Brevet FR2907152A1 — publié le 20080418

La présente invention concerne un système de verrouillage d'une charnière d'articulation de deux éléments pivotants. Dans de nombreux domaines industriels, on connaît des infrastructures lourdes qui sont composées d'éléments pivotants l'un par rapport à l'autre. Pour cela, les éléments de l'infrastructure sont le plus souvent reliés entre eux par une articulation formée par exemple par une charnière qui comporte un axe autour duquel pivotent ou basculent lesdits éléments. De tels éléments pivotants existent dans de multiples applications, comme par exemple pour les portes de hangars ou de bateaux ou pour les portes d'écluse ou encore pour les battants de protection des équipements disposés sur le pont des plate-formes pétrolières afin d'éviter que ces équipements subissent les effets de la houle. Ces battants sont déplaçables entre une position horizontale dans le prolongement du pont de la plate-forme ce qui permet d'augmenter la flottabilité lors du transport et une positon relevée. Ces éléments doivent être bien évidemment maintenus verrouillés l'un par rapport à l'autre dans différentes positions selon l'utilisation. Les systèmes de verrouillage utilisés jusqu'à présent sont complexes à mettre en oeuvre et nécessitent une infrastructure lourde. De plus, pour les installations existantes, ils sont difficilement adaptables et nécessitent des transformations importantes, augmentant de ce fait le coût. L'invention a pour but de proposer un système de verrouillage qui évite ces inconvénients et dont la conception est simple et permet de bloquer de manière efficace les éléments pivotants l'un par rapport à l'autre dans une position quelconque. L'invention a donc pour objet un système de verrouillage d'une charnière d'articulation de deux éléments pivotants, ladite charnière comportant un axe solidaire d'un élément, caractérisé en ce qu'il comprend une série de disques parallèles, solidaires de l'axe et des moyens de serrage à friction de ces 2907152 2 disques sur une série de contre-disques pour bloquer l'élément solidaire de l'axe dans une position quelconque par rapport à l'autre élément. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - les moyens de serrage à friction sont formés par deux 5 ensembles opposés et symétriques, en appui sur l'axe et ménageant entre eux un logement pour la série de disques et pour la série de contre-disques, - les deux ensembles sont reliés entre eux par au moins un organe de serrage, - chaque ensemble comprend deux cales de serrage s'étendant 10 sensiblement perpendiculairement à l'axe et reliées entre elles une branche transversale s'étendant sensiblement parallèlement aux disques et aux contre-disques, - les cales opposées des deux ensembles sont reliées elles par ledit au moins organe de serrage, 15 - chaque organe de serrage est formé par un vérin par exemple hydraulique ou pneumatique, s'étendant sensiblement parallèlement à l'axe, - les faces respectivement de la branche transversale et des cales de chaque ensemble en regard des disques et des contre-disques sont recouvertes d'une plaque de répartition de l'effort de serrage sur les contre- 20 disques, - les contre-disques sont formés par des plaquettes intercalées entre les disques et maintenues à chacune de leurs extrémités par un châssis, -chaque plaquette d'extrémité de la série de contre-disques comporte un bossage de positionnement dans une encoche ménagée dans la 25 branche transversale de l'ensemble adjacent pour maintenir en appui ledit ensemble sur l'axe, - la paroi externe de l'axe comporte deux bagues opposées formant chacune un appui pour un des deux ensembles, lesdites bagues étant reliées entre elles par au moins un tirant traversant la série de disques et 30 s'étendant sensiblement parallèlement à cet axe, et - le système forme un système indépendant adaptable sur un axe d'une charnière d'articulation de deux éléments pivotants. 2907152 3 Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la Fig. 1 est un exemple d'application d'un système de 5 verrouillage conforme à l'invention et cette figure est une vue schématique en élévation d'une plate-forme pétrolière, - la Fig. 2 est une vue schématique et partielle de deux éléments pivotants munis d'un système de verrouillage, conforme à l'invention, - la Fig. 3 est une vue schématique en élévation et partiellement 10 en coupe axiale du système de verrouillage, conforme à l'invention, - la Fig. 4 est une vue de côté du système de verrouillage, conforme à l'invention, - la Fig. 5 est une vue en coupe selon la ligne 5-5 de la Fig. 3, et - la Fig. 6 est une vue schématique en perspective d'un ensemble 15 des moyens de serrage du système de verrouillage, conforme à l'invention. Sur la Fig. 1, on a représenté un exemple d'application du système de verrouillage et cette figure montre schématiquement une plate-forme pétrolière auto-élévatrice