Brevet FR2593104A1 — publié le 19870724

La présente invention concerne une pince à serrage automatique destinée à être attachée à un câble tracteur en vue de la préhension, du soulèvement, de la manutention, et de la pose de blocs de béton ou d'éléments similaires utilisés notamment dans le bâtiment et la construction, par exemple pour la pose de bordures de trottoir. Des pinces de ce type ont déjà été proposées, qui assurent automatiquement le serrage du bloc lorsqu'on exerce sur le câble un effort de traction pour soulever la pince. Ces pinces comprennent en général un châssis horizontal qui porte une paire de mors de serrage pivotantsmontés à ses extrémités et dirigés vers le bas, un coulisseau monté mobile verticalement dans la partie centrale du châssis, un organe de liaison du coulisseau avec le câble tracteur, et des organes de transmission de mouvement agencés pour assurer le pivotement des mors, dans le sens du serrage, lorsque le coulisseau est déplacé vers le haut par suite de la charge s' appli- quant sur le câble tracteur quand la pince est soulevée. Ces pinces connues présentent plusieurs inconvénients énoncés ci-après, qui d'une part rendent les conditions de travail de l'utilisateur inconfortables et délicates et, d'autre part, ne permettent pas de réaliser un travail de qualité parfaite. En effet, lorsque la pince se referme sur le bloc à saisir, elle continue à se soulever en provoquant un glissement relatif initial des mors par rapport au bloc. En raison de ce ripage, le bloc est mal positionné dans la pince et risque de se décrocher en cours de manutention ; par ailleurs, la pose de l'élément ne peut se faire avec précision. Le serrage de la pince sur bloc est brutal et engendre un choc néfaste sur le plan mécanique pour la durée de vie de la pince et désagréable sur le plan accoustique. Les pinces usuelles possèdent des bras de levier longset d'autres pièces de grandes dimensions qui font largement saillie par rapport au châssis et rendent leur utilisation malaisée, voire dangereuse. Ces pinces sont généralement asymétriques et doivent toujours être saisies du même côté par l'utilisateur, ce qui est peu commode et ne permet pas un rendement élevé. Lorsqu'un bloc est posé, les mors de serrage ne s'ouvrent pas franchement et le bloc risque d'être saisi à nouveau par ces mors, lors de la remontée de la pince en outre, au cours de la remontée à vide de la pince, les mors ont tendance à se fermer naturellement, en raison du poids propre de la pince, ce qui pose un problème de mise en place de la pince sur le bloc suivant. L'invention vise à résoudre ces difficultés en proposant des perfectionnements qui permettent de réaliser une pince du genre mentionné facilitant les conditions de travail de l'utilisateur, tout en améliorant sensiblement la qualité et la rentabilité de ce travail. Ce résultat est atteint conformément à l'invention par le fait que l'organe de liaison du coulisseau avec le câble est mobile verticalement par rapport audit coulisseau, son déplacement vers le haut se faisant à l'encontre d'un système de rappel élastique interposé entre l'organe de liaison et le coulisseau. On comprendra aisément que cet arrangement permet d'éliminer, ou du moins de réduire considérablement le glissement initial des mors par rapport au bloc saisi puisque, dans une première phase, le câble a la possibilité de monter en entraînant uniquement l'organe de liaison (tout en sollicitant le système élastique), sans entralner le châssis, ni les mors portés par celui-ci. Par ailleurs, l'ensemble constitué par l'organe de liaison, le système élastique et le coulisseau joue le rôle d'un amortisseur qui empêche l'apparition de chocs lors de la fermeture et de l'ouverture des mors, ces mouvements se faisant en douceur. La pince selon l'invention comporte avantageusement des moyens de commande manuelle adaptés pour déplacer le coulisseau vers le haut en l'absence de charge sur le câble tracteur, de manière à réaliser un préserrage des mors sur le bloc. Grâce à cet arrangement, l'utilisateur peut prévoir un positionnement préalable précis et sûr des mors sur