Brevet FR2234962A1 — publié le 19750124

La présente invention concerne, d'une façon générale, les pinces de serrage, et elle a trait plus particulièrement à une pince de serrage à effort de serrage assisté. Bien que son application n'y soit pas imitée, la pince suivant l'invention est utilisable notamment pour serrer des pièces et pour bloquer ces pièces- ensuite à l'aide d'un ensemble vis-écrou, par exemple. Un tel cas peut se présenter notamment au cours du montage de certaines constructions métalliques telles que les échafaudages, par exemple. Les échafaudages sont actuellement constitués de tubes réunis par des raccords d'assemblage comportant au moins un ensemble vis-écrou pour obtenir la rigidité de l'ensemble de la construction. L'assemblage de ces raccords nécessite des opérations multiples et souvent pénibles du fait que les pièces d'assemblage ne sont pas réalisées avec une grande qualité et se trouvent bien souvent dans un état d'entretien plus que précaire, ce qui n'en facilite pas le fonctionnement et conduit à des temps de montage trop longs. L'invention vise à fournir une pince de serrage facilitant considérablement le serrage et rendant notamment le travail de montage des échafaudages moins pénible et moins dangereux. L'invention a donc pour objet une pince de serrage comportant deux branches articulées qui, à l'une de leurs extrémités, définissent chacune un point d'appui destiné à être rapproché avec un certain effort du point d'appui de l'autre branche, les extrémités opposées de ces branches formant des manches, cette pince étant caractérisée en ce qu'il est prévu un verin monté entre les manches, de manière à pouvoir exercer un effort sur eux pour rapprocher lesdits points d'appui et un dispositif de commande à gaz sous pression pour actionner ledit vérin. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple la Fig. 1 est une vue schématique d'une pince de serrage à effort assisté, réalisée suivant un premier mode de réalisation de l'invention ; les Fig. 2 et 3 montrent deux variantes de la pince de l'invention la Fig. 4 est une vue en coupe, à plus grande échelle, d'un dispositif de vissage d'écrous, destiné à faire partie d'une pince suivant l'invention ; et la Fig. 5 montre une vue, prise selon la ligne 5-5 de la Fig. 4. Suivant le mode de réalisation représenté sur la Fig. 1, on voit que la pince de serrage suivant l'invention comporte deux branches 1 et 2 articulées sur un axe 3 et comportant chacune, à l'une de ses extrémités, un point d'appui 4,5. Les extrémités opposes de ces branches 1 et 2 forment des manches~6 et 7, entre lesquels est monté un vérin 8. Ce dernier comporte un piston 9 articulé en 10 sur le manche 6 et un cylindre 11 ménagé dans un corps 12 dans lequel est prévueune vanne à trois voies 13. Un chapeau 14, vissé sur le corps 12, obture le cylindre 11. I1 est articulé en 15 sur le manche 7. La vanne à trois voies 13 comporte un tiroir 16 coulissant dans un passage 17 pratiqué dans le corps 12 et le chapeau 14. Ce tiroir présente une partie rétrécie 18 et se termine par une partie en forme de tige 19. Cette tige passe à travers-un trou 20 prévu dans le manche 7 et comporte un épaulement 21 destiné à venir s'appliquer contre la surface extérieure du chapeau 14, lorsque le tiroir 16 est au repos. Ce dernier est sollicité dans cette position grâce à un ressort 22 qui prend appui sur l'épaulement 21 et sur le fond d'un évidement cylindrique 23 pratiqué dans le manche 7, coaxialement autrou 20. La tige 19 se termine en une fourche 24 dont les branches sont traversées par un petit axe 25. Ce dernier est destiné à coopérer avec un levier de commande 26 monté sur la branche 7 grâce à une articulation 27. Plusieurs canalisations débouchent dans le passage 17 1. une canalisation 28 d'alimentation du vérin 8, avec laquelle communique un réservoir 29 d'un gaz sous pression tel que le CO2, par exemple 2. une canalisation 30 de mise à l'atmosphère 3. une canalisation de communication 31 comportant des branches 32 et 33 et débouchant,par l'intermédiaire d'une rainure 34 prévue dans le haut du corps 12, dans le cylindre 11 du vé rin 8. Les manches 6 et 7 sont connectés ensemble au moyen d'un ressort -antagoniste 35 permettant de rappeler la pince dans sa position de repos. Dans le mode de réalisation représenté sur la Fig. 1, la pince suivant l'invention est destinée au serrage de deux pièces P1 et P2 formées, dans cet exemple, respectivement par le croisillon et la bride du raccord R destiné à l'assemblage d'élé- ments de construction tubulaires, tels que ceux servant à constituer habituellement