Brevet FR2785595A1 — publié le 20000512

La présente invention concerne un dispositif de manutention. Elle s'applique notamment à la manutention de pièces d'optique polie. Dans le cadre de l'invention, le terme"manutention" doit s'entendre dans son sens le plus général. Il englobe notamment le levage, le transport et la dépose de pièces diverses. Dans l'art connu, on connaît divers dispositifs permettant de soulever et transporter des pièces lourdes ou encombrantes, telles que des plaques de métal, des plaques de verre ou, de façon plus générale, des objets sensiblement parallélépipédiques rectangles présentant des faces planes. On connaît notamment deux familles principales de dispositifs. Les dispositifs de la première famille fonctionnent selon le principe de la pince. La figure 1, annexée à la présente description, illustre un exemple de pince de réalisation conforme à la première famille de dispositifs. La pince 1, a priori en métal s'il s'agit de soulever et de transporter des pièces P de masse élevée, comporte deux bras, 10 et 11, articulés autour d'un axe 12. Ces bras, 10 et 11, sont munis à leur extrémité inférieure de mors, 15 et 16, respectivement. Ces mmes bras, 10 et 11, sont munis, à leur extrémité supérieure, d'un organe de préhension, 13 et 14, représenté sous la forme d'un anneau. La pièce P, à soulever et à transporter, est placée entre les deux mors, 15 et 16. On a supposé que la pièce P, dans l'exemple décrit, est une plaque sensiblement parallélépipédique rectangle, comprenant deux faces principales planes, fpl et fp2. En exerçant, à l'aide des mors, 15 et 16, des forces de pression sensiblement perpendiculaires aux faces principales, on bloque la pièce P et il devient possible de la soulever et de la transporter d'un point à un autre. L'effort est exercé en agissant sur les organes de préhension supérieurs, les longueurs des tiges situées entre l'axe d'articulation 12 et ces organes de préhension formant des bras de levier démultiplicateurs d'effort. Il est à noter que la pression à exercer sur les faces principales, fpl et fp2, doit tre d'autant plus élevée que la masse de la pièce P est important. Si la force de pression exercée n'est pas suffisante, la pièce risque de glisser entre les mors et tomber. Il s'ensuit que la pièce subit des contraintes importantes qui risquent de la détériorer et que ce type d'appareil est inutilisable lorsque les pièces sont fragiles, car elles risqueraient de se briser. Il en est de mme si elles craignent les rayures. Enfin, il est pratiquement impossible d'opérer des rotations par rapport à un axe horizontal, pour le moins des rotations d'amplitude significative. Les dispositifs de la deuxième famille mettent en oeuvre le principe de la dépression. Un dispositif de ce type est illustré par la figure 2. Le dispositif 2 comprend un châssis ou une platine 20 comportant des canaux internes (non représentés) communiquant, d'une part, avec le milieu extérieur par un raccord de dépression 23, et d'autre part, dans sa partie inférieure, avec une ou plusieurs ventouses. Dans l'exemple décrit, on a supposé que le dispositif était muni de deux ventouses, 21 et 22. La platine 20 est munie d'un ou plusieurs anneaux de levage, par exemple l'anneau 24, dans l'exemple décrit. La pièce à soulever P est, a priori, posée à plat sur un support ou sur le sol. On applique les ventouses, 21 et 22, sur la face supérieure de la pièce P. A l'aide d'une pompe à vide ou d'un appareil similaire (non représenté), on crée une dépression dans ces ventouses qui se collent sur la surface de la pièce P, par effet de succion. La pièce P peut alors tre soulevée et transportée d'un point à un autre, à l'aide de l'anneau 24. Ce type de dispositif n'est pas non plus exempt d'inconvénients, qui sont notamment les suivants : -il est difficilement utilisable sur des mauvais états de ; -les pièces mouillées ou humides présentent une mauvaise adhérence ; -il est nécessaire de faire appel à une pompe à vide ou à un venturi ; -il est nécessaire de rajouter des protections pour les pièces fragiles ; -la surface des pièces polies, en contact avec les ventouses, est marquée par celles-ci ; et -la dépose, après transport, des pièces lourdes et fragiles