comprenant une coque 1 montée déplaçable sur des jambes verticales 2 destinées à prendre appui sur le fond marin, lorsque la plate- 20 forme est en position de forage ou d'exploitation. Dans cet exemple, les bords du pont 1 sont équipés de caissons 3 déplaçables entre une position représentée en pointillés, sensiblement horizontale dans le prolongement de la coque 1 et une position représentée en traits pleins, rabattue vers le haut de façon à constituer une barrière de protection 25 des équipements, non représentés, disposés sur la coque 1 de la plate-forme afin d'éviter qu'ils subissent les effets de la houle. Dans la position horizontale, les caissons 3 permettent d'augmenter la flottabilité de la coque 1 lors de son transport. Chaque caisson 3 est donc monté pivotant sur la coque 1 par 30 exemple au moyen d'une charnière d'articulation 4 et est maintenu dans l'une des deux positions ou dans une position, quelconque entre ces deux positions, par un système de verrouillage. 2907152 4 En se reportant maintenant aux Figs. 2 à 6, on va décrire un système de verrouillage, désigné dans son ensemble par la référence 20. Sur cette Fig. 2, on a représenté schématiquement deux éléments, respectivement 10 et 11, montés pivotants l'un par rapport à l'autre au 5 moyen d'une charnière d'articulation qui comporte un axe 12 solidaire d'un des deux éléments, comme par exemple solidaire de l'élément 10. En se reportant maintenant aux Figs. 3 et 4, on va décrire le système de verrouillage 20 qui permet de bloquer l'élément 10 solidaire de l'axe 12 dans une position quelconque par rapport à l'élément 11. 10 Ainsi que montré sur ces figures, l'axe 12 comporte deux bagues 15 opposées et parallèles, fixées sur l'axe 12, par exemple par soudage ou par tout autre procédé approprié et de type connu. Le système de verrouillage 20 comprend une série de disques 21 parallèles et s'étendant perpendiculairement à l'axe 12. Ces disques 21 15 ménagent entre eux des intervalles 22 et ils sont fixés sur l'axe 12 par exemple par soudage ou par tout autre procédé approprié. Le système de verrouillage comprend également des moyens de serrage à friction de ces disques 21 sur une série de contre-disques 23 pour bloquer l'élément 10 solidaire de l'axe 12 dans une position quelconque par 20 rapport à l'élément 11. Les moyens de serrage à friction sont formés par deux ensembles 30 opposés et symétriques, ménageant entre eux un logement pour la série de disques 21 et pour la série de contre-disques 23. En se reportant maintenant aux Figs. 3 à 6, on va décrire un 25 ensemble 30, l'autre ensemble 30 étant symétrique et identique. L'ensemble 30 comprend deux cales de serrage 31 s'étendant sensiblement perpendiculairement à l'axe 12 et maintenues entre elles par une branche transversales 32 s'étendant sensiblement parallèlement aux disques 21 et aux contre-disques 23. L'ensemble formé par les deux cales 31 et la branche 30 transversale 32 est en appui par l'intermédiaire du bord inférieur 31a de chaque cale 31 sur un épaulement 16 ménagé sur une face de la bague 15 correspondante. 2907152 5 A cet effet et comme montré sur la Fig. 6, le bord inférieur 31a de chaque cale 31 comporte une découpe 31b permettant à chaque cale 31 d'être en appui sur l'épaulement 16 de la bague 15 correspondante et également de bloquer l'ensemble 30 dans une direction parallèle à l'axe 12 orienté vers 5 l'extérieur du logement ménagé entre les deux bagues 15. Les faces, respectivement de la branche centrale 32 et des cales 31 de chaque ensemble en regard des disques 21 et des contre-disques 23 sont recouvertes d'une plaque 35 permettant de répartir la pression de serrage exercée par les ensembles 30 sur lesdits contre-disques 23. 10 Les cales 31 opposées des deux ensembles 30 sont reliées entre elles par au moins un organe de serrage qui est constitué, dans l'exemple de réalisation représenté sur cette figure, par un vérin 36 hydraulique ou pneumatique, s'étendant sensiblement parallèlement à l'axe 12. Ainsi, les deux ensembles 30 sont reliés par au moins deux vérins 36. 15 Comme représenté sur les Figs. 5 et 6, les contre-disques 23 sont formés par des plaquettes intercalées entre les disques 21 et ces plaquettes sont maintenues à chacune de leurs extrémités par un châssis 17 qui bloque l'ensemble des plaquettes 23 dans toutes les directions. Chaque plaquette 23 comporte, dans l'exemple de réalisation 20 représenté sur les figures, deux inserts 24 par exemple de forme cylindrique s'étendant perpendiculairement aux plaquettes 23 et dont les faces d'extrémité sont en saillie par rapport aux faces latérales de la plaquette 23 correspondante. Ces inserts 24 ont des faces d'extrémité destinées à venir s'appliquer sur le disque 21 adjacent comportant des stries et recouvertes de carbure de titane par 25 exemple. Chaque plaquette d'extrémité 23 de la série de contre-disques comporte, sur sa face externe, c'est à dire sur sa face en regard de la branche transversale 32 de l'ensemble 30 adjacent, un bossage 38 de positionnement dans une encoche 39 ménagée dans la branche transversale 32 dans l'ensemble 30 adjacent de façon à maintenir en appui chaque ensemble 30 sur l'axe 12 par l'intermédiaire de l'épaulement 16 de chaque bague 15. 