FR3047702A1

FR3047702A1 - Actionneur en acier pour verrou tournant

Info

Publication number: FR3047702A1
Application number: FR1751113A
Authority: FR
Inventors: Ture Nyholm
Original assignee: Skrin Pty Ltd
Current assignee: Skrin Pty Ltd
Priority date: 2016-02-11
Filing date: 2017-02-10
Publication date: 2017-08-18
Anticipated expiration: 2037-02-10
Also published as: NZ729024A; AU2017200922A1; AU2022211897B2; DE102017102665A1; GB2549367B; GB201702196D0; FR3047702B1; DE102017102665B4; AU2022211897A1; GB2549367A

Abstract

La présente invention propose un moyen de précontrainte pour un verrou tournant de conteneur, où le moyen de précontrainte est un ressort de torsion (15) avec des spires (33) en spirale, qui présente une première extrémité (19), qui est en prise dans l'ensemble de verrou tournant, et une deuxième extrémité (40) qui est en prise avec l'arbre de l'ensemble de verrou tournant. Le ressort de torsion (15) offre un accouplement plus robuste et solide de la tête de l'ensemble de verrou tournant. L'ajout d'un bras indicateur, qui est relié au ressort du point de vue du fonctionnement, offre un moyen d'évaluation de l'état du ressort de verrou tournant pour savoir s'il se trouve dans la position de verrouillage ou de déverrouillage.

Description

Actionneur en acier pour verrou tournant

La présente invention a pour objet des dispositifs de fixation de conteneurs, en particulier des conteneurs de fret, en offrant une liaison d’arrimage et de libération automatique d’un conteneur de fret. L’utilisation de conteneurs pour le transport de marchandises est courante en raison de la facilité de manutention du fret ainsi que des économies de main-d’œuvre, comparé au transport non conteneurisé. Des conteneurs modulaires peuvent être expédiés d’un point à un autre de manière relativement facile et efficace en utilisant un certain nombre de systèmes de transport différents, par exemple des camions, des navires et des véhicules ferroviaires.

Les conteneurs modulaires ont des pièces de coin coulées creuses avec des ouvertures passant à travers elles afin de recevoir un élément d’arrimage et de précontrainte, par exemple un verrou tournant.

Un verrou tournant comprend une base sur laquelle le conteneur peut reposer avec une partie de tête qui est mise en rotation par rapport à la partie de base, de manière à ce que dans une première position de rotation (position ouverte), la tête puisse passer à travers l’ouverture de la pièce de coin coulée du conteneur. Dans une deuxième position de rotation (position verrouillée), la tête est décalée par rapport à l’ouverture et de ce fait elle ne peut pas se déplacer à travers l’ouverture et fixe ainsi solidement le conteneur contre l’enceinte ou la base. Typiquement, un verrou tournant utilise un moyen de précontrainte, par exemple un ressort, dans la partie de base, le moyen de précontrainte agissant lorsqu’un couple est appliqué par l’entrée en prise de la pièce de coin coulée creuse avec la partie de tête du verrou tournant. Le moyen de précontrainte produit une force de résistance à la rotation de la tête du verrou tournant et ce n’est que lorsque cette force de résistance a été atteinte que la tête se déplace dans la position ouverture pour permettre de libérer le conteneur. D’autres types de moyens de précontrainte pour des verrous tournants incluent des blocs de caoutchouc qui s’insèrent dans la base du verrou tournant. L’avantage de l’utilisation d’un moyen de précontrainte en caoutchouc dans un verrou tournant est bien connu, en particulier sa résilience et sa facilité d’entretien. Des moyens de précontrainte en caoutchouc de ce type sont divulgués dans les documents AU 687217 ainsi que US4626155.

En référence au document US4626155 et à la figure 1, le verrou tournant 5 présente une partie de tête 7 reliée à un arbre 9. Le moyen de précontrainte est un ensemble de ressort en caoutchouc 10 qui est claveté pour fonctionner conjointement avec l’arbre 9 dont la totalité est logée dans la partie formant boîtier 2 et 3. Des éléments de clavetage 11 font saillie à partir de l’arbre 9 et pénètrent dans les ouvertures 12 de l’ensemble de ressort en caoutchouc 10. La partie de tête 7 peut être mise en rotation de sa première position à une deuxième position uniquement par déformation de l’ensemble de ressort en caoutchouc 10.

