FR2690147A1 - Plate-forme, notamment pour cabine d'ascenseur et monte-charge, en matériau composite. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une plate-forme pour cabine d'ascenseur. La plate-forme a une structure composite et comprend au moins une couche centrale ou âme (12) réalisée en un matériau léger, et deux couches de revêtement (14, 16) fixées sur les deux faces de l'âme.
Description
PLATE-FORME, NOTAMMENT POUR CABINE D'ASCENSEUR ET MONTE-
CHARGE, EN MATERIAU COMPOSITE.
La présente invention concerne une plate-forme, notamment pour cabine d'ascenseur et de monte-charge,ayant une structure simple et légère et qui peut néanmoins supporter avec une très faible déformation les efforts et
contraintes exercés par les charges qu'elle porte.
Les plates-formes de cabines d'ascenseur et de monte-
charges utilisées jusqu'à présent sont réalisées en deux parties, à savoir une ossature rectangulaire formée par un quadrillage de poutres métalliques longitudinales reliées entre elles par des traverses métalliques, et un plancher constitué par une tôle d'acier de même surface que l'ossature et fixé sur la face supérieure de celle-ci au
moyen de vis.
Le calcul classique des dimensions de l'ossature s'effectue en considérant que l'une des poutres longitudinales supporte à elle seule toute la charge utile embarquée On détermine ainsi les dimensions de la poutre et on les construit toutes aux mêmes dimensions Pour ce qui est du calcul du plancher, on se place dans le cas o la charge s'applique sur le quart de la surface, et on détermine l'épaisseur pour que la déformation maximale
soit inférieure à 1 mm par mètre.
Mais une telle plate-forme a de nombreux inconvénients: étant donné que les poutres et le plancher travaillent mal en flexion, il est nécessaire, pour diminuer leur déformation, d'ajouter des poutres et d'augmenter leur épaisseur Mais on obtient alors une structure très lourde nécessitant un surplus d'énergie lors du fonctionnement de l'ascenseur, la fabrication de l'ossature se fait par soudage de profils en acier et nécessite donc une main-d'oeuvre qualifiée et coûteuse, les contraintes de fabrication sont très importantes après soudure et produisent une forte déformation, entraînant des problèmes de montage surtout pour les plates- formes de grandes dimensions, dans les hautes températures, l'acier fond avant de
flamber, et la structure ne fonctionne plus.
La présente invention vise à remédier à tous ces inconvénients et a pour objet une plate-forme simple à fabriquer, légère, de prix modique et qui a une très faible déformation vis-à-vis des efforts de flexion, de
traction et des chocs.
A cet effet, la plate-forme selon l'invention se caractérise en ce qu'elle a une structure composite et comprend au moins une couche centrale ou âme réalisée en un matériau léger, et deux couches de revêtement ou peaux
fixées sur les faces de l'âme.
L'âme peut être réalisée en bois, en mousse de matière thermoplastique, par exemple en polyuréthanne, en carton imprégné, ou en métal léger par exemple en aluminium Elle peut présenter une structure en nids
d'abeilles, simple couche ou à deux couches.
Les couches de revêtement peuvent être en matériaux les plus divers, par exemple en contreplaqué ou en stratifié. L'assemblage des couches de revêtement à l'âme peut être réalisé par tout moyen approprié, tel que par collage
ou soudage.
La plate-forme composite selon l'invention se présente donc sous forme d'une unique plaque prête à l'utilisation, contrairement à la plate-forme classique qui comportait une ossature et un plancher qui devaient
être assemblées sur le lieu d'utilisation.
De plus, en raison des matériaux choisis, la plate-
forme selon l'invention est beaucoup plus légère que celle
ayant une ossature formée de poutres.
Elle est également beaucoup plus facile à fabriquer puisque son âme ne comporte pas de pièces soudées Il en résulte donc une réduction de la main-d'oeuvre ainsi que
du prix de revient.
De plus, les caractéristiques mécaniques de la plate-
forme sont nettement améliorées, aussi bien pour ce qui est de la résistance à la flexion, la résistance aux
chocs, et la durée de vie.
Il en est de même en ce qui concerne le comportement vis-à-vis du feu et de la chaleur, ainsi que l'isolation acoustique. Avantageusement, on améliore la résistance au poinçonnage en appliquant sur la couche de revêtement se trouvant du côté intérieur de la cabine, une couche protectrice résistante au poinçonnement, comprenant par exemple une mince plaque d'acier et/ou une couche de stratifié en fibres minérales, telles que fibres de verre
ou mat tissu.
