Brevet FR2654026A1 — publié le 19910510

La présente invention concerne une cisaille à main pour la découpe de fers plats, et notamment de caillebotis. Il est habituel d'employer des cisailles à main ou des machines à cisailler pour découper des fers plats ou des tôles métalliques. L'utilisation des unes ou des autres dépend, à cet effet, de la nature de la découpe à effectuer, et on utilise les machines à cisailler plutôt en atelier, ou pour des découpes de tôles importantes (tôles de véhicules accidentés, par exemple), et les cisailles à main, beaucoup plus légères, pour modifier ponctuellement des constructions métalliques réalisées avec des tôles peu épaisses. Dans la catégorie des machines, les outils opèrent couramment par grugeage de la tôle, formant ainsi un copeau de découpe qu'il convient d'éliminer en fin de coupe afin d'éviter l'encombrement des lames coupantes, notamment dans le cas où celles-ci présentent un tranchant dentelé ou ondulés. On connait un certain nombre de machines à cisailler les tôles remédiant à ce problème, et présentant pour ce faire des lames coupantes de forme particulière. C'est, par exemple, le cas du brevet français FR-2 431 340, dans lequel il est décrit une cisaille hydraulique dont la lame mobile, coupante et cannelée, comporte un bec terminal chargé de trancher net le copeau de découpe au voisinage de la fin de coupe.De même, dans la demande de brevet française FR-2 611 153, il est décrit une cisaille d'établi pour la découpe de tôles, opérant également par grugeage, et présentant un couteau à double biseau retournable qui perce la tôle afin d'entamer sa découpe. Les deux outils précédemment mentionnés sont des outils lourds et encombrants, donc difficilement manipulables par une seule personne lorsqu'une découpe ponctuelle est à faire, par exemple sur un chantier, ou sur une construction métallique à modifier. Pour cet usage ponctuel, on trouve par contre un grand nombre de cisailles à main dont l'utilisation est la plupart du temps très spécifique. A cet effet, dans le domaine de l'invention, l'emploi des cisailles à main est ordinairement réservé à la découpe de tôles peu épaisses, sur une faible longueur ; l'effort à fournir par l'utilisateur est, de ce fait, raisonnable, et demeure à la portée d'un homme de force moyenne. En outre, le plus souvent, les cisailles à main sont démultipliées, et présentent alors des bras de force susceptibles d'amplifier l'effort musculaire du manipulateur ; l'outil ainsi complété, comprenant une tête de cisaille et un ensemble de bras de force, procure le moyen de découper, par cisaillage, des tôles dans un acier courant d'une épaisseur pouvant atteindre quelques millimètres. Néanmoins, il existe des cas où ces cisailles à main, qui ne présentent ni la stabilité, ni la puissance de machines à cisailler lourdes ou hydrauliques, sont inefficaces pour la découpe de tôles. En effet, les lames de coupe d'une cisaille possèdent des tranchants dont le profil sensiblement rectiligne ne favorise pas "l'amarrage" de l'outil dans la tôle ; contrairement aux machines à cisailler du type de celle décrite dans la demande de brevet françaies FR-2 611 153 déjà mentionnée, une cisaille à main du type à deux lames coupantes entame en effet la découpe d'une tôle par sa tranche. Après ouverture des lames coupantes, qui sont articulées, à cet effet, par un axe mécanique, on applique l'angle desdites lames sur la tranche de la tôle.A cet endroit de croisement des lames, la force de cisaillement développée par la cisaille est maximale ; elle résulte de l'effort de fermeture de deux branches de préhension, prolongeant les deux lames, de manière à servir de bras de levier (appelés "bras de force" dans le domaine de l'invention). Le couple de cette force décroit régulièrement en intensité vers les extrémités des lames opposées à l'axe mécanique d'articulation. On comprend alors bien que, sous l'effet du cisaillement appliqué sur la tranche de la tôle, celle-ci ait tendance à se dérober, ou à faire reculer l'outil il s'ensuit que le manipulateur de la cisaille doit non seulement fournir un effort de rapprochement des deux branches de préhension, mais