le bloc à saisir, et peut ensuite manipuler le bloc en se saisissant de la pince, sans risque de décrochage, ce qui assure une grande précision de la pose de ce bloc. Dans une forme de réalisation préférentielle de l'invention, les moyens de commande manuelle sont adaptés pour agir sur l'organe de liaison et déplacer celui-ci vers le haut, ce déplacement étant transmis au coulisseau par l'intermédiaire du système élastique. L'organe de liaison peut être simplement constitué d'une tige guidée en translation dans le coulisseau, une extrémité de cette tige servant à l'attache du câble tracteur, et son autre extrémité présentant une tete plate, cette dernière coopérant par l'une de ses faces avec lesdits moyens de commande manuelle et servant d'appui, par son autre face, audit système de rappel élastique. Les moyens de commande manuelle comprennent avantageusement un excentrique, une came, ou un organe similaire, qui est guidé en rotation dans le châssis et est actionné par au moins un et de préférence deux manette(s) de commande, cet excentrique étant adapté pour coopérer avec la tête plate de l'organe de liaison. Le système de rappel élastique est par exemple un système travaillant à la compression, tel qu'un empilage de rondelles élastiques "Belleville". Dans ce cas il est possible de modifier simplement la dureté du système en changeant le nombre des rondelles élastiques constitutives de l'empilage. Selon une caractéristique de l'invention, les organes de transmission de mouvement du coulisseau à chacun des mors de serrage comprennent un levier en "L" qui est articulé à sa partie angulaire dans le châssis, ce levier en "L" étant relié cinématiquement par l'une de ses branches au coulisseau, et par son autre branche, via une tige de commande, au mors de serrage. L'ensemble de ces organes, de dimensions relativement faibles, est logé à l'intérieur du châssis de la pince, ce châssis affectant la forme générale d'une poutre creuse, ce qui donne à cette pince une grande compacité ; en outre, du fait qu'aucun de ces organes ne fait saillie à l'extérieur du châssis, la sécurité de la pince est accrue. La pince est avantageusement équipée d'une paire de poignées montées sur la face supérieure du châssis, symétriquement de part et d'autre de son plan de symétrie vertical transversal, ces poignées permettant une préhension manuelle aisée de la pince. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, la pince est munie de ressorts de rappel, de dureté relativement faible, qui agissent sur les mors pivotants pour les solliciter constamment dans le sens de leur ouverture. Ainsi, le poids de la pince est compensé et les pinces pivotent automatiquement en position ouverte dès qu'un bloc a été posé au sol, la pince étant ainsi prête à la préhension d'un nouveau bloc. Enfin, la pince présente avantageusement une forme généralement symétrique par rapport à un axe vertical passant au centre du châssis, ce qui permet à l'opérateur de la saisir et de l'utiliser de la même manière quel que soit le côte de la pince qui se présente à lui, ce qui améliore sensiblement son rendement global. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description et des dessins annexés qui en présentent un mode de réalisation préférentiel. Sur ces dessins La figure 1 représente en vue de face et partiellement coupée, une pince conforme à l'invention, le plan de coupe vertical brisé étant désigné par I-I à la figure 2 La figure 2 est une vue de gauche en coupe transversale de la pince de la figure 1, le plan de coupe vertical étant désigné par II-II à la figure 1 Les figures 3 et 4 sont des vues similaires à la figure 1, à échelle légèrement réduite, représentant deux étapes d'une opération de soulèvement d'un bloc de béton. La pince représentée sur les figures comprend un châssis 1 qui est constitué par une poutre creuse, par exemple un profilé métallique de section rectangulaire. La longueur de ce profilé dépend naturellement de la lonqueurdes blocs de béton que l'on souhaite saisir à l'aide de la pince ; ainsi, pour la manutention et la pose de bordures de trottoir, dont la longueur