Brevet FR3079866A1 — publié le 20191011

La présente invention concerne un dispositif semi-automatique de stabilisation rapide et sûre d'un équipement prévu pour reposer au sol sur 4 pieds, en permettant d'assurer l'appui simultané et uniforme des 4 pieds de l'équipement sur un sol présentant un défaut de planéité. Une fois stabilisé, un verrouillage des pieds en position est nécessaire pour assurer la sécurité. L'équipement considéré peut être un escabeau, une table, une plateforme de travail, un échafaudage, etc... De manière théorique, un appui stable sur une surface plane se fait par 3 points (isostatisme). Un appui plan par 4 points est théoriquement possible si la surface plane est parfaite ET si l'équipement est lui aussi géométriquement parfait. On parle alors de système hyperstatique. Dans la réalité, il y a toujours besoin d'ajuster le 4e point pour assurer son appui. Dans le cas contraire, l'équipement est instable. Les dispositifs existants permettant l'ajustement de l'appui des 4 pieds sur le sol proposent des pieds réglables manuellement et individuellement, avec système de blocage mécanique (goupilles ou doigt de verrouillage), ou par friction (serrage de bride), ou par système de vissage de l'élément ajustable (vis, écrou, contre écrou). Ces systèmes présentent l'inconvénient majeur d'être fastidieux à régler pour obtenir la stabilité souhaitée. De plus si l'équipement doit être déplacé fréquemment (taillage d'une haie par exemple), le réglage doit être renouvelé à chaque fois. D'autre systèmes à verrouillage mécanique ou par friction sont décrits dans les documents US3102606, AU7715675 ou encore US4095671. Ces systèmes présentent l'inconvénient d'être relativement complexe et particulièrement sensible à l'usure de leurs composants lors d'une utilisation dans un environnement comportant eau, poussières ou boue. Pour remédier à cet inconvénient, des systèmes de compensation hydraulique sont décrits dans les documents GB2340529, W02012098218, GB2375343 et US2552941. Le dispositif selon l'invention est un perfectionnement de l'état de la technique : En détaillant la conception des pieds coulissants qui permettra, par la seule modification de la forme extérieure du fourreau, d'être adapté ou intégré facilement à tout type d'équipement de travail En augmentant la sécurité de l'utilisateur par la mise en place d'un système de vanne de coupure qui est maintenue automatiquement en position fermée si elle ne reçoit pas d'action extérieure. En utilisant un maximum d'éléments standards du commerce pour permettre un coût de fabrication réduit, notamment au niveau de la vanne de coupure et du circuit hydraulique. 2 Une simple et unique action de l'utilisateur permet de stabiliser l'équipement de manière sûre en quelques secondes. Le système se compose d'une paire de pieds coulissants en lieu et place de 2 pieds fixes 5 de l'équipement à 4 pieds. Chacun de ces pieds coulissants est composé d'un fourreau qui accueille dans sa partie inférieure un coulisseau équipé d'un patin, et dans sa partie supérieure un corps de cylindre rempli d'huile dans lequel coulisse un piston équipé d'un joint torique, le piston étant solidaire du coulisseau. L'ensemble forme un système de vérin simple effet. 10 Les 2 pieds coulissants sont montés en opposition et sont reliés entre eux par un circuit hydraulique muni d'une vanne de coupure. La vanne en position ouverte permet à l'huile de circuler librement d'un corps de cylindre à l'autre. La pression exercée par le sol sur un des pieds coulissants aura pour effet de faire remonter le coulisseau de ce pied dans son corps de cylindre. Le transfert de l'huile via le circuit hydraulique vers le corps de cylindre 15 du second pied coulissant fera ressortir le coulisseau ce pied en symétrie, dans un mouvement inverse. Les 2 pieds coulissants peuvent ainsi s'ajuster de manière à reposer au sol simultanément avec les 2 pieds fixes pour assurer une stabilité sur 4 points d'appui. En position fermée, la circulation d'huile est impossible, ce qui a pour effet de bloquer la position relative des pieds coulissants sous l'effet de la pression du sol. Les 4 pieds de 20 l'équipement sont ainsi immobilisés les uns par rapport aux autres dans une position fixe, formant ainsi un ensemble indéformable. Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 représente une vue d'ensemble du système. 25 La figure 2 représente un ensemble pied coulissant La figure 3 représente l'ensemble vanne de coupure La figure 4 représente schématiquement le système à l'état initial. La figure 5 représente schématiquement le système à l'état stabilisé La figure 6 représente le mode d'emploi de l'invention. 30 Pour une meilleure compréhension, chaque élément représenté portent la même référence numérique quel que soit la figure. En référence à la figure 1, le dispositif comporte 2 ensembles de pieds coulissants (1) qui peuvent être rapportés ou intégrés à l'équipement à 4 pieds. Ces 2 ensembles de pieds coulissants (1) sont relies entre eux par un circuit hydraulique (2), équipé d'une vanne de 35 coupure (3), elle-même supportée par une traverse (4) fixée à l'équipement. 