Brevet FR2511993A1 — publié le 19830304

L'invention a pour objet une pince automatique pour le levage et la manutention des charges. Le levage et la manutention d'une charge sont couramment réalisés au moyen d'une pince suspendue au crochet d'un appareil de levage; et entre autres pinces certaines comportent des mors constituant les extrémités de deux bras articulés faisant partie d'un quadrilatère déformable qui a pour effet de se fermer et donc de permettre aux mors de saisir et tenir la charge lors de son levage, De telles pinces sont bien connues et sont utilisées dans de nombreux domaines; et c'est ainsi notamment qu'elles sont employées pour la manutention des rails de chemin de fer.Considérant cette application particulière la manutention des rails nécessite d'amener la pince audessus du ou des rails, de la positionner, de vérifier sa bonne fermeture avant le levage.... Cet ensemble d'opérations nécessite la présence de plusieurs personnes, ce qui conduit à prendre des mesures spéciales de protection et de sécurité. L'invention vise à permettre l'automatisation du fonctionnement de telles pinces et à augmenter à la fois leur fiabilité et leur sécurité d'emploi. Elle sera ci-après décrite dans le cas de son application particulière à la manutention simultanée de deux rails; mais il ne faut pas voir là une limitation de son champ d'application qui est très vaste, car il s'étend à la manutention de charges quelconques. Cette pince automatique est du type de celles comportant au moins deux mors constituant les extrémités de deux bras qui sont articulés entre eux et sont articulés à deux bielles avec lesquelles ils forment un quadrilatère déformable associé à un moyen de levage exerçant son action sur l'axe d'articulation de ces deux bielles. Son originalité réside dans le fait que sur les axes d'articulation des deux bras de la pince proprement dite aux deux bielles intermédiaires sont articulés les deux éléments d'un système télescopique qui, en combinaison avec au moins un organe de butée solidaire du carter de la pince et collaborant avec la charge à manutentionner, détermine un cycle de fonctionnement comprenant - une descente provoquant l'ouverture complète de la pince - une montée provoquant successivement la fermeture complète de la pince et son levage avec la charge, - une descente provoquant successivement la dépose de la charge et l'ouverture de la pince, - et une courte montée amenant la pince en position d'ouverture verrouillée. L'invention sera bien comprise d'ailleurs, et ses avantages ainsi que d'autres caractéristiques ressortiront bien de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé qui représente, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cette pince automatique, dans le cas de son application à la manutention simultanée de deux rails Figures 1, 2 et 3 montrent cette pince de face en élévation avec son carter en coupe, cette pince étant illustrée respectivement en position verrouillée d'ouverture, en fin de descente pour la prise de deux rails et en position de fermeture immédiatement avant levée de ces deux rails; Figure 4 est une vue de côté-en élévation montrant l'ensemble de la pince;; Figure 5 est, à plus grande échelle, une vue en coupe longitudinale du mécanisme donnant à cette pince sàn caractère automatique, ce mécanisme étant vu dans la position d'ouverture verrouillée de la pince; Figures 6, 7, 8, 9, 10,- 11, 12 et 13 sont, à plus petite échelle, des vues identiques à la figure 5, illustrant les diverses positions du mécanisme de commande, positions correspondant aux diverses phases de fonctionnement de la pince. Dans ce dessin, I désigne le carter de la pince,à l'intérieur duquel sont articulés autour d'un axe 2 les deux bras 3 et 4 d'une tenaille. Chacun de ces bras se termine à son extrémité inférieure par un mors double, respectivement 3a-3b, 4a-4b et est articulé à son extrémité supérieure par un axe respectivement 5-6 , à deux biellettes 7 et 8, qui sont elles-memes articulées autour d'un axe 9. Cet axe est monté coulissant dans une lumière 10 du carter 1 et est relié par deux flasques 11 à un autre axe 12 qui est, lui aussi, monté coulissant dans la lumière lOdu carter 1. Cet axe 12 constitue l'organe permettant de saisir la pince au moyen du crochet d'un appareil de levage. L'ensemble : bras 3 et 4 de la tenaille, biellettes 7 et 8, axes2, 