est de 1 m, on choisira un profilé de longueur légèrement supérieure à cette valeur, par exemple de 104 cm. Les parois latérales du châssis ont été désignées par la référence 11, tandis que ses parois supérieure et inférieure ont été désignées respectivement par les références 12 et 13. A chaque extrémité du châssis 1 en forme de poutre, est monté un mors de serrage qui a la forme d'un levier articulé à deux branches, désigné par 2. Les mors de serrage sont dirigés vers le bas et sont articulés à la partie inférieure des extrémités du châssis 1, sur des axes transversaux 90. Chacun de ces leviers présente une partie supérieure 21 qui se prolonge à l'intérieur du châssis 1, jusqu'au voisinage de la paroi supérieure 12 de ce dernier. La longueur de la partie des mors 2 qui fait saillie en dessous du châssis 1, est déterminée pour correspondre à la moitié environ de la hauteur des blocs de béton à la manutention desquels la pince est destinée ; ces mors présentent à leur extrémité inférieure, une arête 20 dirigée vers l'intérieur, et destinée à entrer en contact avec les faces en bout de ces blocs. Dans la région centrale du châssis horizontal 1 est montée un tube 10, par exemple de section rectangulaire, disposé verticalement, et qui sert au guidage en translation d'un coulisseau 4 de section complémentaire. Le tube 10 est logé dans une ouverture appropriée ménagée dans le châssis 1 et est fixé à celui-ci par soudage ; la partie supérieure de ce tube ressort légèrement de la face supérieure 12 du châssis, et cette partie en saillie est rigidifiée par des nervures de renforcement désignées par 10a, 10b. Le coulisseau 4 a la forme générale d'une cage parallélépipédique rectangle. Sa paroi supérieure est percée d'un trou qui est traversé par un organe de liaison en forme de tige 6 ; cette tige est mobile en translation dans le coulisseau 4, verticalement ; son guidage dans le coulisseau 4 est assuré par un manchon 46 fixé à la partie supérieure de ce dernier. La partie supérieure de la tige 6 a la forme d'un anneau 61 destiné à l'accrochage d'un câble tracteur permettant de soulever la pince ; ce câble n'a pas été représenté sur les figures dans un seul but de simplification. A sa partie inférieure, qui est située- à l'intérieur du coulisseau creux 4, la tige 6 porte une tête plate 60, en forme de disque, disposée horizontalement. Entre la face supérieure de la tête plate 60 et la face inférieure de la paroi supérieure du coulisseau 4, est interposé un système de rappel élastique constitué par un empilagede rondelles élastiques 45, du type rondelles de "Belleville" par exemple. Cet empilage élastique tend donc à repousser la tige 6 vers le bas, à l'intérieur du coulisseau 4. Il est logé dans un manchon 44 qui est fixé sous la paroi supérieure du coulisseau 5 et qui est destiné à limiter la possibilité de déplacement de la tige 6 vers le haut. Juste en dessous de la tête plate 60, est disposé un disque 5 qui est monté de manière excentrée sur- un axe horizontal transversal 50 sur lequel il est calé au moyen d'un clavette 51 ;-l'axe 50 est guidé en rotation dans des douilles 14 montées dans Les faces laterales 11 du châssis 1 ; à chacune des deux extrémités de l'axe 50, qui ressortent à l'extez-ieur du châssis, est montée une manette de commande 52, permettant de faire tourner cet axe sur lui-même. Des ouvertures allongées, ou lumières 43, formées dans les faces latérales du coulisseau en forme de cage 4, autorisent le coulissement de celui-ci malgré la présence de l'axe transversal 50. A la partie inférieure du coulisseau 4, chacune de ses faces latérales porte un axe 41, pourvu d'un têton 40 dirigé vers l'intérieur de la cage. Les deux têtons 40, solidaires du coulisseau 4, vont chacun communiquer le mouvement de ce coulisseau à des organes de transmission de mouvement reliés cinématiquement à l'un des mors pivotants 2. La pince est donc équipée de deux séries d'organes de transmission de mouvement, logés à l'intérieur du châssis en forme de poutre creuse 1, et disposés symétriquement de part et d'autre de la partie centrale recevant le coulisseau 4. Ces organes