également appuyer fortement la cisaille contre la tranche de la tôle afin de l'entamer. Ces deux efforts sont contradictoires, et dans le cas de la découpe de tôles de forte épaisseur, même une cisaille munie de bras de force démultipliant l'effort procure un résultat médiocre, insusceptible d'être obtenu facilement par une seule personne : les tranchants des lames glissent sur la tôle, et même entamée, celle-ci résiste bien à l'entaille du fait que l'effort de coupe est réparti sur toute la longueur desdites lames.En outre, la coupe se termine aussi difficilement qu'elle a commencé, en raison de la diminution du couple au niveau de leur extrémité opposée à l'axe mécanique d'articulation. Dans ce cas, l'utilisation d'une cisaille à main conventionnelle, même dentelée, s'avère donc peu appropriée, et on a recours alors à une découpe assistée hydrauliquement, voire à une découpe au chalumeau. Ce dernier type de découpe présente cependant de nombreux inconvénients : mise en oeuvre lourde nécessitant de la main d'oeuvre et du temps, détérioration des traitements de surface des tôles (notamment des traitements galvaniques contre la corrosion), et surtout, dans des cas plus spécifiques de découpe de tôles en atmosphère explosive (centrales nucléaires, grands moulins, ...), danger d'inflammation et d'explosion. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant une cisaille à main pour la découpe de fers plats utilisable par une seule personne, dans des conditions d'effort, de rapidité, de maniabilité et de sécurité particulièrement remarquables. La découpe est franche, et respecte les traitements de surface des tôles découpées. L'invention concerne ainsi une cisaille à main pour la découpe de fers plats, et notamment de caillebotis, du type comprenant une tête de cisaille à deux lames coupantes, et un ensemble de bras de force démultipliant, entre lesdites lames, l'effort musculaire appliqué à leur extrémité, caractérisé en ce qu'au moins une des lames coupantes de ladite tête de cisaille possède un tranchant chantourné de manière à présenter un profil ayant au moins deux angles vifs, l'un rentrant, l'autre sortant, de manière à délimiter au moins une pointe pouvant perforer les fers plats à découper, et à initier la découpe à l'endroit de cette perforation. Suivant une caractéristique complémentaire de l'invention, les angles vifs du tranchant de la lame coupante portant la pointe sont des angles obtus, avantageusement égaux. De cette façon, la pointe délimitée par lesdits angles peut être obtenue par rupture de la ligne de coupe de ladite lame - sur une cisaille conventionnelle, la ligne de coupe d'une lame est une ligne virtuelle passant par le tranchant de cette lame -. Ici, la ligne de coupe est une ligne rectiligne brisée (profil en "Z"). Suivant encore une autre caractéristique de l'invention, la pointe délimitée par les angles vifs du tranchant d'une des lames coupantes de la tête de cisaille présente un sommet situé sensiblement à midistance de l'axe mécanique d'articulation des deux lames coupantes, et de l'extrémité, opposée à cet axe, de la lame portant la pointe. De cette manière, avec la cisaille à main conforme à l'invention, il est possible d'intervenir ponctuellement sur un chantier pour découper une tôle épaisse (quelques millimètres). En effet, après ouverture des lames coupantes suivant un angle adapté à l'épaisseur de la tôle à découper, on positionne l'angle desdites lames contre sa tranche. La fermeture des bras de force a pour effet d'appliquer la pointe portée par l'une au moins des lames contre la surface de la tôle à découper la force développée sur cette pointe peut atteindre plusieurs dizaines de milliers de newtons (c'est-à-dire plusieurs tonnes force). La pointe perfore alors la tôle, ce qui constitue un point d'amarrage pour la cisaille, et interdit tout échappement de la tôle hors des lames de ladite cisaille, au début de, et pendant la coupe.De surcroît, l'effort musculaire à produire pour la découpe est alors uniquement limité à un effort de fermeture des bras de force. En outre, la découpe est opérée symétriquement par rapport au point de perforation