Toutefois, on a observé au cours du temps que les verrous tournants classiques à moyen de précontrainte à ressort et caoutchouc sont sensibles aux conditions météorologiques. Par exemple, en cas de baisse significative de la température ambiante, par exemple lorsqu’un train de marchandises se déplace d’une partie du pays à une autre, le moyen de précontrainte en caoutchouc peut durcir et nécessiter une augmentation significative de la force d’entrée et/ou de sortie pour effectuer une rotation de la partie de tête du verrou tournant. A l’inverse, lorsqu’il y a une augmentation sensible des températures ambiantes, le moyen de précontrainte en caoutchouc peut ramollir, faisant ainsi diminuer la force d’entrée et/ou de sortie nécessaire pour faire tourner la partie de tête, et créant éventuellement un problème de sécurité car le conteneur arrimé peut se détacher.

De tels changements des températures ambiantes subis par les trains de marchandises sont plus fréquents que l’on pourrait le croire, notamment pour des trains circulant dans des climats froids. Par conséquent, cela pose un problème de concevoir un moyen de précontrainte de verrou tournant qui soit résilient aux changements des températures ambiantes et produise une force suffisante pour garantir que le conteneur fixé soit maintenu de façon sûre, indépendamment des conditions environnantes, et garantisse une longue durée de vie du verrou tournant, sans entretien excessif.

La présente invention a pour but de surmonter ou du moins de remédier sensiblement aux inconvénients et aux défauts de l’état de la technique. L’invention a pour objet un moyen de précontrainte destiné à un ensemble de verrou tournant, le moyen de précontrainte étant un ressort de torsion plat ayant des spires en spirale, une première extrémité d’accouplement centrale pour recevoir un arbre, et une deuxième extrémité présentant une encoche d’arrimage destinée à coopérer avec l’intérieur d’un ensemble de verrou tournant.

Le ressort de torsion plat peut être un ressort de torsion annulaire.

Les spires en spirale du ressort de torsion plat peuvent être excentriques.

Le verrou tournant peut comprendre une partie de tête rotative, la partie de tête comportant un arbre doté d’une extrémité d’accouplement de moyen de précontrainte. L’extrémité d’accouplement du moyen de précontrainte peut être sensiblement circulaire. L’extrémité d’accouplement du moyen de précontrainte peut comporter au moins une saillie.

La saillie peut s’étendre à partir de la périphérie extérieure de l’extrémité d’accouplement du moyen de précontrainte.

Le moyen de précontrainte peut comporter une première extrémité d’accouplement centrale formée pour être accouplée sensiblement avec l’extrémité de réception de moyen de précontrainte de l’arbre.

Le ressort de torsion plat peut présenter une forme elliptique.

Le ressort de torsion plat peut comporter une partie de pied s’étendant à partir d’une périphérie intérieure centrale située sur la première extrémité d’accouplement centrale.

La partie de pied peut être décalée par rapport à un axe central de la périphérie intérieure centrale sur la première extrémité d’accouplement centrale.

La partie de pied peut présenter une largeur qui est supérieure à celle des spires du ressort de torsion plat.

Le ressort de torsion plat peut présenter un état relâché et un état actif, et peut fonctionner entre l’état relâché et l’état actif.

Le ressort de torsion plat peut comprendre un bras indicateur faisant saillie à partir d’une surface extérieure du ressort de torsion plat, le bras indicateur étant configuré pour indiquer si le ressort de torsion plat est à l’état relâché ou à l’état actif.

Le bras indicateur faisant saillie à partir de la surface extérieure du ressort de torsion plat peut s’étendre de façon sensiblement tangentielle.

Le ressort de torsion plat et le bras indicateur peuvent être reliés du point de vue du fonctionnement.

Le ressort de torsion plat et le bras indicateur peuvent être reliés du point de vue du fonctionnement par l'intermédiaire d’un moyen d’accouplement de verrouillage.

