Brevet FR2597775A1 — publié le 19871030

La présente invention est relative à n dispositif à levier permettant d'obtenir une grande démultiplication de mouvement et par suite une très grande puissance, et à un outil comportant un tel dispositif. I1 existe dans l'industrie de nombreuses applications mécaniques dans lesquelles on doit utiliser des dispositifs multiplicateurs de force à leviers permettant d'obtenir un rapport très élevé. Parmi ces applications on peut citer par exemple les dispositifs de serrage et de fixation à leviers, habituellement à franchissement de point mort, qui sont utilisés notamment pour maintenir en place des couvercles de récipients ou de cuves sous pression intérieure, par exemple des autoclaves, des dispositifs de tension et des outils tels que des cisailles ou des pinces et d'une façon générale tous les outils, appareils ou dispositifs dans lesquels on doit obtenir une force de sortie très importante sur une course relativement courte avec une énergie d'entrée relativement faible, c'est-à-dire des dispositifs à levier à grande démultiplication. On sait que dans un levier de l'un quelconque des trois genres, on distingue trois points caractéristiques qui sont respectivement le point d'appui autour duquel tourne le levier, le point d'application de force qui est le point du levier auquel est appliquée la force motrice et le point de résistance qui est le point du levier par lequel celui-ci exerce sur la charge la force multipliée obtenue. I1 est bien connu que pour un point d'application de force donné la puissance obtenue avec des leviers du premier et du second genre est d'autant plus grande que le point de résistance est plus proche du point d'appui. I1 est cependant impossible dans la pratique de diminuer l'entraxe entre le point d'appui et le point de résistance au-dessous d'une certaine limite en raison des diamètres des axes utilisés ou des dimensions minimales des pinces articulées sur ces axes qui sont imposes par la résistance nécessaire à la force de sortie désirée. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un dispositif de multiplication de force à levier, du premier ou du second genre, à grand rapport obtenu directement à l'aide d'un levier unique, dans lequel l'entraxe entre le point d'appui et le point de résistance peut être aussi faible qu'on le désire. L'invention a également pour but de réaliser un outil à main, du type à deux branches articulées, en particulier une pince pour la pose des rivets aveugles, comportant un tel dispositif multiplicateur de force à levier à grand rapport. L'invention a en conséquence pour objet un dispositif à levier du premier ou du second genre, à grande démultiplication obtenue directement, dans lequel un levier mobile est articulé sur un premier axe solidaire d'une partie fixe constituant un point d'appui et comporte un second axe constituant le point de résistance, ou de prise de la force obtenue, caractérisé en ce que l'un du premier ou du second axe est divisé en deux moitiés entre lesquelles se déplace l'autre axe, celui-ci étant unitaire, les extrémités des axes étant montées dans des chapes. Suivant une autre caractéristique de l'invention les deux axes constituant le point d'appui et le point de résistance respectivement sont adjacents. Suivant encore une autre caractéristique de l'invention, les sections desdits axes se recouvrent partiellement. Suivant un mode de réalisation, ledit axe divisé en deux moitiés est celui constituant le point de résistance. Suivant un autre mode de réalisation ledit axe divisé en deux moitiés est celui constituant le point d'appui. L'invention a également pour objet un outil à main, du type à deux branches articulées l'une sur l'autre, notamment une pince à poser des rivets aveugles, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de levier tel que défini ci-dessus. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre faite en se référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels : - la Fig. 1 est une vue partielle en coupe longitudinale d'un mode de réalisation d'un dispositif à levier suivant l'invention dans lequel l'axe constituant le point de résistance recouvre partiellement la projection de l'axe constituant le point d'appui; - la Fig. 2 est une vue en coupe transversale d'un mode de réalisation préféré du dispositif représenté à la Fig. 1; - la Fig. 3 est une vue analogue à celle de la Fig. 2 d'un second mode de réalisation de l'invention; - la Fig. 4 est une vue en coupe longitudinale d'une pince suivant l'invention pour poser des rivets aveugles, comportant un dispositif à levier à grande démultiplication;; - la Fig. 5 est une vue en coupe suivant la ligne 5-5 de la pince de la Fig. 4. La Fig. 1 montre un mode de réalisation d'un dispositif à levier à grande démultiplication, pouvant être utilisé par exemple comme dispositif appliquant une force de traction. Ce dispositf comprend un élément fixe 1 constitué par un support ayant deux ailes parallèles 2 et un levier mobile 3 articulé par son extrémité sur un axe 4 constituant son point d'appui et porté par le support 2. Le levier 3 porte un axe 5 dont la section recouvre partiellement celle de l'axe 4 et sur lequel est articulée une extrémité d'un organe de traction 6 disposé entre les ailes 2 de l'élément fixe 1 de façon à se déplacer longitudinalement à l'intérieur de ce dernier. Cet organe peut être adapté pour être relié à un élément auquel doit être appliquée une forcede traction importante sur une faible course. L'axe 4 du point d'appui est divisé en deux moitiés égales 4a comportant chacune deux parties d'extrémité 7 entre lesquelles est formée une partie intermédiaire 8 de diamètre plus grand qui est montée rotative dans un trou correspondant d'une aile 2 de l'élément fixe 1. Les parties d'extrémité 7 des demi-axes 4a sont montées rotatives dans des trous correspondants prévus au voisinage d'une extrémité de deux biellettes 9 parallèles et égales dont les extrémités opposées sont maintenues espacées d'une distance correspondant à l'épaisseur de la partie intermédiaire 8, par les ailes 10 d'un élément 11 en U. L'axe 5, qui est unitaire, est monté rotatif dans un trou correspondantdel'organe coulissant 6 de part et d'autre duquel ses extrémités font saillie. Ces extrémités sont engagées dans des trous correspondant de deux biellettes 12 paralleles et égales, identiques aux biellettes 9, chaque biellette 12 étant disposée contre la face interne de la biellette 9 la plus interne. L'axe 5 est légèrement décalé par rapport à l'axe 4 défini par les centres des demi-axes 4a et les extrémités des biellettes 12 sont maintenues espacées d'une distance égale à l'épaisseur de l'organe 6 par une entretoise 13, l'ensemble des biellettes étant maintenu assemblé et serré avec la pièce 11 en U au moyen d'un manchon fileté 14 disposé dans des trous correspondant des biellettes 9, 12 et maintenu par des vis à tête 15. D'une façon avantageuse l'élément 11 de section en U peut être constitué par le levier 3 lui-même. Comme cela est visible notamment à la Fig. 1, la périphérie de l'axe 5 empiète sur la projection des demi-axes 4a vers l'intérieur, sur toute l'étendue de son trajet qui est défini par un cercle centré sur l'axe 4. La distance entre les axes 4 et 5 étant extrêmement courte, la multiplication de la force appliquée à l'extrémité opposée du levier 3 est très grande mais le déplacement longitudinal de l'organe 6 est limité à la distance entre les axes 4 et 5. Comme on l'a représenté à la Fig. 1, l'axe peut être amené dans un plan contenant l'axe 4 et un axe longitudinal médian de l'organe 6. Si l'on continue de déplacer le levier 3, l'axe 5 sort de ce plan en franchissant ainsi un point mort comme représenté en 6' en trait mixte à la Fig. 1. On a représenté à la Fig. 3 un autre mode de réalisation du dispositif suivant l'invention dans lequel les demi-axes 4b, identiques aux demi-axes 4a comportent également des parties d'extrémité 7 et une partie intermédiaire 8, mais dans ce mode de réalisation ce sont les parties d'extrémité 7 des demi-axes 4b qui sont montées chacune dans des trous correspondant de deux supports parallèles 16 constituant l'élément fixe 1, tandis que les parties intermédiaires 8 sont montées rotatives dans un trou correspondant ménagé au voisinage d'une extrémité d'une biellette 17 tandis que l'axe unitaire 5, également monté dans un trou transversal de l'organe 6, a ses extrémités montées rotatives dans des trous prévus dans deux biellettes 18 parallèles et égales, identiques aux biellettes 17.Les extrémités opposées des biellettes 17, 18 sont maintenues espacées d'une distance correspondant à l'épaisseur