Brevet FR3028803A1 — publié le 20160527

DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine des moyens de roulement et de transport, en particulier en relation avec des chariots de transport de pièces ou de marchandises, notamment du type susceptibles d'être assemblés en train ou en attelage de plusieurs chariots l'un à la suite de l'autre, et vise plus spécifiquement le contrôle de la trajectoire de tels moyens de roulement et de transport. Plus précisément, la présente invention a pour objet un dispositif de roulette ou de roue folle, ainsi qu'un chariot de transport comportant de tels dispositifs. L'utilisation de roues folles dans le domaine des transports est bien connue dans l'état de la technique, ainsi que les avantages qui en résultent en termes de manoeuvrabilité, de maniabilité et de prix de revient. Les dispositifs de roulement intégrant des roulettes ou des roues folles comprennent généralement, d'une part, une roue ou une roulette avec un axe de rotation, d'autre part, une fourche ou un étrier formant chape, sur le bras ou entre les branches opposées de laquelle la roue ou roulette est montée avec faculté de rotation et, enfin, une pièce de liaison et de support, définissant un axe de transmission des contraintes et montée de manière articulée sur l'âme de la chape, à savoir avec faculté de libre pivotement autour d'un axe situé dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de la roue ou roulette, le point d'articulation étant situé en-dehors et à distance du plan défini par l'axe de rotation et un axe parallèle à l'axe de transmission des contraintes et sécant avec ledit axe de rotation. Un tel dispositif est représenté à titre d'exemple et en élévation latérale sur la figure lA des dessins annexés. La pièce de liaison et de support est reliée rigidement au chariot ou véhicule analogue et transmet à la roue folle le poids à supporter par cette dernière (partie du poids cumulé du châssis et de la charge). L'articulation en pivotement peut être réalisée entre l'âme de la chape et une pièce intermédiaire (platine de fixation sous forme de plaque, platine de montage pourvue d'une tige, platine de montage sous forme de rondelle ou analogue) sur laquelle est fixée la pièce de liaison et de support. L'articulation en pivotement peut également être réalisée entre un organe fixe de l'âme de la chape (axe, tige, patte,..)et un palier rotatif présent dans 3028803 - 2 - l'extrémité de la pièce de liaison et de support et recevant l'extrémité au moins dudit organe. Dans certaines applications, le libre pivotement de la roue folle autour de son axe d'articulation (généralement vertical) peut néanmoins 5 présenter des inconvénients, notamment lorsque le véhicule doit suivre une trajectoire déterminée. Tel est notamment le cas pour les convois de plusieurs chariots, généralement tirés par un véhicule tracteur, avec ou sans conducteur, formant des systèmes roulants d'approvisionnement logistiques en industrie, 10 par exemple du type qui alimentent les chaînes de montage de machines ou de véhicule à postes multiples. Le plus souvent, ces chariots sont équipés de deux roues fixes et de deux roues folles ou pivotantes. Néanmoins, compte tenu de la minimisation souhaitée des 15 espaces de circulation dans les usines, on cherche à réduire au maximum les rayons de giration de ces convois de chariots, allant jusqu'à autoriser un contact physique entre chariots dans les virages très serrés. Pour atteindre une telle réduction du degré de giration, il est nécessaire de mettre en oeuvre quatre roues pivotantes par chariot au lieu de 20 deux roues fixes et de deux roues pivotantes afin d'éviter le problème de dérapage des roues fixes sur le sol. Toutefois, l'utilisation de quatre roues pivotantes entraîne, à l'image des chariots de supermarchés, des problèmes majeurs de tenue ou de suivi de trajectoire, ainsi qu'un louvoiement important des chariots dans 25 les convois, en particulier en sortie de virage. Ce phénomène de louvoiement peut, le cas échéant, même être amplifié par la présence d'irrégularités au niveau du sol, y compris dans les trajectoires rectilignes. La présente invention a pour but, notamment mais non limitativement dans le cadre de l'application précitée, de proposer une 30 solution permettant de surmonter l'inconvénient précité, ladite solution devant être simple, peu coûteuse, robuste et ne requérir aucune maintenance particulière. Par ailleurs, dans le cadre de l'application précitée, la solution proposée ne devrait pas nuire aux manipulations en mouvement transversal des chariots lors des opérations de dételage/attelage au niveau des postes de travail de la chaîne de montage à approvisionner. 