5, 6 et 9, constitue un quadrilatère déformable dont le seul point fixe d'articulation est constitué par l'axe 2. Comme cela est connu en soi, il suffit de faire monter et descendre les axes 9 et 12 dans les lumières 10 pour obtenir, par déformation de ce quadrilatère déformable, respectivement la fermeture et l'ouverture des deux mors de la tenaille. L'originalité de cette pince réside dans le mécanisme qui est associé à ce quadrilatère déformable et qui permet l'automaticité de son mouvement d'ouverture et de fermeture. Ce mécanisme est constitué par un système télescopique comprenant un guide 13 articulé sur l'axe 5 du quadrilatère déformable et un coulisseau 14 articulé sur l'axe 6 de ce quadrilatère. Le guide 13 présente une lumière 15 et porte un axe de guidage 16. Le coulisseau 14 présente une lumière 17 servant au coulissement de l'axe 16 et il porte un axe 18 autour duquel est articulée une pièce 19 assimilable à un cliquet. Lorsque la pince est en période de non utilisation et est maintenue soulevée par le crochet d'un organe de levage agissant sur son axe supérieur 12, les deux mors de la pince sont ouverts et son immobilisation en position d'ouverture est obtenue par prise d'appui du cliquet 19, porté par le coulisseau 14, contre l'une des extrémités de la lumière 15 du guide 13. De par le propre poids de l'ensemble des organes constituant le quadrilatère déformable, ce quadrilatère tend à se fermer sur lui-même, mais cette fermeture est précisément limitée par butée du cliquet 19 du coulisseau 14 au fond de la lumière 15 du guide 13. C'est la position représentée à la figure 1 pour l'ensemble de la pince. Dans cette position,la pince peut être considérée comme étant verrouillée à l'état d'ouverture partielle. Cette figure 1 représente d'ailleurs la pince au-dessus de deux rails 21 dont le champignon est désigné par 22 et le patin par 23; et il est visible que les deux champignons 22 sont placés en-dessous des deux mors de la tenaille et que l'ouverture de ces mors est suffisante pour permettre ultérieurement la descente de la pince et la préhension des champignons des deux rails. Avant de décrire le fonctionnement de la pince, il importe de préciser qu'elle est équipée, d'une part, de deux butées dont le rôle est de faciliter le positionnement de la pince au-dessus des rails à manutentionner et, d'autre part, de deux butées assurant en combinaison avec les premières une protection latérale lors de la manutention des rails. Les deux premières butées sont désignées par 24; elles sont mobiles car elles sont montées dans deux paliers 25 solidaires du carter 1. Les deux autres butées 26 sont fixées sur le carter. Les butées mobiles 24 sont plus longues que celles 26 et se déplacent vers le haut lors de la descente de la pince; ce déplacement vers le haut est obtenu par prise d'appui de leurs extrémités inférieures sur le patin 23 des rails. La pince ayant été amenée dans la position représentée à la figure 1, la descente du crochet de levage amène les deux mors 4a-3b et 3a-4b de la tenaille à coiffer les champignons des deux rails. Ce mouvement de descente s'effectue d'abord sans modification dé l'ouverture des mors. A un moment donné toutefois, des zones de butée la-lb prévues sous le carter 1 viennent en appui sur la face supérieure des champignons 22 des deux rails 21.A partir de cet instant, la poursuite de la descente du crochet de levage détermine l'ouverture du quadrilatère déformable 3-4-7-8, ce qui provoque un mouvement d'écartement des deux axes 5 et 6 du système télescopique 13-14. Le guide 13 et le coulisseau 14 s'écartent donc comme le montrent les flèches 27 et 28 de figure 6, en même temps que les mors 3aXb et 4a-3b de la tenaille s'ouvrent davantage. Ainsi est atteinte la position représentée à la figure 2; et simultanément, comme le montre la figure 6, le mouvement d'écartement du guide 13 et du coulisseau 14 a amené le cliquet 19 à ne plus prendre appui en bout de la fente 15 du guide 13. Ce mouvement d'ouverture se poursuit jusqu'à la position illustrée à la figure 7, position dans laquelle l'axe 16 du guide 13 est en appui au fond de la lumière 17 du coulisseau 14. C'est la position d'ouverture maximale de la pince, position dans laquelle l'une des extrémités du cliquet 19 se trouve entièrement logée dans la lumière 15 du coulisseau 14, car par suite de la prise d'appui