présente des risques non négligeables (chocs, etc.). Le besoin se fait donc sentir de disposer d'un dispositif permettant la manutention de pièces, tout à la fois extrmement fragiles et d'une masse relativement élevée, ne présentant pas de risques significatifs de détérioration de ces pièces, lors de la prise ou de la pose, ce qui élimine les possibilités de bris ou de formation d'écailles. L'invention vise donc à remplir ce besoin et propose, pour ce faire, un dispositif de manutention comportant une chambre en matériau souple à volume variable. Cette chambre permet d'enserrer, en tout ou partie, la pièce à transporter, lorsqu'elle est remplie par un fluide de remplissage, gaz ou liquide. La chambre est avantageusement rendue solidaire d'une armature lui conférant la solidité et la rigidité nécessaires à la manutention des pièces. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, bien que non exhaustive, dans la manutention de pièces d'optique polie qui présentent l'inconvénient d'tre marquées par les ventouses d'un dispositif du type décrit en regard de la figure 2. Il est par ailleurs exclu d'utiliser des dispositifs du type de ceux décrits en regard de la figure 1, ce type de pièce étant trop fragile. Dans ce qui suit, et pour fixer les idées, sans limiter en quoi que ce soit la portée, on se placera dans le cadre de cette application préférée de l'invention. L'invention a donc pour objet un dispositif de manutention pour le levage et/ou le transport d'une pièce, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une chambre dont les parois sont en matériau souple ou semi-rigide, de manière à ce que le volume de ladite chambre puisse varier entre des premier et second états, associés à des volumes minimal et maximal respectivement, ledit second état étant atteint lorsque ladite chambre est remplie par un fluide sous une pression déterminée, et en ce que ladite chambre délimite un logement dans lequel ladite pièce peut tre introduite librement dans ledit premier état de la chambre, de manière à bloquer ladite pièce dans ce logement à exercer une force de pression répartie sur la surface de ladite pièce en contact avec les parois internes de ledit logement, lorsque ladite chambre se trouve dans ledit second état et présente un volume maximal. Selon une réalisation avantageuse de l'invention, la chambre se présente sous la forme d'un cadre fermé délimitant un logement en forme de tunnel, de mme forme que ladite pièce (P) et de dimensions sensiblement égales à celle-ci, de manière à pouvoir introduire librement ladite pièce (P) à l'intérieur du logement, lorsque ladite chambre est audit premier état, et à la bloquer et à exercer une force de pression équi-répartie sur une zone périphérique de ladite pièce (P), lorsque ladite chambre se trouve dans ledit second état. Selon une autre réalisation avantageuse de l'invention, la chambre a la forme générale d'un"U", et la distance séparant les branches dudit"U", dans ledit premier état de la chambre, est supérieure à l'épaisseur de ladite pièce, de manière à pouvoir introduire librement ladite pièce (P) à l'intérieur du logement délimité par les branches du"U" dans cet état, et à la bloquer entre deux zones correspondant aux branches dudit"U"et à exercer une force de pression équi-répartie sur deux faces opposées de ladite pièce (P). L'invention a encore pour objet l'application d'un tel dispositif à la manutention de pièces d'optique polie ou similaires. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui suit en référence aux figures annexées, parmi lesquelles : -la figure 1 illustre un premier exemple de réalisation d'un dispositif de manutention selon l'art connu ; -la figure 2 illustre un deuxième exemple de réalisation d'un dispositif de manutention selon l'art connu ; -les figures 3A à 3B illustrent un exemple de réalisation d'un dispositif de manutention selon un premier mode de réalisation de l'invention, en vues de face et de côté, respectivement ; -la figure 3C illustre un détail du dispositif des figures 2A et 2B, en coupe transversale ; -et les figures 4A et 4B illustrent un exemple de réalisation d'un dispositif de manutention selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, en vues de