L'invention sera expliquée à présent en détail, à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une vue générale en perspective de la plate-forme; La figure 2 est une vue partielle en plan de la plate-forme;
La figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-
III de la figure 1;
La figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-
IV de la figure 1; La figure 5 est une vue agrandie d'un détail de la figure 4; La figure 6 est une vue agrandie d'un détail de la figure 3; La figure 7 est une vue agrandie d'un coin de la plate-forme avec arrachement partiel; La figure 8 est une vue en coupe suivant la ligne VIII-VIII de la figure 7; Les figures 9 à 12 sont des exemples d'inserts utilisés pour assembler l'âme de la plate-forme à des éléments rapportés; et La figure 13 est une vue partielle en perspective
d'une plate-forme ayant une âme en nids d'abeilles.
Avec référence aux figures 1 et 2, la plate-forme 10 selon l'invention a une forme générale rectangulaire et a les mêmes dimensions que les dimensions intérieures de la
cabine ou du monte-charge.
La plate-forme comprend une âme 12 en matière légère prise en sandwich entre des revêtements superficiels ou peaux 14, 16 L'âme peut être constituée en toute matière légère, par exemple en carton, en bois, en aluminium, ou, comme dans le mode de réalisation des figures 3 et 4, en mousse de matière thermoplastique, par exemple en mousse
de polyuréthanne.
Pour renforcer la résistance de l'écrasement de la plate-forme, l'âme est divisée en bandes 18 disposées parallèlement, par exemple dans le sens de la largeur, et séparées les unes des autres par des tasseaux incompressibles 20 en bois ou en carton, montés sur chant, de même hauteur que l'âme et s'étendant sur toute la
largeur de la plate-forme.
Comme le montre la figure 5, la peau supérieure 14, c'est-à-dire celle qui est tournée vers l'intérieur de la cabine, comprend une couche en contreplaqué 22 recouverte extérieurement d'une couche de stratifié en fibres de verre et polyester 24, sur laquelle est collée une mince plaque métallique 25, par exemple en tôle d'acier, destinée à améliorer la résistance au poinçonnage de la plate-forme. La peau inférieure 16 n'étant pas soumise à des chocs et à des efforts de poinçonnement, on peut la faire moins résistante Comme le montre la figure 5, elle peut comprendre seulement une couche de contreplaqué 26 moins épaisse que la couche de contreplaqué 22 et recouverte extérieurement d'une couche de stratifié en fibres de verre 27 Eventuellement, une tôle en acier peut également être collée sur la couche de
stratifié 27.
Sur le côté entrée de la plate-forme est fixée une cornière de seuil 30 (figures 4 et 5) et sur les trois autres côtés sont fixés des panneaux 31 (figure 6) formant les parois latérales de la cabine, et des cornières supports 32, elles-mêmes fixées à la chaise d'arcade de la cabine Comme le montre clairement la figure 6, les cornières supports présentent un léger épaulement 34 par rapport à la plate-forme afin de servir d'appui pour les
bords inférieurs des panneaux 31.
La fixation des panneaux, de la cornière de seuil et des cornières supports ne peut pas se faire directement sur l'âme de la plate-forme car un assemblage par vis sur une matière alvéolaire ou en nids d'abeilles aurait une
très faible tenue mécanique.
Pour remédier à cela, on insère dans les quatre tranches de la plate-forme un cadre formé de quatre profils métalliques 36,38,40,42 en U comme le montrent les figures 3 à 6 Par exemple, le profil 36 (figure 5) est fixé de manière que ses ailes parallèles 44,46 s'insèrent exactement entre les couches de contreplaqué 22,26 et que son aile centrale 48 soit à l'affleurement du bord de la plate-forme Les profils peuvent également être tubulaires
à section carrée ou rectangulaire.
On peut ainsi effectuer tous les vissages et taraudages sur les ailes 44,46 et 48 des profils formant le cadre Comme le montre par exemple la figure 5, la cornière de seuil 30 est percée d'une pluralité de trous lisses 50 qui viennent se placer en face de trous taraudés 52 (figure 1) percés dans l'aile centrale 48 du profil de seuil 36 L'assemblage de la cornière de seuil 30 est effectué au moyen de boulons 54 Pour augmenter l'épaisseur de vissage, le profil 36 est muni sur la face interne de son aile centrale d'un plat soudé 56 percé également de trous taraudés On notera sur la figure 5 que le bord de l'âme en mousse 12 est taillé de manière à y
ménager des réservations pour l'introduction du profil 36.
