Titre : Maillon de chaîne rigide et chaîne rigide équipée de tels maillons

L'invention concerne un maillon de chaîne rigide, et une chaîne rigide formée de tels maillons et capable de travailler de façon rigide en traction et en compression.

État de la Technique

La plupart des chaînes connues sont conçues de forme libre pour travailler en traction entre deux points d'accrochage. Elles sont constituées de maillons, typiquement en acier, chacun d'eux étant imbriqué dans deux maillons voisins fermés sur eux-mêmes. Une action de traction exercée sur des maillons d'extrémité tend la chaîne et permet de l'utiliser en traction. En position de traction, les différents maillons sont alignés et forment sensiblement une droite. Lorsque la traction est relâchée, la chaîne se déforme sous l'effet de la gravité et peut alors être rangée en rouleau, ou en empilement de forme quelconque.

Une variante de chaîne connue est la chaîne articulée de type chaîne de vélo. Elle diffère de la chaîne de forme libre en ce que les maillons ont une forme particulière formée de deux axes reliés par deux flasques latéraux, et deux maillons voisins étant de formes différentes. Cela permet à la chaîne de se déformer sensiblement dans un plan, à savoir le plan du pédalier, mais de résister à une déformation dans une direction hors du plan du pédalier.

Les deux types de chaîne précités ne peuvent travailler qu'en traction et ne sont pas adaptés pour exercer également une poussée sur un objet, par exemple pour soulever ou déplacer une charge.

A cet effet ont été proposées des chaînes dites rigides, pourvues de maillons articulés les uns par rapport aux autres mais configurés pour pouvoir encaisser sans déformation un effort en compression.

Le document EP 1006074 B1 (Serapid) décrit une telle chaîne rigide. Elle est composée d'un ensemble de maillons reliés les uns aux autres. Chaque maillon comporte des flasques latéraux métalliques comportant deux orifices situés d'un côté des flasques, et un troisième orifice situé sur le côté opposé. Les trois orifices de chaque maillon forment un triangle isocèle. Les deux orifices du premier côté reçoivent des axes d'articulation permettant l'articulation des maillons entre eux. Le troisième orifice reçoit un axe d'entrainement pourvu d'un galet d'entrainement qui coopère avec les dents d'un engrenage d'entrainement. En position droite de la chaîne, deux maillons adjacents se verrouillent l'un par rapport à l'autre à l'aide d'encoches aménagées dans les flasques et qui viennent se positionner sur les axes d'entrainement.

On constate que cette structure est relativement complexe et nécessite la fabrication et l'assemblage d'un grand nombre de pièces différentes. En outre, les pièces étant essentiellement métalliques, cette chaîne présente un poids élevé. En outre, elle n'est pas adaptée à un usage dans des environnements corrosifs puisque les pièces métalliques se dégraderaient, menaçant la stabilité de la chaîne.

On connaît aussi de par le document DE 201 02 310 U1 une chaîne composée de maillons composés d'une embase pourvue d'un axe d'articulation, et d'une fourche enserrant l'embase d'un maillon voisin et pourvue d'un orifice pour le passage de l'axe d'articulation. La position de l'axe de rotation est décalée d'un côté du maillon, permettant un enroulement de la chaîne dans une seule direction. Mais lorsque la chaîne est en position droite, la surface d'appui d'un maillon par rapport à son voisin est courbe et de surface très limitée, ce qui a pour conséquence que ce maillon et cette chaîne ne sont pas conçus pour travailler en compression avec des charges lourdes.