de transmission de mouvement, désignés par 3, comprennent un levier coudé en forme de "L" 30 et une tige de commande 33. Le levier 30 est articulé, à sa partie angulaire, autour d'un axe transversal 93 monté à la partie inférieure du châssis 1 ; le levier 30 présente un bras 31, relativement long, s'étendant à peu près horizontalement et pénétrant à l'intérieur du tube central 10 et à l'intérieur du coulisseau 4, en traversant des ouvertures allongées appropriées 15, respectivement 42, formées dans leur paroi. L'extrémité du bras 31 qui est situéeà l'intérieur du coulisseau 4 présente une lumière allongée 310 dans laquelle est engagé, avec possibilité de glissement, le têton 40. L'autre bras du levier 30, désigné par 32, de longueur relativement faible, s'étend à peu près verticalement à l'intérieur de la poutre creuse 1 t l'extrémité du bras 32 est articulé, par un axe 92, sur l'extrémité de la tige de commande 33 ; cette dernière est elle-même articulée, à son extrémité opposée, par un axe 91, sur le prolongement 21 du mors pivotant 2, se trouvant à l'intérieur du châssis 1. Un petit ressort 8, par exemple un ressort de traction, accroché à un élément 16 du châssis, agit avec une force relativement faible à la partie supérieure 210 de ce prolongement 21, de manière à solliciter constamment le levier 2 dans le sens contraire au serrage. Cette pince est équipée d'une paire de poignées 7 fixées par soudage à la paroi supérieure 12 du châssis 1, et s'étendant verticalement vers le haut ; ces poignées 7 sont disposées symétriquement par rapport à l'axe vertical passant au centre du châssis. La pince qui vient d'être décrite est destinée à être accrochée au moyen d'un câble à un bras élévateur, un treuil, ou tout matériel de soulèvement similaire. Nous allons maintenant décrire, en nous référant plus particulièrement aux figures 3 et 4, la manière dont on peut utiliser cette pince, pour saisir, manutentionner, et poser des blocs de béton B,par exemple des bordures de trottoir. L'opérateur saisit la pince au moyen des deux poignées 7, et place la pince au-dessus du bloc B. Lorsqu'il souhaite procéder à un préserrage du bloc, il se saisit de l'une des manettes 52 et la fait tourner d'un demi tour environ, de telle manière que l'excentrique 5 repousse la tige de liaison 6 vers le haut. Par sa tête plate 60, cette tige 6 va agir sur le système élastique 45, en tendant à la comprimer, et ce système élastique va lui-même agir sur le coulisseau 4, et tendre à la repousser vers le haut. Ce mouvement est effectivement possible, du fait que la force des petits ressorts 8 est inférieure à la dureté de l'empilage 45, et que la longueur du bloc B considéré est inférieure à l'écartement mutuel des deux mors de serrage 2. Dans ces conditions, le coulisseau 4 se soulève (flèche F) et, par l'intermédiaire des têtons 40, provoque le pivotement des leviers coudés 30 (flèches G). Les leviers 30 repoussent les tiges 33 vers l'extérieur (flèche H) provoquant le pivotement des mors de serrage 2 dans le sens du serrage (flèches I). Les lumières 310 autorisent la transmission du mouvement entre les têtons 40 (qui ont une trajectoire rectiligne) et les branches de levier (31) (qui se déplacent en arc-de-cercle). Ce préserrage s'effectue en douceur, grâce à l'interposition du ressort 45 dans la chaine cinématique de transmission du mouvement de l'excentrique 5 aux mors de serrage 2. Une fois que le bloc est préserré, il est possible de le manipuler, c'est-à-dire de le placer avec précision en tout endroit approprié, en saisissant l'ensemble pince et bloc par les poignées 7. Lorsqu'on souhaite soulever et déplacer le bloc à l'aide du câble tracteur accroché à la boucle 61 de la tige de liaison 6, on met sous tension (figurée par la flèche T) le câble, de manière à soulever la pince. Le poids de la pince et du bloc B s'opposant à ce soulèvement, la tige 6 commence par se déplacer seule, à l'intérieur du coulisseau 4, en comprimant le système élastique 45. Puis, lorsque la tête 60 vient en contact avec le manchon formant butée 44, le coulisseau 4 est entraîné également vers le haut, et cet