Le moyen d’accouplement de verrouillage peut être un assemblage à queue d’aronde entre le ressort de torsion plat et le bras indicateur.

Le moyen d’accouplement de verrouillage peut être une encoche dans la périphérie extérieure du ressort de torsion plat.

Le bras indicateur peut comprendre une patte faisant saillie.

Le ressort de torsion plat peut comprendre une patte faisant saillie à partir d’une surface extérieure du ressort de torsion plat.

La patte faisant saillie depuis la surface extérieure du ressort de torsion plat peut s’ajuster dans une encoche sur le bras indicateur. D’autres objets et avantages de la présente invention seront mieux compris en se reportant à la description qui suit, en relation avec les dessins annexés qui illustrent à titre d’exemple un mode de réalisation de la présente invention.

Un exemple de réalisation de l’invention sera décrit en détail ci-après à titre d’exemple et en référence aux dessins annexés, sur lesquels : -la figure 1 représente une vue éclatée en perspective d’un exemple d’un ensemble de verrou tournant de l’état de la technique, montrant un moyen de précontrainte en caoutchouc ; -la figure 2 représente une vue en perspective de la présente invention ; -la figure 3 représente une vue en plan de la présente invention ; -la figure 4 représente une vue de côté de la figure 3 ; -la figure 5 représente une vue en perspective de la présente invention, avec un bras indicateur relié ; -la figure 6 représente une vue de dessus de l’invention, telle que montrée dans la figure 5 ; -la figure 7 représente une vue de côté de l’invention, telle que montrée dans la figure 6 ; -la figure 8 représente une vue en perspective d’une autre forme de l’invention ; et -la figure 9 représente une vue de dessus de l’invention, telle que montrée dans la figure 8.

En référence à l’ensemble de verrou tournant de la figure 1, illustrant l’état de la technique, et au moyen de précontrainte en caoutchouc 10, appelé également « ressort » ou « activateur », le fonctionnement du verrou tournant dépend de la capacité du moyen de précontrainte en caoutchouc 10 à se déformer d’une manière régulière et fiable, de façon à garantir que la tête 7 du verrou tournant 5 entre en prise avec le conteneur lorsque cela est nécessaire. L’ensemble de verrou tournant présente une base 2, qui le supporte, et une partie de tête 3 pour former la partie boîtier de l’ensemble de verrou tournant, une partie d’arbre 9 et un moyen de précontrainte/activateur 10. L’arbre 9 est logé dans le boîtier formé par la base 2 et la partie de tête 3 et est supporté en partie par la base, l’arbre 9 peut être entraîné en rotation autour d’un axe de rotation qui s’étend dans le sens de la longueur de l’arbre ; la rotation de l’arbre 9 a pour effet que la tête 7 tourne entre une position verrouillée, destinée à entrer en prise avec un fond d’un conteneur, et une position déverrouillée ou de chargement. Lorsque l’arbre 9 tourne de la position déverrouillée vers la position verrouillée, le moyen de précontrainte en caoutchouc est déformé, de manière à solliciter la tête 7 en direction de la position verrouillée.

Le moyen de précontrainte ou activateur de la présente invention est un ressort de torsion 15 en spirale qui est formé d’un matériau métallique à résilience appropriée, tel que montré dans la figure 2.

Le ressort de torsion 15 a une forme annulaire ou circulaire et présente une périphérie extérieure 17 et une périphérie intérieure 20. La périphérie intérieure 20 se situe à une première extrémité de ressort 19, qui est une extrémité d’accouplement d’arbre, et définit une interface d’arbre centrale 21 destinée à recevoir et entrer en prise avec un arbre qui est relié à la tête d’un verrou tournant. Pour garantir une disposition positive de l’arbre dans l’interface d’arbre central, il est prévu au moins une patte en saillie qui est située sur la surface extérieure de l’arbre, la patte en saillie établissant un accouplement positif ou un emboîtement dans la périphérie intérieure 20 qui est formée de manière à présenter une partie 22 sensiblement annulaire ou circulaire et une partie plate 24. A chaque extrémité de la partie plate 24, il est prévu une encoche ou une indentation 26 formée pour recevoir une nervure complémentaire sur l’arbre, afin d’augmenter l’ajustement conjugué.