de l'un des supports 16 par les ailes 20 d'un élément 21 de section en U qui peut avantageusement être constitué par le levier 3 lui-même. Les extrémités des biellettes 17, 18 oppo sées aux axes 4b, 5 sont fixées sur les ailes 20 au moyen d'un manchon fileté 22 et de vis à tête 23, une entretoise 25 étant disposée entre les biellettes internes 18. Dans cet agencement également l'axe unitaire 5 est très voisin de l'axe 4 défini par les demi-axes 4b et son trajet lorsque le levier 3 est actionné coupe le prolongement des demi-axes 4b vers l'intérieur. Ce dispositif fournit la même démultiplication que celui décrit en référence à la Fig. 2. Cependant son montage nécessite l'utilisation dé coussinets 26 en raison du fait que les supports 16 étant fixées les demi-axes 4b doivent être introduits avec leur partie intermédiaire 8 de-grand diamètre à travers les trous des parties externes des supports 16. En conséquence ces trous doivent présenter un diamètre égal à celui de la partie intermédiaire et la différence avec le diamètre de la partie 7 est alors compensée par un coussinet 26 rapporté. Dans le mode de réalisation décrit enréférence à la Fig. 2 le montage est plus facile en raison du fait que les différents éléments et les biellettes peuvent être mis en place depuis l'organe 6 vers l'extérieur avec les biellettes externes 9 en dernier, sans qu'il soit nécessaire de prévoir de coussinets, l'ensemble étant maintenu par les vis 15. On a représenté à la Fig. 4 un outil 30 comportant un dispositif à levier tel que décrit en référence aux Fig. 1 et 2. L'outil 30 est une pince utilisée pour poser les rivets dits "aveugles". On sait que les rivets aveugles sont utili sés pour fixer entre elles deux tôles superposées lorsqu'on ne peut accéder qu'à une seule face de l'assemblage. On utilise dans cette technique des rivets métalliques tubulaires ayant une tête et dans lesquels est disposé un mandrin avec une tête elargie. On introduit le rivet à travers un trou, par l'extérieur et on utilise une pince spé ciale qui tire le mandrin à l'intérieur du corps du rivet en le-forçant à se dilater. Dans certains modèles de pinces un deuxième actionnement de l'appareil permet de sectionner le mandrin. La résistance extrêmement importante offerte par la tête du mandrin en traversant le corps du rivet nécessite une force pouvant s'élever jusqu'à 1200 kg pour des rivets de 6,35 mm en inox. Les outils utilisés doivent donc développer une force suffisante pour surmonter cette résistance sans nécessiter de la part de l'opé- rateur un effort aussi important. Les pinces utilisées jusqu'à présent pour poser des rivets aveugles en inox de 6,35 mm utilisent des combinaisons de leviers et d'engrenages qui nécessitent plusieurs manoeuvres et résistent mal aux efforts imposés pour obtenir une puissance de sortie de 1200 kg, les dents se brisant rapidernent. Ces pinces sont par conséquent couteuses. La Fig. 4 montre une pince à poser les rivets aveugles comportant un dispositif à levier à grande démultiplication directe tel que décrit en référence aux Fig. 1 à 3. L'outil 30 comporte une tête 31 de construction connue en soi, quine fait pas partie de l'invention et ne sera en conséquence pas décrite. La tête 31 est montée à l'extrémité d'un bras 32 et elle comporte un organe de traction 33 à coulissement longitudinal, qui actionne le mécanisme de la tete. Cet organe 33 est articulé sur l'axe 5 d'un dispositif à levier tel que représenté à la Fig. 2 dont le support dans lequel sont montées les parties 8 de grand diamètre des demi-axes 4a est constitue par les ailes du bras 32 ayant en section une forme en U. Les biellettes 9 sont prolongées et forment un coude autour du manchon 14 et un levier mobile 34 de section en U est fixé sur le prolongement des biellettes 9, les ailes 35 du levier 34 servant d'entretoises entres les biellettes9. De préférence un bloc amortisseur 36 en caoutchouc est fixé sur l'un des bras par exemple sur le bras 32 pour arrêter élastiquement le déplacement du levier 34. On comprend que grâce à l'agencement du dispositif de levier suivant l'invention l'outil décrit en référence aux Fig. 4 et 5 permet de poser des rivets de 6,35 mm en obtenant la force de traction nécessaire de 1200 kg, la démultiplication obtenue étant telle que l'effort devant être exercé par l'opérateur