de la tôle. Cette disposition de l'invention est particulièrement avantageuse en ce qu'elle permet d'équilibrer l'effort de découpe de part et d'autre de la pointe perforante, le long du tranchant de la lame coupante portant ladite pointe. Ainsi, au lieu de s'amoindrir progressivement au fur et à mesure de la coupe, le couple de cisaillement appliqué par les lames sur la tôle, d'une part augmente pour la partie de la coupe s'effectuant de la pointe vers l'axe mécanique d'articulation des lames, d'autre part diminue de la manière habituelle pour la partie de la coupe s'effectuant vers l'extrémité des lames opposée à cet axe. D'autres caractéristiques et avantages de la cisaille à main, objet de la présente invention, ressortiront mieux de la description qui va suivre d'une forme de réalisation donnée à titre d'exemple non limitatif de cette cisaille, en référence au dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une vue de face de la tête de cisaille suivant une forme de réalisation conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective d'une cisaille à main droite incorporant la tête de cisaille illustrée sur la figure 1, - la figure 3 est une vue en perspective d'une cisaille à main coudée incorporant la tête de cisaille illustrée sur la figure 1. Il est décrit maintenant, en référence à ces figures, une forme de réalisation préférée d'une cisaille conforme à l'invention. Cette cisaille comporte une tête de cisaille 1 et un ensemble 2 de bras de force, chargé de démultiplier l'effort musculaire du manipulateur de la cisaille. Conformément à la figure 1, la tête de cisaille 1 est formée par l'assemblage articulé d'une première lame coupante 3 dont le tranchant 4 est rectiligne, et d'une seconde lame coupante 5 dont le tranchant 6 est chantourné de manière à présenter un angle vif entrant a et un angle vif sortant b. Ces deux angles vifs a et b sont obtus, et délimitent une pointe 7 dont le sommet est l'angle vif sortant b. Cette pointe 7 est située sensiblement à mi-distance d'un axe mécanique 8, servant à articuler les lames coupantes 3 et 5, et de l'extrémité Sa de la lame coupante 5 portant la pointe 7. De cette façon, la pointe 7 partage le tranchant 6 en deux parties 6a et 6b, l'une 6a coupante de ladite pointe 7 vers l'axe mécanique 8, l'autre 6b coupante vers l'extrémité Sa de la lame 5.Conformément à une variante avantageuse de l'invention, ces deux parties 6a et 6b sont parallèles entre elles, et constituent ensemble une ligne de coupe en 11Z". Il est important de noter que ni la forme, ni la position de la pointe 7 le long du tranchant 6 de la lame coupante 5 ne sont limitatives. En particulier, les angles vifs a et k peuvent être plus ou moins obtus, délimitant une pointe 7 plus ou moins étroite ; à ce titre, on peut envisager de chantourner le tranchant 6 de manière à ce qu'il présente trois angles vifs, dont les angles vifs a et b précédents, le troisième angle vif non illustré sur les figures étant alors un angle rentrant. Dans cette disposition, sauf à ce que lesdits angles vifs soient tous suffisamment obtus, la pointe 7 délimitée par ces angles est plus fragile. De même, l'angle vif sortant b, qui délimite le sommet de la pointe 7, peut se trouver plus ou moins près de l'axe mécanique 8 d'articulation des lames coupantes 3 et 5. Par ailleurs, les lames coupantes 3 et 5 sont prolongées d'une branche 9 et d'une branche 10 respectivement, au-delà de l'axe mécanique 8. Ces branches 9 et 10 ont sensiblement des longueurs égales, et servent de levier "primaire" à l'ensemble 2 de bras de force (fig.2 et fig.3). Des orifices 9a et 10a situés à l'extrémité des branches 9 et 10 respectivement permettent de solidariser la tête de cisaille 1 audit ensemble 2 de bras de force. On notera également que l'axe mécanique 8 d'articulation est décentré par rapport aux axes des branches 9 et 10 ; de cette manière, les ensembles (3, 9) ou (5, 10), constitués par une lame coupante 3 ou 5 et une branche 9 ou 10 respectivement, ne se croisent pas au niveau de l'axe mécanique 8 d'articulation, de telle manière que lorsque les branches 9 et 10 s'écartent l'une de l'autre, les lames coupantes 