un échafaudage. Des surfaces d'appui S1 et S2 sont ménagées respectivement sur les pièces P1 et P2 et, lors du serrage, ces surfaces vien- nent en contact avec les points d'appui 4 et 5. Il est évident que, dans la présente description, l'expression "point d'appui" ne s'étend pas uniquement au sens géométrique du terme, mais qu'en pratique, on peut prévoir des surfaces plus ou moins étendues et de formes diverses, adaptées à l'application envisagée de la pince. C'est ainsi que, dans le mode de réalisation représenté, l'extrémité de la branche I forme un bec arrondi 36 et que l'extrémité de l'autre branche 2 constitue un bec creux 37 qui s'adapte avantageusement à un axe d'tartir culation A du raccord R. Sur l'axe d'articulation A, est montée une tige filetée T destinée à recevoir un ecrou E au moyen duquel la pièce P2 peut être bloque sur la pièce P1. Le fonctionnement de cette pince est le suivant. Pour serrer les pièces P1 et P2, on place la pince de manière que les points d' appui 4 et 5 viennent en appui contre les surfaces S1 et S2 de ces pièces. L'opérateur peut alors actionner le levier 26 à l'encontre de l'action du ressort 22. En se déplaçant, le tiroir établit alors une communication entre les canalisations 28, 33, 31 et 34 et admet du gaz sous pression dans le verin 8. Ce dernier écarte donc les manches 6 et 7 et un effort est ainsi exercé par les points d'appui 4 et 5 sur les surfaces S1 et S2 des pièces à serrer. La pression de la bouteille ou du réservoir 29 continue a s'exercer tant que le levier 26 est abaissé. Pendant ce temps, l'opérateur peut visser l'écrou E sur la tige T et le serrer contre la pièce P2 avec un léger effort manuel. Ensuite, par le relâchement du levier 26, l'écrou E est bloqué avec un effort donné que l'on peut calculer facilement compte tenu de la pression du gaz de commande et de l'élasticité des pièces mécaniques mises en jeu. Le tiroir 16 retourne dans sa position de repos sous l'action du ressort 22 et le cylindre 11 du vérin 8 est mis à l'atmosphère à travers la canalisation 30. Les manches 6 et 7 sont alors rapprochés sous l'action du ressort 35. C'est ainsi que les Demandeurs, en-faisant des essais, ont constaté qu'un effort due l'ordre de 100 kg,exerce par la pince sur deux pièces à serrer et après serrage de l'écrou de l'ensemble vis-écrou associé à ces pièces, par un simple effort manuel, nécessitait un couple de 2,5 à 3 mkg pour desserrer l'écrou une fois la pince de serrage retirée des pièces. Dans ces conditions, le montage classique aurait nécessité un effort de serrage de 15 à 20 kg sur une clé d'un type ordinaire. On voit donc que la pince suivant l'invention apporte des avantages considérables, notamment dans-le domaine des constructions métalliques tel que celui des échafaudages. En effet, on obtient une diminution considérable de l'effort physique d exercer, on peut exercer un contrôle précis sur l'effort de serrage en dosant la pression du gaz de commande et enfin, on augmente considérablement la sécurité au cours dumontage. Le gaz de commande est avantageusement du C02 stocké en phase liquide dans la bouteille 29. Lorsque celle-ci est montée entre les manches 6 et 7, comme représenté, on peut choisir un volume de bouteille permettant environ 20 serrages successifs, après quoi il faut changer la bouteille. La Fig. 2 représente une~variante de la pince suivant l'invention, dans laquelle un vérin 8 est commandé par un générateur de gaz sous pression 38. Le corps 39 de ce vérin comporte un premier appendice latéral 40 dans lequel est prévu un logement 41 destiné à contenir une cartouche 42 d'une charge explosive. Le logement 41 communique avec le cylindre du vérin travers un canal 43 et est fermé par un bouchon 44 à travers lequel passe un percuteur 45. Ce dernier coulisse dans un guide 46 prévu sur l'appendice 40 et comporte un épaulement 47 sur lequel vient s'appuyer un ressort 48 prenant, par ailleurs, appui sur les guide 46. Le percuteur 45 peut être relaché par une gâchette 49 articulée en 50 sur le manche 7 et munie d'un ressort de rappel 51. Le corps 39 du vérin 8 comporte un second appendice 52 percé d'une canalisation 53 débouchant dans le cylindre du vérin 8 . Dans cette canalisation, est ménagé un siège 54 qui coopère avec un obturateur 55 se présentant sous la forme d'une vis qui est engagée dans l'extrémité filetée de la canalisation 53. Cette vis vient s'appliquer contre le siège, lorsqu'elle est vissée à fond dans la canalisation en question. En tirant sur la gâchette 49, le percuteur 45 allume la charge explosive 42 et des gaz ainsi produits