Brevet FR2478053A1 — publié le 19810918

DESCRIPTION Am@@@orations et innovations pour pinces de levage à came La présente invention concerne les pinces destinées au levage des pièces métalliques iisses ne présentant pas de formes d'accrochage et dont le centre de gravité peut se trouver très excentré par rapport a l'axe vertical habituel de la pince. Elle peut s'étendre à la traction et au levage de tout produit en bois, matière plastique, corde... Elle se situe dans le cadre de la solution avec came à surface rugueuse ou crantee. Les pinces de ce type présentent habituellement une surface d'appui opposée à la came, plane et elle-même rugueuse (fig. 1). Parfois cet appui, plan rugueux,est monté articulé (fig. 2). L'invention consiste à remplacer cette surface plane et rugueuse par uae surface bombée et lisse (fig. 3) ou bien par un ou plusieurs galets de même axe (fig. 4) ou encore par une surface convexe articulée sur un axe qui n'est pas nécessairement l'axe de révolution de la surface (fig. 5) (si la surface est de révolution). Quelle que soit la solution adoptée pour cette surface appui cylindrique, sphérique ou simplement convexe, si elle n1 est pas articulée, elle doit: avoir un coefficient de frottement avec la pièce à lever infe- rieur à un angle &alpha; défini plus loin pour que les propriétés décrites par ailleurs soient réalises (basculement et glissement possible et non coincement après levage et dépôt de la charge). Sa forme doit être telle pue le contact avec la pièce à soulever laisse une rotation possible entre elle et cette pièce suivant un axe perpendiculaire à la pince. Cela exclut par exemple le contact plan sur plan de la figure 2, Mise en évidence des avantages Le solutions proposes par les figures 1 et 2 s'accompagnent souvent d'un basculement et d'un glissement non voulus sur la surface d'appui qui détériorent celle-ci à ses extrémités. Par ailleurs, elle laisse la pièce coincée après transport et dépose de la charge sur le sol de sorte que 11 extraction de cette dernière est tics difficile. La came ne peut être relevée aisément, ou bien on doit uti lise des systèmes de déblocage complexes. Les solutions preconisées par la présente invention acceptent ce glissement et ce basculement sans détérioration de la surface d'appui. Et la pièce évolue dans ltouverture de la pince jusqu a ce qu'elle trouve une position d'équilibre. En effet, si l'on considère le système pince + pièce, on se trouve en présence d'un mécanisme à deux degrés de liberté qu'an justifie succintement en ramenant la question à un cas de mouvements plans. Dans ce cadre, chacun des solides : support (s), came (c), pièce (p) (fig. 6) a a priori 3 degrés de liberté. La liaison avec le bâti extérieur en A en supprime 2, la liaison S-C également et la liaison P-C de meme si la came est correctement définie (voir plus loin)1 et le contact S-P au travers de la surface convexe définie précédemment, un seul. Ce qui donne bien 3 x 3 - (3 + 3 + 1) = 2 Ces deux degrés de liberté peuvent être les angles e et de la figure 6 où (x?o, yo) est fixe, (xs, ys) lié à S et (xp, yp) tel que yp > soit perpendiculaire commune à la surface d'appui et a la surface tangente de la pièce. Lorsqu'on suspend une charge de centre de gravaité G quelconque, les angles 9 et # évoluent jusqu'à ce que G atteigne une position d'altitude minimale correspondant à la position d'équilibre pour le système. Cette position existe généralement. L'echappement de la pièce transportée ne peut se produire que si la came est mal dessinée. C'est à dire, lorsque l'angle &alpha; de la figure 7 fait entre le rayon issu de O et joignant un point M quelconque du profil de la came et la normale à ce profil en M est supérieure à # angle de frottement caractérisant le contact came-pièce. Dans les mêmes conditions les solutions représentées par les fig. I et 2 ne retiennent pas la pièce. La condition sur la came, pour qu'il n'y ait pas échappement est donc &alpha; # # , condition bien connue et tombée dans le domaine public. Elle est notamment réalisée par des cames en spirales logarithmiques qui ont la particularité d'avoir un angle constant quelque soit M sur le profil et qu'il suffit de choisir inférieur à l'angle envisagé, pour le matériau et l'état de surface des charges à soulever. Pour des raisons de sécurité, on choisira de préférence la spirale logarithmique. Elle garantit, en effet que si, au moment de la prise il n'y a pas glissement, il n'y en aura pas non plus pendant le basculement. C'est à dire lorsque le point de contact de la came aura changé. On peut d'ailleurs, montrer que le basculement accepté entre la pièce et la pince jusqu'à la position d'équilibre envisagée - basculement qui peut être représenté par l'angle défini par la fig. 6 - reste faible pour des positions de G inscrites dans un domaine très large. Dasculement CeVest d'autant plus faible que le point d'attache A est proche de la zone de prise de la pièce. Et les efforts dans le cas de charges excen trées sont plus faibles que dans les solutions évoquées par les figures I et 2. Pour une charge dont le centre de gravité est très nettement excentré (excentricité mesurée par e fig. 3), le basculement peut devenir important et peut être jugé comme néfaste. On peut alors envisager de le limiter. On montre en effet, que lorsqu'il y a basculement, les trajectoires dans un repère lié à la pince, des points de l'extrémité de la pièce introduite ont l'allure (T) représentée sur la figure 8. I1 suffit donc de placer la pièce assez près du fond de l'ouverture de la pince pour que le basculement soit limité à une valeur désirée. Lorsque le basculement a conduit l'extrémité de la pièce sur le fond, la pièce garde une position fixe dans la pince pour une excentricité de G croissant