3 et 5 se rapprochent. Conformément à la figure 2, il est décrit une cisaille à main droite 11 munie de la tête de cisaille 1. Sur cette cisaille droite 11, l'ensemble 2 de bras de force est constitué de deux bras de force 12 articulés par un axe mécanique 13. Les bras de force 12 présentent ainsi deux parties 12a et 12b dont le rapport des longueurs détermine la démultiplication procurée par lesdits bras de force 12 - la partie 12a d'un bras de force 12 est celle qui est comprise entre l'axe mécanique 13 d'articulation et un orifice 12c, qui est articulé solidairement à la branche 9 ou à la branche 10 de la tête de cisaille 1, au niveau, respectivement, de l'orifice 9a ou de l'orifice 10a desdites branches 9 et 10. - la partie 12b d'un bras de force 12 est la partie complémentaire de la partie 12a. Les parties 12k servent de bras de préhension de la cisaille droite 11. En outre, l'axe mécanique 13 d'articulation est décentré par rapport à l'axe des bras de force 12, de manière à ce que le rapprochement des parties 12b provoque l'écartement des parties 12a l'un de l'autre. De cette façon, une fois fixée la tête de cisaille 1 sur les orifices 12c des bras de force 12, la fermeture des lames coupantes 3 et 5 est obtenue par rapprochement des parties 12b servant de bras de préhension de la cisaille droite 11. La disposition inverse est bien entendue possible, mais elle est moins courante dans le domaine de l'invention. La fermeture des lames coupantes 3 et 5 permet de perforer tout d'abord la tôle à découper, son cisaillement complet s'effectuant de manière symétrique par rapport à la pointe perforante 7. Conformément à la figure 3, on décrira maintenant une cisaille à main coudée 14 munie de la tête de cisaille 1, particulièrement destinée à la découpe de fers plats verticaux, la tête de cisaille 1 étant alors agencée verticalement. Sur la cisaille coudée 14, l'ensemble 2 de bras de force est constitué d'une pièce support 15 de la tête de cisaille 1, d'une biellette intermédiaire 16 de transmission des efforts, d'un bras de force 17, servant de levier principal, et d'un bras de force 18 horizontal prolongeant la pièce support 15. La pièce support 15 a sensiblement la forme d'un "L" couché, c'est-à-dire se compose d'une partie horizontale 15a allongée, et d'une partie verticale 15b plus courte que la partie horizontale 15a. A l'intersection de ces deux parties, est prévu un orifice 15c. Un deuxième orifice 15- est situé à l'extrémité de la partie verticale 15b à une distance de l'orifice 15c apte à permettre le montage vertical de la tête de cisaille 1 : l'axe mécanique 8 d'articulation des lames coupantes 3 et 5 est ainsi fixé au travers de l'orifice 15c, et l'orifice 10a de la branche 10, prolongeant la lame coupante 5, se trouve alors en vis à vis de l'orifice 156 de la partie verticale 15b de la pièce support, un boulon non représenté sur les figures venant, de façon classique, solidariser verticalement ladite branche 10 et ladite partie verticale 15b.Un troisième orifice 15e est situé à l'extrémité de la partie horizontale 15a, de manière à servir d'axe d'articulation au bras de force 17. La biellette intermédiaire 16 est articulée par son extrémité 16a sur la branche 9 prolongeant la lame coupante 3 de la tête de cisaille 1, et par son extrémité 16b à la base du bras de force 17, légèrement au dessus de l'orifice 15e de la pièce support 15. Le bras de force horizontal 18 prolonge la partie horizontale 15a de la pièce support 15. Suivant une disposition de l'invention, les bras de force 17 et 18 sont amovibles, ce qui facilite le transport de la cisaille coudée 14. A ce titre, le bras de force 17 se compose de deux parties 17a et 17b, l'une 17a étant fixe par rapport à la pièce support 15, l'autre 17k, dans le prolongement de la partie 17a, étant démontable. La cisaille coudée 14 ainsi décrite est particulièrement adaptée à la découpe de fers plats verticaux, du type de caillebotis, lorsque ceux-ci sont situés vers des murs empêchant l'utilisation de la cisaille droite 11, du fait de son encombrement - dû à l'amplitude d'ouverture des bras de force 12 (fig.2) -. Dès lors, pour découper