repoussent le piston du vérin 8 vers l'extérieur. On obtient ainsi la force de serrage souhaitée sur les points d'appui 4 et 5. Lorsque le serrage des pièces P1 et P2 est obtenu, on peut relâcher la pression en tournant légèrement la vis 55 pour la soulever de son siège. Le ressort 35 est alors en mesure de rapprocher de nouveau les manches 6 et 7. I1 reste alors à remplacer la cartouche 42 et de bander le percuteur 45 pour pouvoir effsectuer un nouveau serrage. Naturellement, le mécanisme de la cartouche et de son percuteur peut être remplacé par un dispositif permettant de remplacer la cartouche automatiquement et d'éjecter l'ancienne cartouche. Dans la variante de la Fig. 3, on prévoit une branche 56 qui est munie, à l'arrière, d'une poignée 57 facilitant les manoeuvres. Dans ce cas, levérin 8 est commandé par une vanne à trois voies 58 qui est actionnée par une gâchette 59 pouvant être actionnée avec l'index. Cette vanne 58-est ali mentée en gaz sous pression à travers une canalisation 60 traversant la poignée 57 et raccordée à un détendeur 61 qui est connecté, à son tour, à une bouteille 62 de grand volume. Cette dernière est avantageusement portée sur le dos de l'opérateur à l'aide d'un harnais de forme appropriée, ou encore fixée sur la ceinture de sécurité. La branche 56 comporte également une patte de support 63 qui porte, à son extrémité libre, un dispositif 64 destiné au vissage d'un écrou (non représenté ici) formant partie de l'ensemble vis-écrou devant maintenir le serrage des pièces après relâchement de la pression des points drappui 4 et 5. Ce dispositif de vissage 64 comporte une broche 65 qui, à l'extrémité voisine du bec 66 de la branche 56, comprend une douille 67 destinée à coiffer l'écrou à serrer (non représenté) et, à son autre extrémité, une manivelle 68 pour l'entrai- nement en rotation de la douille 67 et de la broche 65. Cette dernière peut être bloquée en deux positions grâce à deux gorges 69 et 70 pratiquées dans la broche 65 et coopérant avec une bille 71 sollicitée par un ressort 72. On comprend que ce dispositif de vissage 64 facilite considérablement l'assemblage des pièces à serrer. Dans le cas de la Fig. 3, le volume de la bouteille 62 peut être de 1 à 2 litres de gaz liquéfié, ce qui permet, 2 avec une pression de serrage du vérin de 37 kg/cm2 et un volume 3 de celu-ci de 12 cm3, de réaliser de 250 à 300-serrages suc- cessifs. Dans le cas de la Fig. 3, le bec 66 est muni, de préférence, d'une encoche de centrage transversal (non représentée) pour faciliter la mise en place de la douille 67. Les Fig. 5 et 6 montrent un dispositif de vissage 73 particulier pouvant avantageusement remplacer le dispositif de vissage 64 de la Fig. 3. Il s'agit ici d'un dispositif comportant un guide 74 dans lequel coulisse une crémaillère 75 comportant deux pistons 76 et 77 à ses extrémités. Le premier piston 76 est destiné à provoquer le déplacement de la crémaillère dans le sens du vissage, sous l'action d'une pression de commande arrivant par une canalisation 78 munie dfun robinet à trois voies (non représenté) qui peut être placée, par exemple, sur la poignée 57 de la pince de la Fig. 3. Le robinet à trois voies communique avec le détendeur. 61 et avec l'atmosphère pour permettre la mise sous pression et la mise àl'atmosphère de l'espace délimité par le piston 76. La crémaillère 75 engrène avec un pignon 79 solidaire d'une tige carrée 80 qui passe à travers un trou 81 percé dans lé fond d'un logement 82 dans lequel peut coulisser le pignon 79. La tige 80 comporte, à l'une de ses extrémités, une douille 83 destinée à coiffer un écrou (non représentE) et, à son autre extrémité, un bouton 84 qui sert d'appui à un ressort de rappel 85 tendant à maintenir la douille 83 dégagée de l'écrou à visser. Le piston 77 coopère avec un ressort de rappel 86 prenant appui sur une-paroi d'extrémité du guide 74. Ce dispositif de vissage provoque le serrage de l'écrou à visser lorsque l'opérateur, après avoir serré la pince à l'aide de la gâchette 59 sur les pièces à assembler et descendu la douille 83, actionne le robinet à trois voies qui commande le déplacement du piston 76. Lorsque l'écrou est serré, l'opérateur relâche le bouton 84 et met à l'atmosphère l'espace délimité par le piston 76, ce qui repousse la cré maillère 75 vers sa position de repos. Ensuite, la pince peut être desserrée, comme déjà décrit ci-dessus. I1 est à remarquer que la pince suivant l'invention peutégalement être utilisée pour le démontage de deux pièces assemblées auparavant à l'aide d'un dispositif de fixation. Par exemple, lorsque ces pièces