face et de côté, respectivement. On va maintenant décrire de façon détaillée un exemple de réalisation d'un dispositif de manutention selon un premier mode de réalisation de l'invention, par référence aux figures 3A à 3C. Les figures 3A et 3B illustrent le dispositif de manutention, ici référencé 3, en vues de face et de côté, respectivement. La figure 3C est une vue de détail, en coupe transversale partielle selon AA (figure 3A). Selon une caractéristique principale de l'invention, le dispositif de manutention 3 comprend une chambre 30, dont les parois sont en matériau souple ou, pour le moins, semirigide. Dans le mode de réalisation illustré, le dispositif étant supposé destiné à la manutention de pièces P parallélépipédiques rectangles, la chambre 30 a une forme rectangulaire et annulaire dont la paroi interne est adaptée à la forme et aux dimensions des pièces P que lton souhaite déplacer. La chambre 30 délimite ainsi un logement 36 dans lequel la pièce P est introduite librement. On fixe des anneaux de levage, ici trois anneaux 31 à 33, ou tout autre moyen de préhension, directement sur les parois extérieures de la chambre 30, notamment si celle-ci est en matériau semi-rigide, ou sur un cadre rigide 34 (figure 3c), placé à l'intérieur de cette chambre, à l'extérieur de celle-ci, ou encore noyé dans le matériau d'une ou plusieurs parois. Dans tous les cas, le cadre rigide ne doit pas s'opposer au gonflement de la chambre 30. Si le cadre rigide est disposé à l'extérieur de la chambre, il peut recouvrir tout ou partie des parois de celle-ci, à l'exception naturellement de la paroi en contact avec le chant de la pièce P. L'intérieur de la chambre 30 communique avec le milieu extérieur par une ou plusieurs valves ou raccords 35. Dans une variante non représentée, la chambre 30 pourrait tre dotée de plusieurs compartiments internes indépendants. La chambre 30 étant dans un premier état dégonflé, on l'enfile autour de la pièce P. On introduit ensuite un gaz sous pression dans la chambre 30, par exemple de l'air, via la valve 35. Pour ce faire, on utilise une pompe classique (non représentée). Le volume de la chambre 30 a donc tendance à augmenter et celle-ci passe dans un second état gonflé. La valve 35 maintint, de façon classique en soi, la pression de la chambre 30. A l'état gonflé, la pièce P est bloquée dans le logement 36 formé par la chambre 30. Le matériau souple de la paroi 300 de la chambre 30, en contact avec les chants de la pièce P, exerce un effet d'adhérence sur les surfaces de ces chants. Si l'épaisseur ec de la chambre 30 est supérieure à celle, ep, de la pièce P, la chambre 30 peut déborder, de part et d'autre des chants de la pièce P, par des bourrelets latéraux 301 et 302, comme le montre plus particulièrement la figure 3C. Une fois calée et maintenue à l'intérieur du logement en forme de tunnel délimité par la chambre 30 suivant ce mode de réalisation, la pièce P peut donc tre soulevée et transportée à l'aide des anneaux 31 à 33. La pression exercée sur la pièce P est uniformément répartie sur une zone périphérique, hors de ses faces principales. En outre, cette zone est en contact avec un matériau souple, ce qui réduit au strict minimum tout risque de détérioration : bris, marques, écailles, etc. Lorsque l'ensemble, dispositif de manutention 4 et pièce transportée P, est reposé sur une surface quelconque, 1'effet de coussin apporté par la chambre 30 amortit les chocs éventuels. Enfin, si la pression interne de la chambre 30 est suffisante, la pièce P peut tre transportée dans toutes positions : verticale, horizontale ou inclinée, sans risque de glisser hors du cadre, en raison notamment de l'effet d'adhérence précité. Le retrait hors de la chambre 30 s'effectue simplement en dégonflant celle-ci, de façon classique, grâce à la valve 35. Au lieu de gonfler la chambre 30 à l'aide d'un gaz, il est également possible de la remplir d'un liquide sous pression, par exemple de l'eau, en branchant le raccord 35 sur un circuit de distribution d'eau (non représenté). Le dispositif de manutention 3, selon le premier mode réalisation qui vient d'tre décrit, est donc parfaitement adapté au transport d'une pièce très fragile, relativement lourde, et éventuellement