De la même façon, le profil 42 est percé respectivement sur son aile centrale et sur son aile inférieure de trous taraudés 58 (figure 6) et 59 (figure 1) pour le vissage des panneaux 31 et des cornières
supports 32, au moyen de boulons respectifs 60,62.
Les figures 7 et 8 représentent le mode d'assemblage de deux profils adjacents à un coin de la plate-forme, par exemple le coin gauche du seuil Le profil de seuil 36 présente à son extrémité deux échancrures 64,66 de manière à ce qu'il puisse s'emboîter à angle droit dans le profil 38 L'assemblage est réalisé au moyen d'une équerre 68 dont les bras sont percés de trous taraudés 70 Ces trous viennent en coïncidence avec des trous lisses 72 percés sur les ailes centrales des profils 36 et 38 Ces derniers
sont solidarisés au moyen de boulons 74.
La solution décrite ci-dessus convient pour fixer des éléments sur les bords de la plate-forme Lorsque des
pièces doivent être fixées sur la surface de la plate-
forme, loin des bords, il est nécessaire de noyer dans la mousse 12 des inserts métalliques filetés ou taraudés sur lesquels viennent se fixer lesdites pièces Les figures 9
à 12 montrent plusieurs formes de réalisation d'inserts.
La figure 9 par exemple, montre un écrou 76 emprisonné dans la mousse 12 et dans lequel vient se
visser une vis 78 qui sert à serrer la pièce à fixer 80.
Dans la figure 10, l'insert est constitué par une vis 82 dont la tête 84 est emprisonnée dans la mousse 12 La
pièce à fixer 80 est retenue au moyen d'un écrou 86.
Le mode de réalisation de la figure Il utilise une bague métallique 88 insérée dans un trou traversant percé à travers toute l'épaisseur de la plate-forme La pièce à fixer 80 est serrée au moyen d'un boulon 90 qui traverse la bague, et d'un écrou 92, une rondelle 94 de grand diamètre étant éventuellement interposée entre l'écrou et la face inférieure de la plate-forme afin de répartir
l'effort de serrage sur une grande surface.
Dans le mode de réalisation de la figure 12, on utilise un insert métallique fileté 96 qui est noyé dans ame en mousse lors du moulage de celle-ci L'insert 96 comporte une tête 98 en T et une tige filetée 100 qui fait saillie sur la surface supérieure de la plate-forme Un écrou 102 vissé sur la tige filetée 100 maintient la pièce 80. La plate-forme selon l'invention présente de bien meilleures performances mécaniques que la plate-forme de
la technique antérieure.
La contrainte de cisaillement agit essentiellement au niveau de l'âme 12 Pour améliorer la résistance au cisaillement, on doit augmenter l'épaisseur de l'âme, ce qui peut être fait sans augmenter notablement le poids de la plate-forme compte tenu de la faible densité des matériaux utilisés pour réaliser l'âme Ainsi, à volume équivalent, le poids de la plate-forme selon l'invention est inférieur à celui des plates-formes classiques Le coût de la plate-forme est également réduit du fait que les matériaux utilisés pour l'âme sont bien moins chers que les poutres métalliques qui constituent l'ossature des
plates-formes conventionnelles.
Les essais en flexion effectués sur la plate-forme selon l'invention ont montré que la flèche est de l'ordre de 0,1 mm/m ce qui est nettement inférieur à la valeur
exigée par la norme (lmm/m).
Dans le domaine des matériaux composites stratifiés, il n'existe pas de limite de fatigue, comme pour les
aciers.
La plate-forme selon l'invention résiste également bien aux chocs, aussi bien ceux résultant de la chute d'une charge, que ceux consécutifs à la prise du parachute. On décrira à présent, uniquement à titre d'exemple, deux modes de réalisation pratique de la plate-forme selon l'invention.
EXEMPLE I
Cet exemple est celui illustré sur les figures 3 à 6.
1 Caractéristiques physiques Dimensions 2,2 m x 3 m Epaisseur 0,1 m Masse totale 500 kg Charge utile 3 200 kg Une plate-forme classique ayant les mêmes dimensions
a une masse de 1000 kg et coûte quatre fois plus cher.