sont maintenues ensemble à l'aide d'un ensemble vis-écrou, il suffit, à l'aide de la pince, d'exercer une force légèrement supérieure à celle avec laquelle cet ensemble est serré pour le libérer et pour dévisser l'écrou manuellement. Dans la présente description,1 les pieces a maintenir ensemble sont munies d'un ensemble vis-écrou permettant de bloquer les pièces après serrage par l'outil suivant l'invention. I1 est évident que d'autres moyens de blocage peuvent être prévus tels qu'une clavette, un blocage par excentrique et autres. De plus, d'une façon générale, on notera que l'effort exercé sur les pièces pendant le serrage est calculé de telle façon qu'il provoque seulement une deformation élastique de ces pièces, de telle sorte qu'une fois bloquées, ces dernières soient maintenues ensemble par contrainte. REVENDICATIONS 1. Dispositif de serrage comportant deux organes définissant chacun un point d'appui destiné à être rapproché du point d'appui de l'autre organe, dispositif caractérisé en ce qu'il est prévu un vérin (8) monté entre les deux organes (1,2) de manière à pouvoir exercer un effort sur eux pour rapprocher lesdits points d'appui (4,5) et un dispositif de commande (13,29; 38; 58,59) à fluide sous pression pour actionner ledit vérin (8). 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits organes sont les branches (1,2) d'une pince articulées l'une sur l'autre, lesdits points d'appui (4,5) étant ménagés sur des extrémités en regard desdites branches, les extrémités opposées desdites branches (1,2) formant des manches (6,7) auxquels -est attaché ledit vérin (8). 3. Dispositif-suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ledit dispositif de commande comporte un-robinet à trois voies (13; 58) actionné par un levier (26; 59) monté sur l'un des manches (7) de la pince et une bouteille de gaz sous pres sion (29; 61,62), le robinet étant agencé pour connecter ledit vérin (8) alternativement à ladite bouteille et à l'atmosphère. 4. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ledit dispositif de commande est un générateur de gaz (38) du type à cartouche explosive (42) et relié auditvérin(8), ce générateur comprenant un percuteur (45) actionné par une gâ chette- articulé sur l'un des manches (7) de la pince, des moyens (54,55) étantprévus pour relâcher la pression dans ledit vérin (8) après achèvement du serrage desdites pièces (P1)p-2). 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'un des manches (7) de la pince est muni d'une poignée (57) facilitant les manoeuvres et ledit dispositif de commande comporte un levier (59) permettant de le déclencher et placé au voisinage de cette poignée. 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2- à 5, caractérisé en ce que le vérin (8) est un vérin de poussée dont le cylindre (11) est articulé'sur l'un des manches (7) et dont le piston (9) est articulé sur l'autre manche (6). 7. Dispositif suivant les revendications 3 et 6 prises ensemble, caractérisé en ce que ledit robinet à trois voies (13) est monté dans un corps unique (12,14) dans lequel est également ménagé le cylindre (11) dudit vérin (8). 8. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que ladite bouteille (29) est raccordée directement sur ledit corps (12,14) en s'étendant entre les manches (6,7) de la pince. 9. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ladite bouteille (62) est montée sur un harnais ou une ceinture de sécurité destiné à être porté par l'opérateur. 10. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 9, destiné au pré-serrage de pièces devant être maintenues ultérieurement à l'aide d'un ensemble vis-écrou, caractérisé en ce que l'un des manches (7) de la pince comporte un dispositif de vissage (64; 73) comportant une douille (67; 83) destinée à venir coiffer l'un des éléments (E) dudit ensemble vis-écrou (T, E) pour faciliter sa rotation par rapport à l'autre élément (T) pendantwque la pince maintient lesdites pièces (P1,P2) serrées. 11. Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé en ce que ledit dispositif de vissage (64; 73) comporte une tige (65; 80) solidaire de la douille (67; 83) et associée à des moyens (69 à 72; 81,84,85) lui permettant d'occuper alternativement une position effacée et une position active dans laquelle ladite douille coiffe ledit élément de l'ensemble- visécrou (T,E). 12. Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé en ce que ladite tige (80) est associée à un dispositif moteur (74 à 77) pour l'entraînement assiste de la tige (65; 80) et le serrage assisté dudit élément (E) de l'ensemble vis-écrou (T,E)