un caillebotis au moyen de la cisaille coudée 14, on positionne l'angle des lames coupantes 3 et 5 de la tête de cisaille 1 sur la tranche du fer plat vertical dudit caillebotis ; dans cette position, le bras de force 17 est basculé vers la tête de cisaille 1 - position dite vers l'avant -, et le bras de force 18 repose sur le sol (ou sur le caillebotis), tout en étant maintenu par le pied du manipulateur de la cisaille 14. Celui-ci bascule alors l'extrémité du bras de force 17 vers l'arrière, ce qui provoque le recul, également vers l'arrière, de la biellette intermédiaire 16 ; ce recul a pour effet d'écarter la branche 10 de la branche 9, qui est fixée rigidement le long de la partie verticale 15k de la pièce support 15.L'écartement des branches 9 et 10 provoque, comme on l'a déjà décrit, le rapprochement des lames coupantes 3 et 5 ; la pointe 7 perfore tout d'abord le fer plat vertical du caillebotis à découper, avant que les tranchants 4 et 6 terminent le cisaillement de ce fer plat, d'une façon symétrique et équilibrée par rapport à ladite pointe 7. La cisaille coudée 14 permet ainsi de découper, notamment près des parois, des fers plats verticaux de forte épaisseur. La force développée par cet outil est supérieure à celle développée par la cisaille droite 11, car l'ensemble 2 de bras de force présente un rapport de démultiplication plus grand dans la cisaille coudée 14 que dans la cisaille droite 11 ; cette dernière voit sa puissance limitée par la dimension des bras de force 12, qui doit nécessairement tenir compte de l'envergure maximale d'un homme de taille moyenne. Par ailleurs, il est important de noter que la même tête de cisaille 1, décrite en référence à la figure 1, peut indifféremment équipée la cisaille droite 11 et la cisaille coudée 14. Conformément à une disposition complémentaire de l'invention, la tête de cisaille 1 est amovible. Pour ce faire, les boulons solidarisant ladite tête de cisaille 1 aux cisailles 11 et 14 sont munis d'épaulements amovibles à démontage rapide, du type de circlips. Ces boulons et ces circlips ne sont pas représentés sur les figures. La cisaille à main conforme à l'invention, dans ses formes de réalisation 11 et 14, est un outil particulièrement performant pour la découpe de caillebotis. Ceux-ci sont constitués par le croisement de fers plats verticaux et de fers ronds les maintenant entre eux ; ils sont utilisés dans certaines constructions comme planchers métalliques ajourés. On a déjà vu comment on procède à la découpe des fers plats verticaux. Avantageusement, suivant une caractéristique complémentaire de l'invention, la position et la hauteur de la pointe 7 perforante le long du tranchant 6 de la lame coupante 5 de la tête de cisaille 1, est prévue de manière à permettre le passage d'un fer rond entre l'angle vif sortant b, et le tranchant 4 de la lame coupante 3 se trouvant en regard dudit angle vif b, lorsque lesdites lames coupantes 3 et 5 sont écartées l'une de l'autre dans leur position d'ouverture maximale. De cette manière, la tête de cisaille 1 permet le cisaillement d'un fer rond bloqué entre l'angle des lames coupantes 3 et 5, et le tranchant 6 de la lame coupante 5 situé entre ledit angle et la pointe 7. On comprend alors qu'il est possible de cisailler complétement un caillebotis, en découpant d'abord les fers plats verticaux dans une première direction, ensuite les fers ronds qui maintiennent entre eux ces mêmes fers plats, dans une seconde direction, en principe orthogonale à la première direction des fers plats. On trouve ainsi des planchers en caillebotis à chaque étage de certaines centrales thermiques (nucléaires, ou autres), de certains moulins, ... Dans ces endroits, la mise en place de caillebotis permet de réduire l'installation postérieure d'échafaudages pour l'aménagement intérieur des constructions ; néanmoins, les planchers en caillebotis étant installés antérieurement aux autres équipements du type de tuyaux ou de conduits, il est souvent nécessaire d'y pratiquer postérieurement des trous servant au passage de ces équipements. Avec la cisaille à main conforme à la présente invention, une personne seule peut effectuer