3 En référence à la figure 2, chaque pied coulissant (1) est composé d'un fourreau (8) en métal (aluminium ou acier) comprenant 2 pattes de fixation (14) qui permettront la fixation sur l'équipement de travail. Dans sa partie supérieure, le fourreau(8) accueille un corps de cylindre (7). Le fourreau 5 (8) est légèrement rétréci par formage du métal (23) sur son extrémité supérieure, ce qui permet au corps de cylindre (7) de venir en butée et d'être maintenu en place par un circlip (12). Le diamètre intérieur du fourreau (8) d'environ 17 mm et le diamètre extérieur du corps de cylindre (7) sont ajustés H13/f6 pour permettre le montage sans jeu excessif. Dans sa partie supérieure, le corps de cylindre (7) est percé et taraudé M10 pour permettre 10 le montage d'un raccord hydraulique du commerce type banjo (18) avec des joints cuivre (20), le tout serré par une vis (19) type banjo. 2 méplats (22) sont usinés sur le corps de cylindre (7) pour permettre son maintien par une clé plate de 14mm lors du serrage de la vis banjo (19). Le raccord banjo est lui-même raccordé au flexible formant le circuit hydraulique (2). 15 L'extrémité inférieure du fourreau(8) accueille un coulisseau (9), équipé lui-même dans sa partie basse d'un patin (10) maintenu par une vis (11). Le diamètre intérieur du fourreau(8) d'environ 17 mm et le diamètre extérieur du coulisseau (9) sont ajustés H13/f6 pour permettre le mouvement linéaire. Une lumière (17) de forme oblongue (90mm de long par 6,5mm de large) est réalisée dans le fourreau(8). Une vis M6 (13) fixée sur le coulisseau (9) 20 a pour double fonction de limiter la course du coulisseau (9) dans le fourreau(8) à +/- 40mm et d'en empêcher son déboitement. Un cache poussière (21) est maintenu légèrement plaqué sur le fourreau (8) par la vis (13) pour empêcher l'intrusion de poussières dans le pied. La vis (13) est montée avec un produit frein filet du commerce pour empêcher son desserrage. 25 Dans sa partie supérieure, le coulisseau (9) voit son diamètre rétréci à 12mm sur environ 80mm. Il est équipé d'un piston (5) de diamètre 13 mm maintenu sur le coulisseau (9) par un axe (16) de diamètre 4mm, monté serré H7/m6 dans le piston (5) mais avec jeu d'environ 0,5mm au diamètre dans le coulisseau (9). Le piston (5) est équipé d'un joint torique (6). Le piston (5) coulisse dans le corps de cylindre (7). Le joint (6) assure 30 l'étanchéité entre le piston (5) et le corps de cylindre (7). Le diamètre intérieur du corps de cylindre (7) et le diamètre extérieur du piston (5) sont d'environ de 13mm et ajustés F17/f6 dans les règles de l'art pour permettre le guidage et l'étanchéité. La longueur du piston est d'environ 3 fois son diamètre pour permettre un bon guidage. Le léger jeu entre l'axe (16) et le coulisseau (9) permet un alignement sans contrainte de 35 l'ensemble coulisseau(9) - piston (5) - corps de cylindre (7) une fois assemblés dans le fourreau (8). 4 Tous les éléments principaux composant l'ensemble pied coulissant (1) peuvent être réalisés en aluminium par usinage traditionnel Dans le cadre d'une fabrication industrielle à grande échelle, il peut être envisagé de les réaliser en matière plastique par injection, ce qui permettrait une forte réduction de coût unitaire et de masse. 5 Les composants tels que vis, circlips, joints et raccords sont des éléments standards provenant du commerce. La forme extérieure du fourreau (8) peut être conçue de manière à s'adapter soit au montage sur un équipement existant, soit à l'intégration directement pendant la conception de n'importe quel équipement. 10 La modification du seul fourreau (8) permet ainsi de s'adapter à tous les montages possibles, en conservant les éléments internes du pied coulissant (1) dans un objectif de standardisation. En référence à la figure 3, l'ensemble vanne de coupure est composé principalement d'éléments hydrauliques du commerce, représentés en traits fins sur le dessin. 15 Seuls les adaptateurs (31), le levier (32) et le support (33) sont à fabriquer. Une vanne à sphère Mâle-Mâle 3/8 du commerce (34) est équipée, en remplacement de la manette d'origine, d'un levier (32) permettant à la vanne (34) d'être maintenue fermée par l'action d'un ressort (41). Une excroissance (44) sur le levier (32) permet de maintenir l'extrémité supérieure du ressort (41). Le levier (32) est conçu pour venir en 20 butée sur l'excroissance d'origine (43) de la vanne (34) lorsque cette dernière est en position fermée. Un support (33) est réalisé dans une équerre en aluminium de 5mm d'épaisseur. Il comporte sur un de ses cotés une empreinte femelle à 8 pans. Cette empreinte est ajustée aux cotes de la forme mâle à 8 pans de la vanne(34). La vanne (34) est montée 25 légèrement serrée sur le support (33). Un embout Mâle-Femelle 3/8(40) du commerce est vissé sur l'extrémité