3028803 - 3 - A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de roulette ou de roue folle, apte à supporter une charge et comprenant, d'une part, une roue ou une roulette avec un axe de rotation, d'autre part, une fourche ou un étrier formant chape, sur le bras ou entre les branches 5 opposées de laquelle la roue ou roulette est montée avec faculté de rotation autour de l'axe et, enfin, une pièce de liaison et de support, définissant un axe de transmission des contraintes et montée de manière articulée sur l'âme de la chape, à savoir avec faculté de libre pivotement autour d'un axe situé dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de la roue ou roulette, le 10 point d'articulation étant situé en-dehors et à distance du plan défini par l'axe de rotation et un axe parallèle à l'axe de transmission des contraintes et sécant avec ledit axe de rotation, dispositif caractérisé en ce que l'axe de pivotement est incliné par rapport à l'axe de transmission des contraintes d'un angle en direction 15 d'un sens de déplacement normal ou privilégié du dispositif, de telle manière qu'un positionnement de l'axe de rotation perpendiculairement à ce sens de déplacement corresponde à une position dynamiquement stable de la roue ou roulette autour de l'axe de pivotement. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-20 après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : La figure 1B est une vue en élévation latérale (similaire à la figure 1A) selon l'axe de rotation de la roue d'un dispositif de roue folle 25 selon l'invention, la roue étant en position stable, c'est-à-dire alignée dans le sens du déplacement ; La figure 1C est une représentation schématique du dispositif de roue folle de la figure 1B illustrant, par superposition de deux vues en élévation latérale, la différence de positionnement en hauteur de la roue 30 entre la position stable (roue orientée selon la direction de déplacement dans sa position la plus basse et en étant entraînée - axe de rotation situé après l'axe de pivotement selon la direction de déplacement) et la position la plus instable (à 90° de la position précitée et perpendiculairement à la direction de déplacement) ; 35 La figure 2 est une vue en élévation latérale d'un chariot équipé à l'avant de deux roues folles selon l'état de la technique et à l'arrière de deux dispositifs de roues folles selon l'invention ; 3028803 - 4 - La figure 3 est une vue en perspective d'un train ou convoi de trois chariots selon le mode de réalisation de l'invention représenté à la figure 2 ; La figure 4 est une vue de dessus d'un train de trois chariots de 5 l'état de la technique équipés de roues folles à l'avant et de roues fixes à l'arrière ; La figure 5 est une vue de dessus du train de trois chariots selon l'invention représenté à la figure 3 ; La figure 6 est une vue de dessus illustrant un déplacement 10 transversal du chariot selon l'invention représenté à la figure 2 par un opérateur (12) ; Les figures 7 et 8 sont des vues partielles d'un chariot équipé d'au moins un dispositif de roue folle selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, la roue étant respectivement alignée dans la 15 direction de déplacement du chariot et disposée transversalement par rapport à cette direction ; Les figures 9A et 9B sont des représentations graphiques illustrant différents binômes [poids, couple] en fonction de plusieurs positions angulaires du point-milieu de l'axe de rotation de la roue (du 20 dispositif de roue folle représenté aux figures 7 et 8) par rapport à l'axe de pivotement ; La figure 9C est une représentation graphique illustrant, dans un plan perpendiculaire à l'axe de pivotement de la roue d'un dispositif de roue folle représenté aux figures 7 et 8, le couple de rappel exercé sur la 25 roue sous l'effet du poids pour différentes positions angulaires du point-milieu de l'axe de rotation de la roue par rapport à l'axe de pivotement ; Les figures 10A et 10B sont des vues en perspective d'un chariot selon un deuxième mode de réalisation de l'invention comportant, à l'avant, deux roues folles traditionnelles et, à l'arrière, deux dispositifs de 30 roues folles selon l'invention, les roues folles arrière étant disposées respectivement telles que représentées aux figures 7 et 8 ; La figure 11 est une vue de dessus du chariot représenté à la figure 10B, et, La figure 12 est une vue éclatée et en perspective d'une variante 35 de réalisation d'un dispositif de roue folle selon l'invention. Les figures 1B, 2, 7 et 8 notamment montrent un dispositif 1 de roulette ou de roue folle, apte à supporter une charge. 