Une partie de pied 27 est décalée par rapport à l’axe central 30, de manière à ce que la largeur 31 du pied 27 soit sensiblement plus grande que, par exemple, la largeur des spires 33 du ressort. En augmentant la quantité de matière du pied 27, on a constaté qu’il y a une augmentation considérable de la résilience du ressort vis-à-vis d’une défaillance catastrophique éventuelle du pied, comparé par exemple au cas où un pied s’étend directement vers l’extérieur, dans l’alignement de l’axe 36.

Une encoche 38 est disposée sur la deuxième extrémité de ressort 40, sachant que l’encoche 38 est en prise de façon à coopérer avec un moyen destiné à fixer l’extrémité de ressort dans un logement ou une cavité de ressort, afin d’empêcher tout mouvement de rotation de la deuxième extrémité de ressort 40. Par exemple, l’encoche 38 peut entrer en prise avec une patte ou une saillie de forme appropriée qui s’étend à partir d’une surface intérieure du logement de ressort (non représenté).

Les spires en spirale 33 ont une forme sensiblement circulaire ; toutefois, dans un autre mode de réalisation, il a été montré que les spires en spirale 33 offrent une meilleure performance, en termes de résilience vis-à-vis de changements de température, et produisent également des forces plus constantes en vue de l’activation, lorsqu’elles présentent une orientation elliptique, comme montré dans les figures 2 et 3.

Dans le cadre d’une utilisation normale, le ressort de torsion 15, lorsqu’il est à l’état relâché, maintient l’arbre de la tête du verrou tournant dans une première position, à savoir une position verrouillée, afin de garantir que le conteneur est activement retenu par l’ensemble de verrou tournant.

Lorsque le verrou tournant est ouvert, un arbre passant dans l’ouverture centrale 21 du ressort de torsion 15 est tourné, et puisque le ressort de torsion 15 est en prise avec l’intérieur de l’ensemble de verrou tournant, par sa deuxième extrémité 40, la rotation exerce un couple sur le ressort de torsion 15, puisque l’encoche 38 empêche la rotation du ressort de torsion 15 dans le logement de ressort, ce qui a pour effet la déformation du ressort de torsion 15.

La géométrie et la forme des spires 33 offrent une résistance modulée et constante, garantissant ainsi que dès lors que la tête de l’ensemble de verrou tournant est passée à travers une ouverture respective de la pièce de coin coulée du conteneur, le ressort de torsion 15 ramène la tête du verrou tournant dans la position verrouillée, maintenant ainsi le conteneur solidement en place.

Lorsque le conteneur est soulevé pour être retiré, une force est appliquée à la face inférieure de la tête du verrou tournant, dans la position verrouillée, amenant ainsi une nouvelle fois la tête du verrou tournant, ainsi que l’arbre qui y est relié, à tourner pour quitter la position verrouillée, ce qui a pour effet que le ressort de torsion 15 se déforme et se trouve de ce fait dans un état actif. Lorsque le conteneur est dégagé de la tête de l’ensemble de verrou tournant, le couple exercé par le ressort de torsion 15 sur l’arbre en prise oblige la tête du verrou tournant à revenir dans sa position verrouillée.

Il a été montré que le ressort de torsion 15 de la présente invention offre un fonctionnement et une résilience plus efficaces et constants par rapport à un élément de ressort classique, par exemple les ensembles de ressort en caoutchouc de l’état de la technique, et en comparaison avec des ressorts de torsion ayant une largeur/un diamètre constants.

Il a été montré que les ressorts de torsion de l’état de la technique sont sensibles aux changements de température et ont des points de contrainte significatifs qui sont le résultat de la contrainte élastique interne créée par la déformation. Une telle contrainte est accrue par le poids important des conteneurs, ainsi que par l’action répétée du verrouillage/déverrouillage des conteneurs d’avec le verrou tournant, sur une longe durée.

De plus, le ressort de torsion 15 peut comprendre un bras indicateur qui est soit réalisé d’une seule pièce avec le ressort, soit relié à celui-ci du point de vue du fonctionnement.