de son autre extrémité contre l'axe 16 lors du mouvement d'écartement du guide 13 et du coulisseau 14, le cliquet 19 a été amené à se déplacer angulairement autour de son axe 18, dans le sens de la flèche 29 de figure 6. Lorsque le mécanisme de commande a atteint la position représentée à la figure 7, la tenaille est donc en position d'ouverture maximale; et ce mouvement d'ouverture a été obtenu automatiquement par le mouvement de descentede la pince. Pour fermer la tenaille autour des champignons 22 des deux rails 21, il faut déclencher le mouvement de levée de la pince. A partir de l'instant en effet où le cliquet 19 est introduit dans la lumière 15 du guide 13 ie mouvement de levée de la pince se traduit par un resserrement du quadrilatère déformable 3-4-7-8, ce dont il résulte un mouvement de rapprochement des deux axes 5 et 6, et donc le rapprochement du guide 13 et du coulisseau 14 dans le sens des flèches 31 et 32 de figures 8 et 9. Au cours de ce mouvement de rapprochement, le cliquet 19 poursuit son mouvement de rotation autour de son axe 18 dans le sens de la flèche 29. Ce pivotement du cliquet 19 résulte de l'appui de l'extrémité de la fente 15 contre l'une des faces du cliquet; et ce mouvement de rotation du cliquet se poursuit jusqu'à ce que, comme le montre la figure 10, il soit entièrement éclipsé à l'intérieur du coulisseau 14 et du guide 13. Lorsque le mécanisme a atteint la position visible à la figure 10, la pince occupe la position illustrée à la figure 3, position dans laquelle les deux mors 3a-4b et 4a-3b enserrent les champignons 22 des rails 21. C'est la position de fermeture de la pince. Lorsque la pince a atteint cette position, son mouvement de levée par l'organe de levage se poursuit. I1 en résulte le soulèvement des deux rails 21, qui peuvent alors être déplacés d'une zone à une autre. Lorsque les deux rails ont atteint l'emplacement devant les recevoir, le crochet de levage baisse jusqu'à ce que les rails viennent, par leur patin 23, en contact avec le sol ou avec tout autre support. Après que les rails aient ainsi atteint la nouvelle zone devant leur servir d'appui, l'opérateur commande la descente de la pince. Les rails 21 sont ainsi amenés à reposer sur leur nouvelle zone d'appui. Les deux rails 21 sont encore prisonniers des mors 3a4b et 4a-3b. Après cette prise de contact entre les rails et leur nouvelle zone d'appui, le mouvement de descente du crochet de levage se poursuit, ce qui amène les butées la-lb du carter 1 à venir à nouveau en appui sur les champignons 22 des rails 21. I1 en résulte que la poursuite de la descente du crochet se traduit par un mouvement d'ouverture du quadrilatère déformable 3-4-7 et 8. I1 en résulte un mouvement d'écartement des deux axes S et 6 et donc un mouvement d'écartement du guide 13 et du coulisseau 14 dans le sens des flèches 33 et 34 de figure 11. Au cours de ce mouvement de déplacement relatif du guide 13 et du coulisseau 14, le cliquet 19 vient, par un bord oblique, en appui contre l'axe 16 du guide 13. Le cliquet 19 est ainsi amené à tourner à nouveau dans le sens de la flèche 29 autour de son axe d'articulation 18; et il atteint finalement la position représentée à la figure 12. C'est la position de fin de descente du crochet. I1 suffit ensuite de remonter le crochet de levage pour que le quadrilatère déformable 3-4-7 et 8 tende à se refermer. Cette fermeture est cependant très rapidement limitée et arrêtée car lorsque les axes 5 et 6 se rapprochent, ils provoquent le déplacement du guide 13 et du coulisseau 14 dans le sens des flèches 35 et 36 de figure 13, jusqu'à ce que le cliquet 19 vienne en appui contre l'extrémité de la lumière 15. Le mécanisme est alors revenu à sa position primitive de verrouillage qui a été représentée à la figure 5. Au cours d'un cycle complet de fonctionnement de la pince, le cliquet 19 a effectué un mouvement de rotation de 360O autour de son axe 18. I1 est à remarquer qu'un cycle complet de fonctionnement de la pince nécessite successivement un mouvement de descente de la pince jusqu'à appui sur les rails à lever, puis un mouvement de levage, un nouveau mouvement de descente et enfin un court mouvement de levage pour que la pince revienne en position verrouillée d'ouverture. I1 est cependant aussi à remarquer que les mouvements de levage et de descente ne déterminent pas le seul levage et