2907152 6 Ainsi, les deux ensembles 30 reliés entre eux par les vérins 36 et la série de contre-disques formés par la plaquette 23 sont bloqués dans une direction perpendiculaire à l'axe 12 et sont libres de se déplacer l'un vers l'autre sous l'effet des vérins 36 de façon à bloquer les disques 21 en rotation par 5 serrage de ceux-ci entre les plaquettes 23 et la plaque de friction 35 de chaque ensemble 30. Ainsi que représenté sur la Fig. 3, les bagues 15 sont reliées entre elles par des tirants 19 uniformément répartis sur le pourtour de ces bagues et qui s'étendent sensiblement parallèlement à l'axe 12 en traversant les disques 10 21. Les tirants 19 permettent de maintenir les bagues 15 lors de l'effort de serrage. Pour bloquer l'élément 11 par rapport à l'élément 10 dans une position quelconque, il suffit d'actionner les vérins 36 ce qui a pour effet de rapprocher les cales de serrage 31 des deux ensembles 30 les unes vers les 15 autres et de serrer les disques 21 entre les plaques 35 et les contre-disques 23. Ainsi, lors du serrage les faces d'extrémités des inserts 24 viennent s'appliquer sur les disques 21 ce qui assure le serrage et le blocage de l'élément 10 par rapport à l'élément 11. Le système de verrouillage selon l'invention forme un système 20 indépendant adaptable sur un axe d'une charnière d'articulation de deux éléments pivotants. Ce système peut être monté sur un tronçon de l'axe de la charnière, comme représenté à la Fig. 2, ou sur une extrémité de cet axe. Le système de verrouillage est facilement adaptable sur les 25 structures existantes. REVENDICATIONS 1. Système de verrouillage d'une charnière d'articulation de deux éléments (10, 11) pivotants, ladite charnière comportant un axe (12) solidaire d'un élément (10), caractérisé en ce qu'il comprend une série de disques (21) parallèles, solidaires de l'axe (12) et des moyens (30, 36) de serrage à friction de ces disques (21) sur une série de contre-disques (23) pour bloquer l'élément (10) solidaire de l'axe (12) dans une position quelconque par rapport à l'autre élément (11). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de serrage à friction sont formés par deux ensembles (30) opposés et symétriques en appui sur l'axe (12) et ménageant entre eux un logement pour la série de disques (21) et pour la série de contre-disques (23). 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux ensembles (30) sont reliés entre eux par au moins un organe de serrage (36). 4. Système selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que chaque ensemble (30) comprend deux cales de serrage (31) s'étendant sensiblement perpendiculairement à l'axe (12) et reliées entre elles par une branche transversale (32) s'étendant sensiblement parallèlement aux disques (21) et aux contre-disques (23). 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que les cales (31) opposées des deux ensembles (30) sont reliées entre elles par ledit au moins organe de serrage (36). 6. Système selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que chaque organe de serrage est formé par un vérin (36) par exemple hydraulique ou pneumatique s'étendant sensiblement parallèlement à l'axe (12). 7. Système selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les faces respectivement de la branche transversale (32) et des cales (31) de chaque ensemble (30) en regard des disques (21) et des contre-disques (23), sont recouvertes d'une plaque (35) de répartition de l'effort de serrage sur lesdits contre-disques (23). 2907152 8 8. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les contre-disques sont formés par des plaquettes (23) intercalées entre les disques (21) et maintenues à chacune de leurs extrémités par un châssis (17). 5 9. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque plaquette (23) d'extrémité de la série de contre-disques comporte un bossage (38) de positionnement dans une encoche (39) ménagée dans la branche transversale (32) de l'ensemble (30) pour maintenir en appui ledit ensemble (30) sur l'axe (12). 10 10. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi externe de l'axe (12) comporte deux bagues (15) opposées formant chacune un appui pour un des deux ensembles (30), lesdites bagues (15) étant reliées entre elles par au moins un tirant (19) traversant la série de disques (21) et s'étendant sensiblement parallèlement à cet 15 axe (12). 11. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il forme un système indépendant et adaptable sur un axe (12) d'une charnière d'articulation de deux éléments (10, 11) pivotants.