Comme le montre la figure 5, le ressort de torsion 100 est similaire à celui représenté dans les figures 2 à 4, en ce sens qu’il comporte une périphérie extérieure 117 et une périphérie intérieure 120. La périphérie intérieure 120 se trouve sur la première extrémité de ressort 119 qui définit une interface d’arbre centrale 121 destinée à recevoir et entrer en prise avec un arbre qui est relié à la tête d’un verrou tournant.

Pour garantir une disposition positive de l’arbre dans l’interface d’arbre centrale 121, il est prévu au moins une patte en saillie qui est située sur la surface extérieure de l’arbre, la patte en saillie effectuant un accouplement ou emboîtement positif dans la périphérie intérieure 120 qui est formée de manière à présenter une partie 122 sensiblement annulaire ou circulaire et une partie plate 124. A chaque extrémité de la partie plate 124, il est prévu une encoche ou une indentation 126 formée pour recevoir une nervure complémentaire sur l’arbre, afin d’augmenter l’ajustement conjugué. Une encoche 138 est située sur la deuxième extrémité de ressort 140.

Sur la périphérie extérieure 117 du ressort 100, il est prévu une patte 130 qui s’étend vers l’extérieur en s’éloignant du ressort de torsion 100. La patte 130 est formée pour s’emboîter ou s’engager fonctionnellement dans une encoche 160 située à une première extrémité 152 d’un bras indicateur 150. L’accouplement fonctionnel de la patte 130 avec l’encoche 160 forme un moyen d’accouplement de verrouillage qui est un assemblage à queue d’aronde.

La patte 130 est située sur le ressort 100, en formant un angle avec l’axe longitudinal 151 du bras indicateur 150, la première extrémité 152 étant ainsi légèrement incurvée pour établir une liaison sensiblement affleurante avec la périphérie extérieure 117 du ressort de torsion 100. Le bras indicateur 150 fait ainsi saillie de façon sensiblement tangentielle à partir du ressort de torsion 100 et présente une longueur suffisante qui a pour effet que la deuxième extrémité 154 est visible de l’extérieur de l’unité du boîtier pour le ressort de torsion 100.

Comme le montre la figure 6, le ressort 100 est à l’état relâché ; toutefois, lorsqu’il est forcé à adopter l’état actif, par rotation, soit dans le sens des aiguilles d’une montre soit dans le sens contraire, suivant un arc 170, la patte 130 sera également forcée à se déplacer, et ce mouvement est communiqué par translation au bras indicateur 150 suivant l’arc 175 qui est visible de l’extérieur du logement dans lequel il est placé, de préférence à travers une ouverture dans le logement.

Une autre forme d’assemblage à queue d’aronde entre le ressort et le bras indicateur est montrée dans les figures 8 et 9, où le ressort 180 présente une encoche 182 sur la périphérie extérieure 187, qui est formée pour recevoir la patte 190 en saillie sur la deuxième extrémité 192 du bras indicateur 195.

Le bras indicateur peut également être coulé ou formé d’un seul tenant avec le ressort, ce qui donne une structure monobloc. L’homme du métier comprendra ainsi aisément que la présente invention, qui a pour objet le ressort de torsion destiné à un verrou tournant, propose un nouveau moyen de précontrainte qui améliore considérablement la fonctionnalité du verrou tournant. Réalisé à partir d’un matériau métallique approprié, il confère de la résistance et de la résilience au mécanisme de verrou tournant utilisé pour fixer solidement des conteneurs, ce qui est important lorsque le mécanisme de verrou tournant est exposé à des conditions météorologiques rudes, en particulier à des températures de gel, qui peuvent rapidement porter atteinte au fonctionnement de moyens de précontrainte classiques à base de caoutchouc. D’autre part, la présente invention propose un mécanisme permettant de déterminer de façon rapide et sûre l’état du ressort de torsion, à l’aide du bras indicateur qui est relié du point de vue du fonctionnement au ressort de torsion. Dès lors qu’un conteneur a été verrouillé dans sa position par l’action du verrou tournant, un opérateur peut vérifier rapidement par un contrôle visuel l’état de chaque verrou tournant en se référant à la position du bras indicateur qui indique si le ressort est à l’état relâché ou à l’état actif.