Le document US 2014/0109701 Al décrit une chaîne composée de maillons symétriques de forme allongée, également pourvus d'une embase et d'une fourche composée de deux joues. L'extrémité de chaque joue présente un ergot, qui vient se positionner dans une rainure d'une joue d'un chaînon voisin. Les joues de la fourche comportent un orifice oblong traversé par un axe de rotation, de sorte qu'en cas de traction sur la chaîne, les maillons coulissent dans un sens longitudinal de sorte que les ergots se dégagent des rainures, les maillons deviennent mobiles en rotation les uns par rapport aux autres, et la chaîne peut s'enrouler tout en travaillant en traction. Par contre cette chaîne n'est pas adaptée à un travail en compression sans guidage car elle serait instable du fait de la faible taille des ergots. But de l'invention

L'invention a pour but général de proposer un maillon de chaîne pour chaîne rigide qui soit particulièrement simple et qui permette d'obtenir une chaîne rigide peu coûteuse à fabriquer et à assembler, tout en étant adaptée pour fonctionner à la fois en traction et en compression pour soulever ou déplacer sur longue distance des charges élevées, et ce sans guidage par un support ou une paroi.

L'invention a pour but spécifique de proposer un maillon de chaîne et une chaîne rigide qui puissent être utilisés dans une grande variété d'environnements, y compris des milieux corrosifs tels que l'eau chlorée ou salée, par exemple dans un environnement de piscine.

Principe de l'invention

Dans son principe, l'invention propose un maillon et une série de maillons ou chaînons juxtaposés pour former une chaîne, chaque maillon sauf les maillons d'extrémité étant reliés à deux maillons voisins et étant articulé par rapport à eux au niveaud'un axe de rotation. Les maillons sont conçus de manière que la rotation d'un maillon par rapport à son ou ses voisins soit guidée entre des positions extrêmes, et dans l'une de ces positions extrêmes correspondant à la position de travail de la chaîne, les maillons adjacents sont alignés en ligne droite, alors que dans les autres positions les maillons assemblés forment une ligne courbe. Dans la position de travail, lorsque les maillons sont alignés, deux maillons adjacents possèdent des faces en contact importantes et stables conçues pour pouvoir absorber un effort en compression sans que la chaîne ne soit guidée, de sorte que l'ensemble de la chaîne puisse se comporter à la manière d'une poutre absorbant un effort de compression parallèle à la direction d'alignement des maillons. En outre, les maillons sont conçus en un matériau imputrescible et résistant à la corrosion, pour pouvoir être utilisés dans une variété d'environnements, y compris des liquides corrosifs.

Objet de l'invention

L'invention a par conséquent pour premier objet un maillon pour chaîne rigide, comportant un corps sensiblement en forme de fourche et pourvu d'un talon relié par une embase à deux joues parallèles séparées par un espace prévu pour recevoir le talon d'un maillon voisin, le talon et chaque joue comportant un orifice configuré pour recevoir un axe de rotation commun permettant d'articuler un maillon par rapport à un maillon voisin, caractérisé en ce que chaque joue possède un épaulement et une extrémité présentant des faces planes et parallèles entre elles configurées pour venir en appui des faces correspondantes respectivement d'une extrémité et d'un épaulement des joues d'un maillon voisin.

Selon un mode de réalisation, les faces planes des extrémités et des épaulements des joues sont perpendiculaires à la force de compression qui s'exerce sur les maillons en position de travail.

De préférence, la longueur des épaulements et des extrémités des joues est supérieure à la largeur des joues, ce qui augmente sensiblement la stabilité de la chaîne utilisant ces maillons en compression.

Selon l'invention, l'embase comporte de part et d'autre du talon, deux épaulements parallèles configurés pour former une butée par rapport aux extrémités des joues d'un maillon voisin. De préférence, l'amplitude d'articulation de deux maillons voisins est possible dans une plage angulaire limitée à 90 °, l'angle de 0° correspondant à l'alignement des maillons voisins selon une ligne droite.

Les faces des extrémités des joues sont parallèles aux faces des épaulements, et perpendiculaires à la force de compression qui s'exerce sur les maillons en position de travail. De cette manière, lorsque les maillons voisins sont alignés en ligne droite, les épaulements d'un maillon s'appuient contre les faces d'extrémité des joues d'un maillon voisin, ce qui permet d'absorber un effort de compression important.

Selon un mode de réalisation avantageux, chaque joue et le talon d'un maillon ont une forme sensiblement rectangulaire avec un coin arrondi situé au voisinage de l'axe de rotation.

