WO2008046979A2 - Systeme de verrouillage d'une charniere d'articulation de deux elements pivotants - Google Patents

Systeme de verrouillage d'une charniere d'articulation de deux elements pivotants Download PDF

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WO2008046979A2
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Pierre Thomas
Nicolas Tcherniguin
Jean-Marc Cholley
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Technip France
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Definitions

  • Locking system of a hinge hinge of two pivoting elements Locking system of a hinge hinge of two pivoting elements.
  • the present invention relates to a system for locking a hinge hinge of two pivoting elements.
  • heavy infrastructure which consists of pivotal elements relative to each other.
  • the elements of the infrastructure are most often interconnected by a hinge formed for example by a hinge which has an axis about which pivot or tilt said elements.
  • pivoting elements exist in multiple applications, such as for the doors of hangars or boats or for the lock gates or for the flaps of protection of the equipment arranged on the bridge of the oil platforms in order to avoid that these equipments suffer the effects of the swell.
  • These wings are movable between a horizontal position in the extension of the deck of the platform which increases the buoyancy during transport and a positron raised.
  • the object of the invention is to propose a locking system which avoids these drawbacks and whose design is simple and makes it possible to effectively block the pivoting elements relative to each other in any position.
  • the subject of the invention is therefore a system for locking an articulation hinge of two pivoting elements, said hinge comprising an axis integral with an element, characterized in that it comprises a series of parallel disks, integral with the axis and friction clamping means of these disks on a series of against-disks to block the element secured to the axis in any position relative to the other element.
  • the friction clamping means are formed by two opposite and symmetrical assemblies, resting on the axis and leaving between them a housing for the series of disks and for the series of counter discs,
  • each set comprises two clamping wedges extending substantially perpendicularly to the axis and interconnected by a transverse branch extending substantially parallel to the discs and against them; - discs,
  • each clamping member is formed by a jack, for example hydraulic or pneumatic, extending substantially parallel to the axis,
  • the counter-discs are formed by platelets interposed between the discs and held at each of their ends by a frame,
  • each end plate of the series of against-disks comprises a positioning boss in a notch formed in the transverse branch of the adjacent assembly to maintain said assembly on the axis,
  • the outer wall of the shaft comprises two opposite rings each forming a support for one of the two assemblies, said rings being interconnected by at least one tie passing through the series of discs and extending substantially parallel to this axis, and -
  • the system forms an independent system adaptable on an axis of a hinge hinge of two pivoting elements.
  • FIG. 1 is an example of application of a locking system according to the invention and this figure is a schematic elevational view of a petroleum platform
  • FIG. 2 is a schematic and partial view of two pivoting elements provided with a locking system, according to the invention
  • FIG. 3 is a schematic view in elevation and partly in axial section of the locking system according to the invention.
  • FIG. 4 is a side view of the locking system according to the invention.
  • FIG. 5 is a sectional view along the line 5-5 of FIG. 3, and
  • FIG. 6 is a schematic perspective view of a set of clamping means of the locking system according to the invention.
  • FIG. 1 there is shown an example of application of the locking system and this figure schematically shows a self-elevating oil platform comprising a hull 1 mounted movable on vertical legs 2 for bearing on the seabed, when the platform is in a drilling or operating position.
  • the edges of the bridge 1 are equipped with boxes 3 movable between a position shown in dashed lines, substantially horizontal in the extension of the shell 1 and a position shown in solid lines, folded upwards so as to constitute a barrier of protection equipment, not shown, arranged on the hull 1 of the platform to prevent them from the effects of the swell.
  • the caissons 3 make it possible to increase the buoyancy of the hull 1 during its transport.
  • Each casing 3 is pivotally mounted on the shell 1, for example by means of a hinge 4 and is held in one of the two positions or in any position between these two positions, by a locking system.
  • FIG. 2 diagrammatically shown two elements, respectively 10 and 11, pivotally mounted relative to each other by means of a hinge hinge which comprises an axis 12 integral with one of the two elements, such as for example integral with the element 10.
  • the axis 12 comprises two opposed and parallel rings 15, fixed on the axis 12, for example by welding or by any other suitable method of known type.
  • the locking system 20 comprises a series of parallel discs 21 extending perpendicularly to the axis 12. These discs 21 form gaps 22 between them and they are fixed on the axis 12, for example by welding or by any other method. appropriate.
  • the locking system also comprises friction clamping means of these discs 21 on a series of against-discs 23 for locking the element 10 integral with the axis 12 in any position relative to the element 11.