Bien que l’invention ait été illustrée et décrite ici dans le mode de réalisation préféré considéré comme le plus pratique, il est admis qu’il est possible de s’en écarter tout en restant dans le cadre de l’invention qui ne doit pas être limitée aux détails décrits ici mais qui doit s’appliquer à toute l’étendue des revendications annexées, de manière à englober tous types de dispositifs et d’appareils équivalents.

Claims

REVENDICATIONS

1. Moyen de précontrainte destiné à un ensemble de verrou tournant, le moyen de précontrainte comportant un ressort de torsion plat ayant des spires en spirale, une première extrémité d’accouplement centrale pour recevoir un arbre, et une deuxième extrémité présentant une encoche d’arrimage destinée à coopérer avec l’intérieur du verrou tournant.
2. Moyen de précontrainte selon la revendication 1, caractérisé en outre par le fait que le ressort de torsion plat est un ressort de torsion annulaire.
3. Moyen de précontrainte selon la revendication 1, caractérisé en outre par le fait que les spires en spirale du ressort de torsion plat sont excentriques.
4. Moyen de précontrainte selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en outre par le fait que le verrou tournant comprend une partie de tête rotative, la partie de tête comportant un arbre doté d’une extrémité d’accouplement de moyen de précontrainte.
5. Moyen de précontrainte selon la revendication 4, caractérisé en outre par le fait que l’extrémité d’accouplement du moyen de précontrainte est sensiblement circulaire.
6. Moyen de précontrainte selon la revendication 5, dans lequel l’extrémité d’accouplement du moyen de précontrainte comportant au moins une saillie.
7. Moyen de précontrainte selon la revendication 6, dans lequel la saillie s’étend à partir de la périphérie extérieure de l’extrémité d’accouplement du moyen de précontrainte.
8. Moyen de précontrainte selon la revendication 1, caractérisé en outre par le fait que le moyen de précontrainte comporte une première extrémité d’accouplement centrale, formée pour être accouplée sensiblement avec l’extrémité de réception du moyen de précontrainte de l’arbre.
9. Moyen de précontrainte selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en outre par le fait que le ressort de torsion plat a une forme elliptique.
10. Moyen de précontrainte selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, le ressort de torsion plat comportant une partie de pied s’étendant à partir d’une périphérie intérieure centrale située sur la première extrémité d’accouplement centrale.
11. Moyen de précontrainte selon la revendication 10, caractérisé en outre par le fait que la partie de pied est décalée par rapport à un axe central de la périphérie intérieure centrale sur la première extrémité d’accouplement centrale.
12. Moyen de précontrainte selon la revendication 11, caractérisé en outre par le fait que la partie de pied présente une largeur qui est supérieure à celle des spires du ressort de torsion plat.
13. Moyen de précontrainte selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que le ressort présente un état relâché et un état actif et peut fonctionner entre l’état relâché et l’état actif.
14. Moyen de précontrainte selon la revendication 13, caractérisé par le fait que le ressort comprend un bras indicateur faisant saillie à partir d’une surface extérieure du ressort, le bras indicateur étant configuré pour indiquer si le ressort de torsion plat est à l’état relâché ou à l’état actif.
15. Moyen de précontrainte selon la revendication 14, caractérisé par le fait que le ressort et le bras indicateur sont reliés du point de vue du fonctionnement.
16. Moyen de précontrainte selon la revendication 15, caractérisé par le fait que le ressort et le bras indicateur sont reliés du point de vue du fonctionnement par l'intermédiaire d’un moyen d’accouplement de verrouillage.
17. Moyen de précontrainte selon la revendication 13, caractérisé par le fait que le ressort comprend une patte faisant saillie à partir d’une surface extérieure du ressort.
18. Moyen de précontrainte selon la revendication 16, caractérisé par le fait que la patte faisant saillie à partir de la surface extérieure du ressort s’engage dans une encoche sur le bras indicateur.