De préférence, les distances entre l'axe de rotation et les deux côtés perpendiculaires des joues et les deux côtés perpendiculaires du talon qui sont voisins de l'axe de rotation, sont égales, ce qui permet un débattement angulaire maximal de 90 ° entre deux maillons voisins.

Avantageusement, l'axe de rotation est perpendiculaire au plan de symétrie principal du maillon et déporté vers le côté arrièredu maillon pourvu des arrondis.

De préférence, le rayon de courbure des coins arrondis des joues et du talon est supérieur à la distance entre l'axe de rotation et les deux côtés perpendiculaires des joues et les deux côtés perpendiculaires du talon qui sont voisins de l'axe de rotation.

Selon un mode de réalisation avantageux, le talon comporte un orifice recevant une vis de fixation filetée dont l'extrémité s'engage dans un orifice taraudé de l'axe de rotation, de façon à rendre le corps du maillon et son axe de rotation solidaires en rotation. L'axe de rotation et sa vis de fixation sont par exemple en acier inoxydable.

Selon un mode de réalisation avantageux, le corps du maillon est en matière plastique mélangée à des fibres de renfort, notamment des fibres de verre.

Le corps du maillon est obtenu par moulage/injection, ou par roto moulage, ou encore par impression 3D.

Alternativement il pourrait être obtenu par assemblage d'un talon, d'une embase et de joues rapportés, mais ce mode de réalisation serait sans doute plus coûteux.

L'invention a également pour objet une chaîne rigide, caractérisée en ce qu'elle comporte un assemblage linéaire de maillons selon l'une quelconque des revendications précédentes, de manière que le talon d'un maillon s'engage dans l'espace situé entre les joues d'un maillon voisin, un axe de rotationcommun étant engagé dans les orifices des joues d'un maillon et l'orifice du talon d'un maillon voisin.

Selon un mode de réalisation particulièrement stable, la chaîne rigide comporte un assemblage linéaire d'éléments de chaîne, chaque élément de chaîne étant constitué de plusieurs maillons unitaires telsque décrits plus haut et reliés par un axe de rotation unique, une partie de l'axe de rotation restant libre pour permettre l'engagement avec une roue dentée d'entrainement de la chaîne.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée et des dessins, dans lesquels :

- La figure 1 représente des vues en élévation et en coupe d'un maillon de chaîne unitaire selon l'invention ;

- La figure 2 représente une vue en perspective d'une chaîne rigide formée par des maillons unitaires conformes à la figure 1 ; - La figure 3 représente des vues en élévation et en perspective d'un élément de chaîne formé par deux maillons unitaires selon la figure 1 ;

- La figure 4est une vue en perspective d'une chaîne rigide formée par des éléments de chaîne conformes à la figure 3 ;

- La figure 5 représente une vue en perspective d'une extrémité de chaîne rigide selon la figure 4, pourvue d'un pied ;

- La figure 6 représente une vue de détail en perspective du pied de la chaîne selon la figure 5 ;

- La figure 7 représente des vues de côté et de face d'une roue d'engrenage utilisable pour entraîner les chaînes rigides selon les figures 4 et 6.

Description détaillée

On se réfère à la figure 1. La partie gauche de la figure 1 représente une vue de face en élévation d'un maillon unitaire 1 selon l'invention. Il comporte un corps 2 sensiblement en forme de fourche. Il est pourvu d'un talon 3 relié par une embase 4 perpendiculaire au talon, à deux joues parallèles 5 séparées par un espace 6 prévu pour recevoir le talon 3 d'un maillon 1 voisin.

Le talon 3 et chaque joue 5 comportent un orifice configuré pour recevoir un axe de rotation 7 (non représenté dans cette figure) commun permettant d'articuler un maillon par rapport à un maillon voisin.

Le talon 3 et les joues 5 sont de forme généralement parallélépipédique. Le maillon 1 est symétrique par rapport à un plan de symétrie principal 8 passant par le plan médian du talon 3 et au milieu entre les deux joues 5.