en quelques minutes ce travail ; actuellement, on a le plus souvent recours à des moyens thermiques de découpe, du type chalumeau, ce qui n'est pas sans poser un grave problème de sécurité dans des constructions où l'atmosphère peut être explosive. Il est évident que la cisaille à main conforme à la présente invention n'est pas limitée par les formes de réalisations décrites ci-dessus ou illustrées sur les dessins annexés. En particulier, la tête de cisaille 1 peut présenter deux lames coupantes munie chacune d'une pointe perforante du type de la pointe 7. Egalement, la tête de cisaille 1 peut s'adapter sur d'autres cisailles que les cisailles droite et coudée décrites, les adaptations nécessaires étant normalement à la portée de l'homme de métier. La cisaille à main, objet de l'invention, est particulièrement destinée à la découpe de fers plats, du type de caillebotis, dont elle peut également assurer la découpe des fers ronds. REVENDICATIONS 1 - Cisaille à main pour la découpe de fers plats, et notamment de caillebotis, du type comprenant une tête de cisaille à deux lames coupantes, et un ensemble de bras de force démultipliant, entre lesdites lames, l'effort musculaire appliqué à leur extrémité, caractérisé en ce qu'au moins une des lames coupantes de ladite tête de cisaille possède un tranchant chantourné de manière à présenter un profil ayant au moins deux angles vifs, l'un rentrant, l'autre sortant, ces deux angles délimitant au moins une pointe pouvant perforer les fers plats à découper, et initier la découpe à l'endroit de la perforation. 2 - Cisaille à main pour la découpe de fers plats, suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les angles vifs (#a, b) du tranchant (6) de la lame coupante (5) portant la pointe (7) sont des angles obtus, avantageusement égaux. 3 - Cisaille à main pour la découpe de fers plats, suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la pointe (7), délimitée par les angles vifs (#a, b) du tranchant (6) de la lame coupante (5) qui la porte, présente un sommet (k) situé sensiblement à mi-distance de l'axe d'articulation (8) d'articulation des deux lames coupantes (3, 5) de la tête de cisaille (1), et de l'extrémité, opposée à cet axe d'articulation (8), de la lame coupante (5) portant la pointe (7). 4 - Cisaille à main pour la découpe de fers plats, suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la position et la hauteur de la pointe (7) perforante le long du tranchant (6) de la lame coupante (5) de la tête de cisaille (1), est prévue de manière à permettre le passage d'un fer rond entre l'angle vif sortant (b), et le tranchant (4) de la lame coupante (3) se trouvant en regard dudit angle vif (b), lorsque lesdites lames coupantes (3, 5) sont écartées l'une de l'autre dans leur position d'ouverture maximale. 5 - Cisaille à main pour la découpe de fers plats, suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la tête de cisaille (1) est amovible par rapport à l'ensemble (2) de bras de force. 6 - Cisaille à main pour la découpe de fers plats, suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'ensemble (2) de bras de force est constitué par deux bras de force (12) articulés entre eux au niveau d'un axe d'articulation (13), et solidarisés aux branches (9, 10) prolongeant les lames coupantes (3, 5) de la tête de cisaille (1). 7 - Cisaille à main pour la découpe de fers plats, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'ensemble (2) de bras de force est constitué par une pièce support (15) présentant une partie verticale (15b) et une partie horizontale (15a), la partie horizontale (15#a) étant prolongée par un bras de force (18) horizontal, la partie verticale (15b) étant solidarisée rigidement à la branche (10) prolongeant la lame coupante (5), qui se retrouve de ce fait en position verticale de travail, tandis que l'extrémité de la branche (9) prolongeant la lame coupante (3) est assujettie à une extrémité (16a) d'une biellette (16) articulée à son autre extrémité (16b) au niveau de la base d'un bras de force (17), lui-même articulé à son extrémité postérieure sur ladite partie horizontale (15a) de la pièce support (15).