant d'entourer la tige de fixation (120) en restant libre en rotation, d'un épaulement rentrant (138) au niveau de l'extrémité destinée à venir, après montage, en direction opposée à la tête de la tige de fixation, cet épaulement (138) définissant une projection axiale annulaire (136), et de deux ouvertures (134) diamétralement opposées destinées au logement des portions d'extrémité libre (116) de l'élément d'accrochage (110), - une douille (140) apte à venir se loger dans l'alésage (132) dudit manchon (130), présentant un alésage axial (142) permettant à la douille (140) d'entourer la tige de fixation (120) en restant libre en rotation, équipée d'une collerette radiale (146) au niveau de l'extrémité destinée à venir, après montage, en direction opposée à la tête (122) de la tige de fixation (120), ladite collerette (146) étant prolongée par un rebord annulaire axial (148) délimitant une gorge annulaire (147) destinée à coopérer par complémentarité de forme avec ladite projection (136) du manchon, la collerette (146) présentant un évidement (149) annulaire adjacent à l'alésage (142) de la douille, et - un anneau élastique (150) destiné à venir se placer autour de la tige de fixation (120) et à être logé dans ledit évidement (149), caractérisé en ce que ledit élément d'accrochage (110) comporte entre ses deux branches (112), à l'écart des extrémités desdites branches (112), une barre transversale formant entretoise (114). 2. Anneau (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tête (122) de la tige de fixation (120) comporte une portion élargie 2873671 12 radialement en forme de collerette (122b) située dans la zone de la tête (122) la plus proche de la portion filetée (126). 3. Anneau (100) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite entretoise (114) présente une longueur inférieure à la largeur de l'élément d'accrochage (110) dans sa partie comportant lesdites portions d'extrémité libre (116). 4. Anneau (100) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la tige de fixation (120) présente entre la tête (122) et la portion filetée (126) une portion lisse (124), ladite portion lisse (124) s'étendant sur une longueur inférieure à la longueur axiale de la douille (140). 5. Anneau (100) selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un épaulement rentrant (125) est formé à l'extrémité de la portion lisse (124) adjacente à la portion filetée (126), ce qui délimite une gorge annulaire dans laquelle ledit anneau élastique (150) est logé, de façon à retenir la douille (140) entre la collerette (122b) de la tête (122) et l'anneau élastique (150) pratiquement sans jeu axial. 6. Anneau (100) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le diamètre de ladite collerette (122b) est au moins sensiblement égal au diamètre dudit manchon (130). 7. Anneau (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'écart entre les deux branches (112) de l'élément d'accrochage (110) est, à proximité de la partie comportant lesdites portions d'extrémité libre (116), au plus égal à 105% du diamètre du manchon (130) . 8. Anneau (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tête (122) de la tige de fixation (120) présente à son extrémité libre (122a) une forme à plusieurs pans extérieurs, en particulier une forme hexagonale. 9. Anneau (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites branches (112) de l'élément d'accrochage (110) et ladite barre transversale formant entretoise (114) délimitent une portion de boucle fermée (118) destinée à coopérer avec ledit élément de couplage.