L'embase 4 comporte de part et d'autre du talon 3, deux épaulements parallèles 9 configurés pour former une butée par rapport aux faces d'extrémités 10 des joues d'un maillon voisin, lorsque ces deux maillons sont alignés. C'est cette butée qui permet de bloquer les maillons entre eux et d'absorber les efforts de compression auxquels ils seront soumis.

A cet effet, les faces des extrémités 10 des fourches sont parallèles aux faces des épaulements 9, et perpendiculaires à la force de compression qui s'exerce sur les maillons en position de travail, dans une direction parallèle au plan de symétrie principal 8. Comme visible sur la figure 1 centrale qui correspond à une vue en coupe A- A du maillon, le maillon 1 a selon cette direction une forme sensiblement rectangulaire délimitée par des côtés 13, 14, 15, 16 mais avec deux coins arrondis 17,18. Le corps 2 comporte donc un côté avant 13 et un côté arrière 14, un côté supérieur 15 et un côté inférieur 16, dans l'orientation représentée. Des orifices 19, 20, 21 de même diamètre et alignés selon une ligne parallèle au côté arrière 14 et voisine de celui-ci sont aménagés dans le corps 2 et destinés à recevoir un axe de rotation 7. L'axe des différents orifices 19, 20, 21 est perpendiculaire au plan de symétrie principal 8 du maillon et déporté vers le côté arrière 14 du maillon.

L'orifice 19 est aménagé dans le talon 3 du maillon, et les orifices 20, 21 sont aménagés dans les joues 5, comme visible sur la partie droite de la figure 1 qui correspond à une vue en coupe du maillon selon le plan de coupe noté B-B passant par le centre des orifices 19, 20, 21.

De préférence, les distances dl, d2 entre le centre des orifices 19, 20 et les côtés 14, 15, 16 des joues qui sont voisins desdits orifices, sont toutes égales. En outre, les centres des arrondis 17, 18correspondent respectivement aux centres des orifices 19, et (20,21). De plus, les rayons de courbure des arrondis 17, 18 sont supérieurs à la distance entre les différents orifices 19, 20, 21 et les côtés 13, 14, 15, 16 du maillon. De cette manière, on assure que la rotation de deux maillons voisins est limitée à une plage angulaire comprise entre 0° et 90 °, l'angle de 0° correspondant à la position alignée des maillons, et donc à la position de travail stable de la chaîne.

Selon un mode de réalisation préféré du maillon 1, le talon 3 comporte en outre un orifice 22 recevant une vis de fixation filetée (non représentée) dont l'extrémité s'engage dans un orifice taraudé (non représenté) aménagé dans l'axe de rotation 7, de façon à rendre le corps 2 et son axe de rotation 7 solidaires en rotation.

Selon un mode de réalisation avantageux, le corps 2 du maillon 1 est en matière plastique mélangée à des fibres de renfort, notamment des fibres de verre, selon un dosage à déterminer en fonction de la résistance mécanique recherchée. Pour que le maillon 1 puisse être utilisé sans dommage dans un environnement corrosif, il est utile que l'axe de rotation 7 et la vis de fixation qui s'y engagesoient en acier inoxydable ou un autre matériau résistant à la corrosion.

Plusieurs méthodes de fabrication peuvent être envisagées pour fabriquer le corps 2 du maillon selon l'invention. Pour une production économique en fort volume, on pourra utiliser un procédé d'injection de la matière plastique chargée de fibres dans un moule, puis de démouler les pièces après durcissement. Alternativement, il sera possible d'utiliser des techniques connues en soi de roto moulage, d'impression 3D, d'usinage, ou d'assemblage d'un talon 3, d'une embase 4 et de joues 5 rapportées.