effort de soulèvement va se transmettre aux mors de serrage, via les organes de transmission 30 et 33, de sorte que les mors de serrage vont excercer un effort de serrage très important sur le bloc B,d'autant plus important que ce bloc est lourd. Les reliefs acérés 20 augmentent encore la qualité de ce serrage, ces reliefs ayant tendance à pénétrer dans le bloc. Lorsqu'on a transporté, au moyen du câble (et de son bras élévateur), le bloc B en l'endroit souhaité, on fait descendre la pince de telle manière que le bloc se pose à nouveau sur le sol. Le poids du bloc et de la pince n'agissant plus sur le ressort 45, celui-ci repousse alors la tige 6 vers le bas, jusqu'à ce que la tê-te 60 vienne à nouveau en appui contre l'excentrique 5. On se retrouve alors à l'état de préserrage, dans lequel l'opérateur a la possibilité de manipuler luimême le bloc, en se saissant des poignées 7 ; il lui est donc possible de poser le bloc de manière très précise en un endroit déterminé. Par ailleurs, si la mise en place directe au moyen de câble est très imprécise, il est possible de remonter puis de redescendre la charge sans glissement de la pince, toujours à l'aide du câble, grâce au préserrage. Ceci n'est pas possible avec des pinces traditionnelles pour lesquelles on observe un tel glissement dès que la charge a été posée. Lorsque le bloc est correctement en place, L'opérateur actionne l'une ou l'autre des manettes 52, pour faire tourner l'excentrique 5 dans sa position initiale, permettant un relâchement complet du système élastique 45 ;- les petits ressorts 8 provoquent alors le pivotement en sens inverse des mors pivotants 2, lesquels libèrent donc le bloc. La pince est alors ouverte, prête à: saisir le bloc suivant. On notera qu'il est tout à fait possible d'utiliser cette pince sans procéder au préserrage manuel i'un- bloc. Dans cette hypothèse, la tige de liaison 6, va; se déplacer vers le haut, sous l'effet de traction du câblet progressivement de la position de la figure 1 à celle de la figure 4, l'excentrique 5 restant dans la position inactive de la figure 1. L'opérateur peut action-ner le mécanisme de préserrage uniquement au moment de la pose du bloc, afin de le positionner avec précision au moyen des poignées 7. Il faut remarquer que les deux poignées 7 et les deux leviers de commande 52, sont disposés symétriquement par rapport à l'axe vertical passant au centre de la pince. Grâce à cet arrangement, l'opérateur a toujours les mêmes mouvements à effectuer, quel que soit le côté de la pince qui se présente à lui, ce qui améliore la commodité de l'opération, et le rendement de son travail. Avec ou sans préserrage, les mouvements de serrage et d'ouverture des mors 2 sur le bloc se font tout à fait en douceur, grâce à l'interposition dans la chaîne cinématique du système élastique 45. Il est possible d'adapter la pince au type de bloc considéré, notamment à son poids et à sa longueur nominale, en modifiant les caractéristiques du système élastique 45, par exemple en enlevant ou en rajoutant certaines rondelles élastiques. Il serait possible de prévoir dans les poignées 7, des contacteurs électriques permettant de réaliser une commande à distance des mouvements de soulèvement et d'abaissement de la pince et/ou les manoeuvres et déplacements de l'engin porteur auquel est accroché le câble. Il va de soi que l'invention ntest pas limitée au mode de réalisation préférentiel qui vient d'entre décrit à simple titre d'exemple. Elle en englobe au contraire toutes les variantes. C'est ainsi, par exemple, que l'empilage de rondelles élastiques pourrait naturellement être remplacé par tout autre type de système élastique, par exemple par un ressort de compression hélicoldal. L'excentrique 5 pourrait être remplacé par une came ou un organe similaire. On pourrait également prévoir sur les mors de serrage des patins en matériau synthétique à coefficient de frottement élevé. La forme et l'emplacement des poignées pourrait être adaptés à des tâches particulières et etre différents de ceux prévus dans le mode de réalisation présenté. Il va de soi que par le mot "câble" on