sans limites (exceptées celles de la résistance des matériaux). Une solution technique pour limiter ce basculement est offerte par la figure 9 Un appui (a) est maintenu à une cote x souhaitée, par un ressort r lié à (a) et au fond f' de l'évidement E pratiqué dans la pince. Le ressort est suffisamment rigide pour que la mise en place de la pince laisse x assez grand pour que le basculement initial ait lieu. Lorsque ce dernier devient important (a) pénètre dans E jusqu'à ce que l'extrémité de la pièce touche F fond de l'ouverture de la pince. On peut aussi envisager le contact final de l'extrémité de la pièce sur les flancs de l'ouverture (fig. 10). Mais l'avantage essentiel de l'invention est qu'après transport et dépose de la pièce quelqu'en soit le poids, la came ne reste pas bloquée si, comme il y a été fait allusion précédemment, le coefficient de frottement appui convexe - pièce ou le coefficient de frottement équivalent rapporté au niveau du contact entre le galet ou l'appui bombé articulé et la pièce sont inférieurs à Oc angle, défini précédemment dans la figure 7. On peut donc adjoindre au mécanisme de base décrit, un système de relevage quelconque de la came. Une solution peut déjà être décrite La conception de la pince reposant sur deux flasques maintenus sur l'appui bombé I (fig. il et 12) par deux boulons ajustés (fig. 11), la came est prise entre ces deux flasques (fig. 13) et possède un évidement (e) (fig. 14) limité par 2 surfaces planes 1 et 2 (fig. 14). Un levier L (fig. 14) monté fou sur le même axe que la came est muni d'un doigt (d) qui peut venir en appui sur (1) et (2) après un angle de rotation que l'on se fixe en fonction du débattement libre nécessaire à la came. Un ressort de traction T (fig. 11) rappelle constamment L contre une butée bl. En actionnant L dans le sens S (fig. Il) on peut relever la came jusqu a un cliquet non représenté. En relachant L, l'évidement e (fig. 14) lui permet de revenir sur sa butée pour éviter tout accrochage intempestif au cours de la manutention. Au moment de la reprise d'une pièce, on déverouille le cliquet et la came est mise en contact avec la pièce, grâce à un ressort de compression (c) nécessaire pour les cas de prise de pièce avec bords dans une position horizontale par exemple. La encore l'évidement e (fig. 14) permet ce mouvement et surtout il laisse la came après cette manoeuvre libre de toute action en dehors de celle de l'axe qui la supporte, de la pièce et du ressort (C) ce qui est essentiel pour éviter la ruine de la propriété de non glissement de la came sur la pièce, dans les conditions décrites plus haut. Le cliquet peut éventuellement être supprimé, en adjoignant une butée b2 pour la position relevée de la came et en faisant en sorte que pour cette position, le point 0" se trouve à droite (fig. 11) de la ligne OO' (ligne de renversement d'effet du ressort (c)).La came reste sur b2 si (c) a un effet plus élevé que T. I1 suffit de ramener manuellement L contre bl pour que O" dépasse la ligne O'O et que la came revienne prendre une pièce. Une autre solution au meme problème est offerue par la figure 15 L'extrémité basse de la tige guidant le ressort de compression est logée dans un trou en forme de haricot. Cette extrémité peut venir en appui sur (1) ou (2). I1 suffit pour cela de faire tourner la pièce 3 autour de son axe x'x. La forme cylindrique creuse (4) faite sur 3 permet de relever la tige qui peut ainsi passer sa position 00' de renversement d'effet sur la came. On peut encore envisager une solution au relevage de la came par cable. Il @ecte à décrire une solution pour limiter l'épaisseur des pièces à prendre qui n'empèche pas le basculement ultérieur. Elle est offerte par deux détrompeurs d fig. 16 montés chacun sur chaque flasque de part et d'autre de la pince, en opposition avec l'appui lisse. Ils aont articulés et maintenus initialement perpendiculaires à la pièce par lames de ressort r. Les lames sont choisies de telle façon que d ne puisse basculer au moment de la prise de pièce. Mais au momant du basculement éventuel de la pièce, d s'oriente pour élargir le passage (fig. 16). REVENDICATIONS I. Pince de levage à came pour pieces ne présentant pas de forme d'accrochage, caractérisée par une surface d'appui (1) bombée convexe de faible angle de frottement avec la pièce soulevée (angle de frottement évalué dans le sens vertical habituel de la pince). Cette surface bombée est opposée à une came crantée dont le profil est caractérisé par un angle a toujours supérieur à et inférieur à l'angle de frottement camepièce. Ce profil peut être de type logarithmique. 2. Pince selon la revendication (1) caractérisée par un système de limitation du basculement réalisé par un appui (2) monté sur ressort permettant de régler l'approche de la pièce vers le fond de ltouverture. 3. Pince selon la revendication 1 avec point rattache A le plus près possible de la zone de prise. 4. Pince selon la revendication 1 avec système de relevage de la came par levier L rappelé sur une butée b par un ressort de traction (T) et. gardant un angle de rotation libre par rapport à la came. 5. Pince selon la revendication 1 avec ressort de compression (C) pour ramener la came vers la pièce ou la maintenir relevée contre la butée b2 suivant que I'axe de (C) est d'un côté ou de l'autre de sa position de renversement d'effet O0'. 6. Pince selon la revendication 1 avec système de relevage de la came par renversement de 1'effet du ressort de compression sur la came. 7. Pince selon la revendication 1 avec système de relevage de la came par câble. 8. Pince selon la revendication I avec détrompeurs (d). 9. Pince de levage à came opposée à un ou plusieurs galets (zig.4) ou à une surface convexe articulée (fiv.5). Figure 17 annexée