Les matériaux pouvant être utilisés sont les suivants: sp Tu ua aln Dnais aun q U Be L 901 '0 Il saq Dnoz xnep puvadmo D @m, 'ú 1 aan Zg I avd pa:lsni F Ise aldmexi qx D II Mld NMX :* Q m m oz amio J-elld vl ap eass O B: :s mm: m I'0 m I ans ap Xda DDB: :: uumad uol Iemogp G: : umi: um 9: l uo Txa'U oss adm o: O d : enblisuld: anb Tzsd 'uollo BI 4) aîu I Tx Vm: :uolqmaojpa uol Jmaoja G eavlq D Da AB salupaluoo: ::: muv 9 X 8 ap a D Bogns aun ans: : O 008: ooo ú: anoaunp UO lz TI 3 ddw aed: ::: a$uuo 5 ulod n B aou Is I Fsp:Sz : * a DV: aarsodmo D: Snb S: la Flo ua emaog-91 iupd VBE ap le Vi Tsodmoz D am-iog-azuld te T ap UO Slea>dmoo * ú :uollanssj ap qnqpp: ú::
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d'abeilles et réalisées par exemple en aluminium Ces couches sont séparées par une tôle d'acier 108 Sur leurs
faces extérieures sont collées des peaux 14,16.
Une telle plate-forme a une résistance au poinçonnement particulièrement élevée La couche en nids d'abeilles supérieure 104 sert à répartir les efforts de poinçonnement sur la couche en nids d'abeilles inférieure 106.
Claims (10)
1 Plate-forme, notamment pour cabine d'ascenseur et monte-charge, caractérisée en ce qu'elle a une structure composite et comprend au moins une couche centrale ou âme ( 12) réalisée en un matériau léger, et deux couches de
revêtement ( 14,16) fixées sur les deux faces de l'âme.
2 Plate-forme selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'âme ( 12) est réalisée en bois, en mousse de matière thermoplastique, par exemple en polyuréthanne, en carton imprégné, ou en métal léger, par exemple en aluminium. 3 Plate-forme selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'âme est divisée en bandes ( 18) disposées parallèlement, par exemple dans le sens de la largeur, et séparées les unes des autres par des tasseaux incompressibles ( 20) en bois ou en carton, montés sur chant, de même hauteur que l'âme et s'étendant sur toute
la largeur de la plate-forme.
4 Plate-forme selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'âme comprend deux couches ( 104,106) ayant une structure en nids d'abeilles, et réalisées par exemple en aluminium, lesdites couches étant collées sur une tôle intermédiaire ( 108), par exemple en acier, deux peaux ( 14,16) étant collées sur les faces extérieures desdites
couches.
Plate-forme selon la revendication 1, caractérisée en ce que les couches de revêtement ( 14,16) sont
constituées chacune de matériaux composites stratifiés.
6 Plate-forme selon la revendication 5, caractérisée en ce que la couche de revêtement ( 14) située du côté intérieur de la cabine comprend une feuille de contreplaqué ou en stratifié ( 22) collée sur l'âme ( 12), un mat en fibres minérales ( 24), par exemple en fibres de verre agglomérées au moyen d'une résine, ledit mat étant collé sur la feuille de contreplaqué, et une mince tôle
d'acier ( 25).
7 Plate-forme selon la revendication 5, caractérisée en ce que la couche de revêtement ( 16) située du côté il extérieur de la cabine comprend une feuille de contreplaqué ou de stratifié ( 26) collée sur l'âme ( 12), un tissu de fibres minérales ( 27) agglomérées au moyen
d'une résine, et éventuellement une mince tôle d'acier.
8 Plate-forme selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un cadre périphérique formé des profils métalliques en U ( 36, 38,40,42) ou tubulaires à section carrée ou rectangulaire, lesdits profils étant insérés exactement entre les couches de revêtement ( 14, 16) et leur face extérieure ( 48) venant à l'affleurement du
bord de la plate-forme.
9 Plate-forme selon la revendication 8, caractérisé en ce que sur l'aile centrale du profil ( 36) longeant le côté d'entrée de la plate- forme est fixée une cornière de
seuil ( 30) de seuil.
Plate-forme selon la revendication 8, caractérisée en ce que sur l'aile centrale des profils
( 38,40,42) qui longent les trois autres côtés de la plate-
forme sont fixées les extrémités inférieures de panneaux
( 31) formant les parois latérales de la cabine.
11 Plate-forme selon la revendication 8, caractérisée en ce que sous les trois bords autres que le bord d'entrée de la plate- forme sont fixées des cornières
supports ( 32).
12 Plate-forme selon la revendication 1, caractérisée en ce que des inserts métalliques filetés ou taraudés ( 78,82,88,96) sont noyés dans l'âme ( 12) de manière à pouvoir y visser des éléments, tels que vis ou écrous, pour la fixation des pièces ( 80) à rapporter sur
la surface de la plate-forme.
13 Plate-forme selon la revendication 8, caractérisée en ce que les profils ( 36,38,40,42) sont assemblés entre eux au moyen d'équerres ( 68) boulonnées
sur les ailes centrales desdits profils.
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