la seule descente des rails; ils déterminent aussi, et cela est essentiel, le fonctionnement automatique de la pince. Cette automaticité de fonctionnement-permet de réduire ou même de supprimer l'intervention humaine lors des manutentions des rails et d'assurer en tout cas une parfaite sécurité en raison de la présence des butées prévues de part et d'autre de la pince. Outre son automaticité de fonctionnement, cette pince pressente les autres avantages suivants - le système permettant cette automaticité est entièrement mécanique, ne nécessite l'intervention d'aucune source d'énergie extérieure, est simple et ne demande qu'un minimum d'entretien; - le mécanisme d'automaticité joue un rôle actif pendant l'ouverture de la pince, c'est-à-dire pendant la phase de dépose des rails, mais son rôle est passif lors de la prise et lors du levage des rails; dans l'hypothèse ou surviendrait une rupture dans ce mécanisme, il ne pourrait donc pas en résulter la chute des rails; c'est là un motif supplémentaire de sécurité de cette pince. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cette pince de manutention qui a été ci-dessus indiquée à titre d'exemple; elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation, quel que soitson champ d'application. REVENDICATIONS 1.- Pince automatique pour la manutention de charges, du type de celles comportant au moins deux mors constituant les extrémités de deux bras qui sont articulés entre eux et sont articulés à deux bielles avec lesquelles ils forment un quadrilatère déformable associé à un moyen de levage exerçant son action sur l'axe d'articulation de ces deux bielles, caractérisée en ce que sur les axes d'articulation (5-6) des deux bras (3-4) de la pince aux deux bielles intermédiaires (7-8) sont articulés les deux éléments (13-14) d'un système télescopique qui, en combinaison avec au moins un organe de butée (la-lb) solidaire du carter (1) de la pince et collaborant avec la charge à manutentionner (21), détermine un cycle de fonctionnement comprenant - une descente provoquant l'ouverture complète de la pince, - une montée provoquant successivement la fermeture complète de la pince et son levage avec la charge, - une descente provoquant successivement la dépose de la charge et l'ouverture de la pince, - et une courte montée amenant la pince en position d'ouverture verrouillée. 2.- Pince automatique selon la revendication 1, caractérisée en ce que son système télescopique d'automaticité comprend - un guide (13) qui, articulé à l'un (5) des axes du quadrilatère déformable (3-4-7-8), porte un axe ou doigt (16) et présente une lumière (15), - et un coulisseau (14) qui, articulé à l'axe opposé (6) de ce quadrilatère, porte l'axe (18) d'articulation d'un cliquet (19) coopérant avec la lumière (15) du guide (13) et présente une lumière (17) coopérant avec l'axe ou doigt (16) de ce guide. 3.- Pince automatique selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que ses deux bras (3-4) sont articulés autour d'un axe (2) porté par un carter (1) présentant, dans sa partie supérieure, deux fentes opposées (10) dans lesquelles coulissent d'une part l'axe (9) d'articulation des deux bielles (7-8) reliées aux deux bras (3-4) et d'autre part un axe (12) qui, relié à l'axe précité (9) par deux biellettes (11), coopère avec le crochet d'un engin de levage. 4.- Pince automatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la face inférieure de son carter (1) joue le rôle de butée coopérant avec la charge à lever, en prenant appui sur elle en fin de descente du carter (1) de la pince, mais avant la fin de descente du crochet de levage associé à la pince. 5.- Pince automatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que, appliquée à la manutention de deux rails (21), elle comporte deux bras (3-4) se terminant chacun par deux mors (3a-3b,4a-4b), et son carter (1) présente deux surfaces de butée (la-lb) destinées à coopérer avec les champignons (22) des deux rails (21). 6.- Pince automatique selon la revendication 5, caractérisée en ce que son carter (1) porte, sur l'une de ses faces latérales, deux butées fixes (26) et, sur sa face latérele opposée, deux butées (24) montées coulissantes dans deux paliers (25) et venant prendre appui sur le patin (23) de l'un des deux rails (21), ces butées (24-26) étant situées de part et d'autre des deux rails à manutentionner.