3028803 - 5 - Ce dispositif 1 comprend, d'une part, une roue ou une roulette l' avec un axe de rotation AR, d'autre part, une fourche ou un étrier formant chape 2, sur le bras ou entre les branches 3 opposées de laquelle la roue ou roulette l' est montée avec faculté de rotation autour de l'axe AR et, enfin, 5 une pièce de liaison et de support 4, définissant un axe AT de transmission des contraintes et montée de manière articulée sur l'âme 2' de la chape 2, à savoir avec faculté de libre pivotement autour d'un axe AP situé dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation AR de la roue ou roulette l', le point d'articulation PA étant situé en-dehors et à distance du plan défini par l'axe 10 de rotation AR et un axe parallèle à l'axe de transmission des contraintes AT et sécant avec ledit axe de rotation AR. Conformément à l'invention, l'axe de pivotement AP est incliné par rapport à l'axe de transmission des contraintes AT d'un angle a en direction d'un sens de déplacement SD normal ou privilégié du dispositif 1, 15 de telle manière qu'un positionnement de l'axe de rotation AR perpendiculairement à ce sens de déplacement SD corresponde à une position dynamiquement stable de la roue ou roulette l' autour de l'axe de pivotement AP. En effet, grâce à la disposition technique précitée, la contrainte 20 de poids transmise par la pièce de liaison et de support 4 selon la direction AT exerce un couple de rappel sur la roue l' lors du déplacement du dispositif 1 dans la direction SD, l'intensité de ce couple de rappel étant fonction du décalage angulaire entre le plan médian de la roue (plan perpendiculaire à l'axe de rotation AR et passant par le point-milieu de cet 25 axe) et ladite direction SD. Comme le montrent à titre illustratif les figures 9A à 9C, ce couple de rappel présente une intensité maximale lorsque ce plan médian est disposé perpendiculairement à la direction SD et une intensité nulle lorsque ce plan médian est aligné avec ladite direction SD. 30 Ainsi, du fait de l'inclinaison de l'axe de pivotement AP (généralement par rapport à la verticale), la contrainte (généralement le poids supporté par la roue 1') transmise par la pièce de liaison et de support 4 génère ainsi un couple provoquant un retour de la roue l' dans sa position la plus stable autour de l'axe AP, c'est-à-dire une orientation dans le sens de 35 la trajectoire ou du déplacement imposé(e) par la pièce 4. En outre, la roue l' a tendance à conserver cette position alignée stable sous l'effet de la contrainte, un pivotement de la roue l' hors 3028803 - 6 - de cette position alignée nécessitant ainsi un couple en rotation d'intensité suffisante. Sur les figures 1C, 9A, 9B et 9C, la symbolique suivante est utilisée : 5 - d = déport de la roulette ou roue l' (distance entre le point médian de l'axe de rotation AR et l'axe de pivotement AP) ; - a = angle d'inclinaison de la platine 6 ou de l'âme 2' par rapport à l'horizontale (ou angle entre l'axe de pivotement AP et l'axe de transmission des contraintes AT - c'est-à-dire normalement la direction 10 verticale) ; - A (sur la figure 1C) : indique la différence de positionnement en hauteur de la roue folle l' entre la position stable -basse- et la position la plus instable -haute ; - (3 (sur la figure 9C) : représente l'angle de pivotement du plan 15 médian de la roue l' par rapport à la position la plus instable. Sur les figures 9A, 9B et 9C : - les traits interrompus représentent la charge appliquée sur la roue l' (châssis + charge transportée) ; - les traits interrompus mixtes représentent la trajectoire 20 possible pour le point médian de l'axe de rotation AR de la roue l' ; - les traits continus fins représentent la projection de la charge sur le plan normal à l'axe de pivotement ; - les traits continus épais représentent les couple résistants ou de rappel (lors du déplacement du dispositif 1) en fonction de la position 25 angulaire de la roue l' autour de l'axe de pivotement. Selon une première variante de réalisation de l'invention représentée aux figures 1B, 6 et 7, le dispositif 1 peut présenter un montage incliné de l'extrémité inférieure 4' de la pièce de liaison et de support 4 par l'intermédiaire d'une configuration adaptée de cette extrémité 4' ou d'une 30 pièce rapportée 5 en forme de coin, sur une pièce intermédiaire 6 assurant l'assemblage pivotant autour de l'axe AP avec l'âme 2' de la chape 2. Dans les formes de réalisation représentées aux figures précitées, l'axe de pivotement AP est fourni par un assemblage rotatif entre l'âme 2' de la chape 2 et une plaquette de fixation 6, le coin 5 ou l'extrémité 35 inférieure en biais 4' de la pièce 4 venant en appui sur et étant solidarisé(e) avec cette dernière. 