au point d'application de force des leviers 32, 34 est seulement de l'ordre de 20 kg, soit une multiplication de l'ordre de 60. I1 convient en outre de noter que grâce à l'agencement du dispositif à levier l'organe de traction 33 de la tête de la pince peut être disposé dans l'axe d'une branche 32 rectiligne, permettant ainsi de poser des rivets dans les angles, ce qui constitue un avantage par rapport à la plupart des pinces existantes. On comprend que le dispositif décrit en référence aux Fig. 1 à 3 peut être réalisé en intervertissant les fonctions des axes, c'est-a-dire que les demiaxes 4a, 4b peuvent constituer le point de résistance tendis que l'axe unitaire 5 peut être utilise comme point d'appui. On comprend également que la démultiplication obtenue est très supérieure a celle pouvant être obtenue par les mécanismes utilisés dans les pinces connues jusqu'a présent. La démultiplication considérable obtenue est rendue possible grâce à l'utilisation d'axes très courts c'est-a-dire par la division de l'axe 4 en deux moitiés - qui sont maintenues sur la totalité de leur longueur et qui en conséquence peuvent supporter des efforts considérables en cisaillement sans déformation. Par ailleurs l'axe interne unitaire 5 est lui aussi maintenu sur la totalité de sa longueur sans possibilité de déformation des pièces dans lesquels il est monté. REVENDICATIONS 1 - Dispositif à levier à grande démultiplication obtenue directement, du type dans lequel un levier mobile est articulé sur un premier axe solidaire d'une partie fixe constituant un point d'appui et comportant un second axe constituant le point de résistance ou de prise de la force obtenue, et dans lequel l'un du premier ou du second axes (4, 5) est divisé en deux moitiés entre lesquelles est disposé l'autre desdits axes qui est unitaire, caractérisé en ce que chacun des axes ou partie d'axe (4a, 4b, 5) est monté par ses extrémités entre les branches d'une chape individuelle (9, 12, 16, 18). 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les sections desdits axes (4, 5) se recouvrent partiellement. 3 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit axe divisé en deux moitiés (4a) est celui constituant le point de résistance. 4 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit axe divisé en deux moitiés (4a) est celui constituant le point d'appui. 5 - Dispositif suivant la revendication I, caractérisé en ce que les chapes (9, 16) portant l'axe divisé (4a, 4b) sont solidaires de l'un ou l'autre du levier mobile (3) ou de la partie fixe (1) et la chape (12, 18) portant l'axe unitaire (5) est solidaire de l'autre de ces éléments. 6 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les chapes (9, 16) portant les deux moitiés de l'axe divisé (4a) et la chape (12, 18) portant l'axe unitaire (5) sont toutes trois solidaires du même élément (3 ou 1). 7 - Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ledit élément est le levier mobile (3). 8 - Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que lesdites chapes (9, 12) sont constituées par six biellettes paralleles égales, c'est-à-dire deux paires de biellettes externes (9) formant les chapes des deux demi-axes (4a) constituant le point d'appui et deux biellettes internes (12) formant la chape de l'axe (5) constituant le point de résistance, les demiaxes (4a) comportant chacun une partie intermédiaire (8) de grand diamètre qui sont montées chacune rotative dans un support (2) solidaire de ladite partie fixe (1). 9 - Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les chapes (16) portant les extrémités des deux moitiés de l'axe divisé (4b) constituent le point d'appui ou partie fixe (1), la partie intermédiaire (8) de chacune desdites moitiés d'axes (4b) étant montée rotative dans une extrémité d'une biellette externe (17) solidaire du levier mobile (3), la chape portant ledit axe unitaire (5) qui constitue le point de résistance étant constituée par deux biellettes internes (18) disposées entre les deux premières biellettes (17), égales et parallèles à celles-ci et solidaires du levier mobile (3). 10 - Pince pour poser des rivets aveugles, caractérisée en ce qu'elle comporte deux branches (32, 34) articulées au moyen d'un dispositif à levier à démultiplication directe tel que défini suivant l'une quelconque des revendications précédentes.