  • the friction clamping means are formed by two opposite and symmetrical assemblies 30, forming between them a housing for the series of discs 21 and for the series of counter-discs 23.
  • the assembly 30 comprises two clamping shims 31 extending substantially perpendicular to the axis 12 and held together by a transverse branch 32 extending substantially parallel to the discs 21 and against the discs 23.
  • the assembly formed by the two shims 31 and the transverse branch 32 is supported by means of the lower edge 31a of each shim 31 on a shoulder 16 formed on one side of the corresponding ring 15.
  • each shim 31 has a cutout 31b allowing each shim 31 to rest on the shoulder 16 of the corresponding ring 15 and also to block the assembly 30 in a direction parallel to the axis 12 oriented towards the outside of the housing formed between the two rings 15.
  • the opposite shims 31 of the two assemblies 30 are interconnected by at least one clamping member which, in the embodiment shown in this figure, is constituted by a hydraulic or pneumatic jack 36 extending substantially parallel to the axis 12.
  • the two sets 30 are connected by at least two jacks 36.
  • the against-discs 23 are formed by platelets interposed between the discs 21 and these pads are held at each of their ends by a frame 17 which blocks all the pads 23 in all directions.
  • Each plate 23 comprises, in the embodiment shown in the figures, two inserts 24 for example of cylindrical shape extending perpendicular to the plates 23 and whose end faces are projecting from the side faces of the plate 23 corresponding. These inserts 24 have end faces intended to be applied to the adjacent disc 21 having ridges and covered with titanium carbide, for example.
  • Each end plate 23 of the counter-disk series has, on its external face, that is to say on its face facing the transverse branch 32 of the adjacent assembly, a boss 38 for positioning in a notch 39 formed in the transverse branch 32 as a whole adjacent so as to support each assembly 30 on the axis 12 via the shoulder 16 of each ring 15.
  • the two assemblies 30 connected together by the jacks 36 and the series of counter-disks formed by the wafer 23 are locked in a direction perpendicular to the axis 12 and are free to move towards each other under the effect of the jacks 36 so as to block the discs 21 in rotation by clamping them between the plates 23 and the friction plate 35 of each assembly 30.
  • the rings 15 are interconnected by tie rods 19 uniformly distributed around the periphery of these rings and which extend substantially parallel to the axis 12 while passing through the discs.
  • the tie rods 19 can maintain the rings 15 during the clamping force.
  • the locking system according to the invention forms an independent system adaptable on an axis of a hinge hinge of two pivoting elements.
  • This system can be mounted on a section of the hinge axis, as shown in FIG. 2, or on one end of this axis.
  • the locking system is easily adaptable to existing structures.

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Abstract

L'invention concerne un système de verrouillage (20) d'une charnière d'articulation de deux éléments pivotants, ladite charnière comportant un axe (12) solidaire d'un élément, 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 solidaire de l'axe (12) dans une position quelconque par rapport à l'autre élément.

Description

Système de verrouillage d'une charnière d'articulation de deux éléments pivotants.
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 œuvre 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 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 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 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,
- 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- 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 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 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.
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 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 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 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 plateforme 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 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 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.
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 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.
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 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 rapport a 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 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 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.
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 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.
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.
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 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 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 Ia 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 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.
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 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
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 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 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 structures existantes.

Claims

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).
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).
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. 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 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.
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