Comme représenté en figure 2, pour obtenir une chaîne rigide 23 avec des maillons 1, il suffira de réaliser un assemblage linéaire de maillons 1 tels que décrits plus haut, en veillant que le talon 3 d'un maillon donné s'engage dans l'espace 6 entre les joues 5 d'un maillon voisin, puis de positionner et fixer un axe de rotation 7 dans les orifices 20,21 d'un maillon et l'orifice 19 d'un maillon voisin. Les axes de rotation 7 pourront dépasser sur au moins un côté des maillons, de manière à donner une prise à une roue d'engrenage pour entraîner la chaîne 23 ainsi constituée, par exemple en déplacement vertical pour soulever une charge.

En fonctionnement en position de travail, les faces 10 des joues d'un maillon donné viennent en butée avec les épaulements 9 d'un maillon voisin, ce qui assure une surface de contact suffisante pour absorber l'effort en compression. La stabilité en compression sera plus importante si la longueur des faces de contact des épaulements 9 avec les extrémités 10 des joues, est supérieure à la largeur des joues, correspondant à la distance entre un maillon numéro n et un maillon numéro n+2.

Le fait que les axes de rotation 7 soient décalés vers le côté arrière 14 de la chaîne, vers lequel la chaîne peut être courbée, combiné avec la surface plane importante des épaulements 9 et des extrémités 10 des joues 5 assure un verrouillage stable de la chaîne lorsqu'elle est en position droite.

En figures 3 et 4 on a représenté une variante de réalisation qui utilise des éléments de chaîne 25 constitués chacun de deux maillons unitaires 1 tels que décrits plus haut, montés sur un axe de rotation unique 7. La partie de l'axe 7 située entre les deux maillons 1 reste libre pour permettre l'entrainement par la roue dentée 26 d'un engrenage, telle que celle représentée en figure 7. L'entrainement de la roue dentée n'est pas représenté.

Pour former une chaîne 33 telle que représentée en figure 6, il suffit d'assembler de façon linéaire des éléments de chaîne 25.

Cette disposition permet de renforcer et de stabiliser encore davantage la chaîne ainsi constituée, mais sans changer la configuration de chaque maillon unitaire 1.

Bien entendu, si nécessaire, il est possible de monter plus de deux maillons 1 sur un même axe 7, augmentant d'autant la stabilité de la chaîne 33 vis-à-vis d'éventuels efforts latéraux.

Afin d'augmenter la stabilité de la chaîne 23, 33 en position de travail, il peut être utile de doter une ou ses deux extrémités d'un pied 27. Dans l'exemple représenté en figure 5 correspondant à une chaîne 33 utilisée pour soulever une charge (non représentée), ce pied 27 viendra s'appliquer sur le sol, augmentant ainsi le coefficient de friction entre l'extrémité de la chaîne 33 et le sol.

Comme représenté en figure 6, le pied 27 comportera utilement une base 28 de surface supérieure à la section de la chaîne 23, 33. Cette base 28 est solidaire de talons 29 qui s'engagent entre les joues 5 du ou des derniers maillons 1 de la chaîne, auxquelles elles sont fixées par un axe 7 identique aux autres axes 7 de la chaîne. Avantages de l'invention

L'invention répond aux buts fixés. Le maillon de chaîne unitaire 1 est d'une conception particulièrement simple permettant une fabrication en volume très économique, en particulier par injection dans un moule d'une matière plastique renforcée par des fibres. Les matériaux utilisés peuvent aisément être choisis pour optimiser la résistance des maillons en fonction des environnements d'usage.

Chaque maillon unitaire 1 ne comporte que trois pièces, à savoir un corps 2, un axe de rotation 7 et une vis de fixation de l'axe de rotation par rapport au corps.

Si nécessaire et en fonction de la stabilité et des efforts de compression visés, la chaîne formée par un assemblage linéaire de maillons 1 peut être dédoublée en utilisant plusieurs, par exemple deux corps 2 montés en parallèle sur un même axe de rotation 7. Ainsi conçue, la chaîne rigide 23, 33 selon l'invention est adaptée pour soulever ou déplacer sur longue distance des charges élevées. La distance d'actionnement n'est limitée que par la longueur de la chaîne.