entend également tout moyen équivalent pouvant servir à l'accrochage de la pince, et notamment une chaine. REVENDICATIONS 1. Pince à serrage automatique, destinée à être attachée à un câble tracteur en vue notamment de la préhension et de la manutention de blocs de béton ou d'éléments similaires, qui comprend un châssis horizontal ayant la forme d'une poutre creuse, une paire de mors de serrage pivotants montés à chaque extrémité du châssis et dirigés vers le bas, un coulisseau monté mobile verticalement dans la partie centrale du châssis, un organe de liaison du coulisseau avec le câble tracteur, et des organes de transmission de mouvement logés à l'intérieur du châssis, ces organes étant agencés pour assurer le pivotement des mors dans le sens du serrage lorsque le coulisseau est déplacé vers le haut par suite de la charge s'appliquant sur le câble tracteur quand la pince est soulevée, caractérisée par le fait que l'organe de liaison (6) du coulisseau (4) avec le câble est mobile verticalement par rapport audit coulisseau (4), son déplacement vers le haut se faisant à l'encontre d'un système de rappel élastique (45) interposé entre l'organe de liaison (6) et le coulisseau (4). 2. Pince à serrage automatique selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens de commande manuelle (52, 50, 5) adaptés pour déplacer le coulisseau (4) vers le haut en l'absence de charge sur le câble tracteur de manière à réaliser un préserrage des mors (2). 3. Pince à serrage automatique selon la revendication 2, caractérisée par le fait que lesdits moyens de commande manuelle (52, 50, 5) sont adaptés pour agir sur l'organe de liaison (6) et déplacer celui-ci vers le haut, ce déplacement étant transmis au coulisseau (4) par l'intermédiaire du système élastique (45). 4. Pince à serrage automatique, selon la revendication 3, caractérisée par le fait que ledit organe de liaison (6) est constitué d'une tige guidée en translation dans le coulisseau (4), dont une extrémité (61) sert à l'attache du câble tracteur, et dont l'autre extrémité présente une tête plate (60), cette dernière coopérant par l'une des faces avec lesdits moyens de commande manuelle (52, 50, 5) et servant d'appui, par son autre face, audit système de rappel élastique (452. 5. Pince à serrage automatique selon la revendication 4, caractérisée par le fait que lesdits moyens de commande manuelle comprennent un excentrique (5) monté sur un axe (50) qui est guidé en rotation dans le châssis (1) et est actionné par au moins une -et de préférence deux - manette(s) de commande, cet excentrique (S) étant adapté pour coopérer avec la tête plate (60) dudit organe de liaison (6). 6. Pince à serrage automatique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que ledit système de rappel élastique (45) est un système travaillant à la compression, tel qu'un empilage de rondelles "Belleville". 7. Pince à serrage automatique selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que les organes de transmission de mouvement du coulisseau à chacun des mors de serrage comprennent un levier en nL" (30) qui est articulé à sa partie angulaire dans le châssis (1), ce levier (30) étant relié cinématiquement par l'une (31) de ses branches au coulisseau (4), et par son autre branche (32), via une tige de commande (33), au mors de serrage (2). 8. Pince à serrage automatique selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait qu'elle est équipée d'une paire de poignées (7) montées sur la face supérieure (12) du châssis (1), symétriquement de part et d'autre de son plan de symétrie vertical transversal, ces poignées (7) permettant une préhension manuelle de la pince. 9. Pince à serrage automatique selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée par le fait qu'elle est munie de ressorts de rappel (8), de faible dureté, qui agissent sur les mors pivotants (2) pour les solliciter dans le sens de leur ouverture. 10. Pince à serrage automatique selon l'une des revendications t à 9, caractérisée par le fait qu'elle présente une forme généralement symétrique par rapport à un axe vertical passant au centre du châssis (1).