Mâle3/8 de la vanne (34), venant maintenir la vanne (34) sur le support (33) en comprimant une rondelle caoutchouc du commerce (39). Le support (33) comporte sur son 2e côté une excroissance (42) permettant de maintenir l'extrémité inférieure du ressort (41) et 2 trous de 6,5mm (45) permettant la 30 fixation de l'ensemble vanne (3) sur la traverse (4). L'ensemble composé de la vanne(34), du levier (32), du support (33) et du ressort (41) permet l'ouverture du circuit hydraulique par l'action sur le levier (32) et le retour automatique en position fermée par le ressort (41) dès l'arrêt de l'action sur le levier (32). Le ressort (41) est d'environ 6mm de diamètre pour une longueur à vide d'environ 40mm. 35 Sa raideur doit être suffisante pour permettre le retour en position fermée du levier (32), tout en permettant à l'utilisateur d'actionner ce même levier sans effort excessif. Sur la seconde extrémité de la vanne (34), sont montés un mamelon Femelle-Femelle 3/8 du commerce (35), un Té Mâle-Mâle 3/8 du commerce (36) équipé d'un bouchon 5 femelle 3/8 du commerce (38). Ce Té (36) permet le remplissage et la purge du circuit hydraulique. Le bouchon (38) assure l'étanchéité une fois le remplissage et la purge effectués. 2 adaptateurs (31) (diamètre 12,3mm par 35mm de long environ) sont réalisés en 5 aluminium. lis sont percés sur toute leur longueur (diamètre 4 à 5 mm) et taraudés M10 sur une de leurs extrémités pour permettre le montage d'un raccord hydraulique du commerce type banjo (18) avec des joints cuivre (20), le tout serré par une vis (19) type banjo. 2 méplats sont usinés sur les adaptateurs (31) pour permettre leurs maintiens par une clé plate de 10mm lors du serrage des vis banjo (19). Les raccords banjo sont eux-10 mêmes raccordés aux flexibles formants le circuit hydraulique (2). Chaque adaptateur (31) présente sur son extrémité opposée au taraudage un épaulement (diamètre 15mm par 1,5 mm) qui lui permet d'être fixé par un écrou 3/8 du commerce (37) sur l'ensemble Vanne. L'étanchéité de l'ensemble Vanne (3) est assurée au montage par l'utilisation de joints 15 fibre du commerce et/ou de pâte d'étanchéité. la figure 4 montre schématiquement le dispositif en position instable. Le pied coulissant gauche est en appui sur le sol alors que le pied coulissant droit est dans le vide. La vanne (3) est en position fermée, les 2 pieds coulissants sont bloqués l'un par rapport à l'autre. 20 La figure 5 reprend le même schéma après ouverture de la vanne (3). La pression du sol exercée sur le pied gauche le fait remonter dans son corps de cylindre (7). L'huile du circuit hydraulique (2) est repoussée vers le corps de cylindre droit (7) à travers la vanne ouverte (3). Dans un mouvement symétrique inverse au pied gauche, le pied droit redescend jusqu'à trouver un appui sur le sol. Lorsque que les 2 pieds posent au sol, la pression dans 25 le circuit (2) s'équilibre, le mouvement relatif des pieds s'arrête. Une fois la vanne (3) refermée, l'huile du circuit hydraulique ne peut plus circuler. Les 2 pieds coulissants (1) sont immobilisés l'un par rapport à l'autre. La stabilité est assurée. La figure 6 montre schématiquement l'utilisation du dispositif de l'invention : (a) Positionnement de l'équipement sur le sol. 3 pieds sur 4 sont en appui sur le sol. 30 (b) Action de l'utilisateur sur la vanne de coupure (c) Le mouvement relatif des pieds coulissants permet d'obtenir un appui simultané et uniforme des 4 pieds de l'équipement sur le sol. (d) Relâcher l'action de l'utilisateur sur la vanne de coupure bloque le mouvement relatif des pieds (e) La stabilisation de l'équipement est assurée. Les 4 pieds posent au sol. 35 6 Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à l'utilisation d'équipement de travail en hauteur tel que escabeau, échafaudage ou plateforme de travail, devant être déplacés fréquemment sur des sols irréguliers présentant des défauts de planéité de l'ordre de +/- 4cm. Au-delà de cette valeur l'équipement de travail pourrait se trouver 5 dans une position trop inclinée, ce qui engendrerait un risque de chute pour l'utilisateur. Cependant, le principe peut être utilisé en complément d'autres systèmes du commerce, réglables manuellement, pour des sols à forte déclivité. Concrètement, les activités concernées en priorité peuvent être : Taillage de haie, Peinture extérieure, Accrochage de décorations, Nettoyage de gouttières, Etc... 10 Le dispositif selon l'invention peut également être utilisé pour servir à ajuster la position horizontale ou verticale d'un équipement reposant au sol sur 2 ou 3 points appui, tel que échelle, brouette, table, trépied, ... Le dispositif selon l'invention peut être soit rapporté, soit intégré directement à la conception d'équipements. 15 D'une manière générale, le dispositif selon l'invention améliore la sécurité et le confort de travail en permettant de manière simple et sûre d'obtenir une stabilité parfaite. La facilité ainsi que la rapidité d'utilisation