3028803 - 7 - En accord avec une autre variante de réalisation pratique de l'invention représentée à la figure 12, il peut être prévu que l'âme 2' de la chape 2 soit pourvue d'un organe 7, incliné ou monté de manière inclinée, fixe ou rotatif définissant l'axe de pivotement AP, tel que par exemple une 5 tige ou une platine à trou central. Sur la figure 12, l'inclinaison de l'axe de pivotement AP (axe de la tige 7) est obtenue par une connexion rigide inclinée de la tige 7 sur le châssis ou bâti 10. Comme le montrent les figures 3, 5, 6, 10 et 11, l'invention 10 concerne également un chariot de transport 8 à roues folles, en particulier un chariot 8 comportant quatre roues, dont au moins deux roues folles, et notamment un chariot 8 destiné à être intégré dans un attelage ou un train 9 de chariots similaires. Ce chariot 8 comprend un bâti 10 reposant sur lesdites roues 15 folles, par l'intermédiaire de pièces de liaison et de support 4, et préférentiellement un timon frontal 11 pour son entraînement et son accrochage, ou un organe arrière de poussée et de guidage (variante non représentée). Conformément à l'invention, ce chariot 8 comporte au moins 20 deux dispositifs 1 de roulettes ou de roues folles, tels que décrits précédemment, en tant que roues l' arrière, le cas échéant situées du côté opposé au timon 11 ou du côté de l'organe de poussée et de guidage. Préférentiellement et comme le montrent les figures précitées, le chariot 8 comporte quatre roues folles. 25 Un chariot 8 équipé de quatre roues folles, dont deux roues arrière sous la forme de dispositif 1 de roue folle selon l'invention, permet de constituer des trains ou convois 9 intégrant une pluralité de tels chariots 8, ces trains 9 étant aptes à circuler selon des trajectoires courbes à très faible rayon de courbure (uniquement limitées par le contact physique entre 30 chariots successifs) sans dérapage des roues au sol et avec une diminution notable, voire totale, du louvoiement en sortie de virage, du fait d'un retour rapide des roues folles l' arrière dans une position alignée par rapport à la direction de déplacement dudit train 9. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de 35 réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers 3028803 - 8 - éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS1. Dispositif de roulette ou de roue folle, apte à supporter une charge et comprenant, d'une part, une roue ou une roulette (1') avec un axe de rotation (AR), d'autre part, une fourche ou un étrier formant chape (2), sur le bras ou entre les branches (3) opposées de laquelle la roue ou roulette (1') est montée avec faculté de rotation autour de l'axe (AR) et, enfin, une pièce de liaison et de support (4), définissant un axe (AT) de transmission des contraintes et montée de manière articulée sur l'âme (2') de la chape (2), à savoir avec faculté de libre pivotement autour d'un axe (AP) situé dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation (AR) de la roue ou roulette (1'), le point d'articulation (PA) étant situé en-dehors et à distance du plan défini par l'axe de rotation (AR) et un axe parallèle à l'axe de transmission des contraintes (AT) et sécant avec ledit axe de rotation (AR), dispositif (1) caractérisé en ce que l'axe de pivotement (AP) est incliné par rapport à l'axe de transmission des contraintes (AT) d'un angle (a) en direction d'un sens de déplacement (SD) normal ou privilégié du dispositif (1), de telle manière qu'un positionnement de l'axe de rotation (AR) perpendiculairement à ce sens de déplacement (SD) corresponde à une position dynamiquement stable de la roue ou roulette (1') autour de l'axe de pivotement (AP). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il présente un montage incliné de l'extrémité inférieure (4') de la pièce de liaison et de support (4) par l'intermédiaire d'une configuration adaptée de cette extrémité (4') ou d'une pièce rapportée (5) en forme de coin, sur une pièce intermédiaire (6) assurant l'assemblage pivotant autour de l'axe (AP) avec l'âme (2') de la chape (2). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'âme (2') de la chape (2) est pourvue d'un organe (7), incliné ou monté de manière inclinée, fixe ou rotatif définissant l'axe de pivotement (AP), tel que par exemple une tige ou une platine à trou central. 4. Chariot de transport à roues folles, en particulier chariot comportant quatre roues, dont au moins deux roues folles, et notamment chariot destiné à être intégré dans un attelage ou un train de chariots similaires, ledit chariot comprenant un bâti reposant sur lesdites roues folles, par l'intermédiaire de pièces de liaison et de support, et 3028803 - 10 - préférentiellement un timon frontal pour son entraînement et son accrochage, ou un organe arrière de poussée et de guidage, chariot (8) caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux dispositifs (1) de roulettes ou de roues folles selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, en tant 5 que roues (1') arrières, le cas échéant situées du côté opposé au timon (11) ou du côté de l'organe de poussée et de guidage. 5. Chariot de transport selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte quatre roues folles.