encombrante. Le dispositif de manutention 3, selon le premier mode de réalisation, présente cependant une limitation si l'on doit transporter des pièces de dimensions quelconques, car les dimensions internes du logement formé par la chambre doivent tre en adéquation avec celles de la pièce, au moins pour l'une des dimensions, largeur ou longueur. Cependant, bien que, dans un processus de fabrication de type industriel, le nombre de pièces unitaires fabriquées est très important, le nombre de types de pièces est généralement limité. On peut donc prévoir un dispositif de manutention pour chaque gamme produite. Dans le cas contraire, le dispositif de manutention qui va maintenant tre décrit par référence aux figures 4A et 4B, dispositif conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention, permet de s'affranchir de la limitation précitée. Les figures 4A et 4B illustrent le dispositif de manutention, désormais référencé 4, en vues de face et de côté, respectivement. Toujours, conformément à la caractéristique principale de l'invention, le dispositif de manutention 4 comporte une chambre 41, dont les parois sont en matériau souple ou semi-rigide et qui délimite un logement ouvert 44. Cette chambre 41 est munie d'une valve ou d'un raccord 42 qui lui permet de communiquer avec le milieu extérieur. Comme précédemment, la chambre 41 peut tre gonflée par un gaz ou tre remplie de liquide sous pression, pour que son volume augmente. Cependant, selon une première caractéristique à ce mode de réalisation, la chambre 41 a sensiblement la forme d'un"U". Elle est disposée à l'intérieur d'une armature rigide 40, de mme forme générale. Comme précédemment, l'armature 40 aurait pu tre disposéeà 1'intérieur de la chambre 41, ou encore noyée dans une ou plusieurs parois externes. Selon une deuxième caractéristique, la longueur lc de la chambre 41, et donc a priori celle du dispositif de manutention 4, peuvent tre différentes de celle, lp, de la pièce à manipuler P, par exemple inférieure à cette dernière comme dans l'exemple illustré. De ce fait, le dispositif de manutention 4 peut tre enfilé sur la pièce P insérée alors dans le logement 44 et posé à cheval sur celle-ci, avantageusement par le haut, le "U"étant renversé. Lorsque l'on gonfle la chambre 41 ou lorsque l'on remplit celle-ci par un liquide sous pression, son volume a tendance à augmenter. Comme illustré plus particulièrement par la figure 4B, les parties droite, 401, et gauche, 400, de la chambre 41, qui correspondent aux branches verticales du"U", enserrent alors les deux faces en vis-à-vis de la pièce P et la bloquent par un effet de pincement. L'armature 40 est assujettie à un ou plusieurs anneaux de levage, un seul, 43, dans l'exemple illustré. Une fois bloquée entre les branches, 400 et 401, de la chambre 41, la pièce P peut tre soulevée et transportée à l'aide de l'anneau 43, ou de tout organe de préhension. Comme précédemment, la pression est répartie uniformément sur l'essentiel des surfaces latérales internes des branches du"U"délimitant le logement. La surface totale de contact peut tre suffisamment importante pour que la pression par unité de surface reste faible et n'induise pas des contraintes indésirables, ce en tenant compte de la nature du matériau et des autres caractéristiques de la pièce P. En outre, comme précédemment également, le contact entre le dispositif de manutention 4 et la pièce P s'effectue par l'intermédiaire d'un matériau souple. Enfin, comme il n'existe plus de corrélations étroites entre les dimensions de la pièce P et celles du dispositif de manutention 4, un dispositif de manutention 4 de caractéristiques données, notamment géométriques, peut tre utilisé pour une gamme diversifiée de pièces P. Il est seulement nécessaire que, à l'état dégonflé (ou non remplie de liquide), l'épaisseur 1P de la pièce P soit telle que le dispositif de manutention 4 puisse tre enfilé librement sur celle-ci. On constate également que la pose du dispositif de manutention 4, à cheval sur l'un des chants de la pièce P, est très aisée. Tel quel, le dispositif de manutention 4 ne permet pas d'effectuer des rotations autour d'un axe horizontal. Cependant, en tant que de besoin, on peut utiliser deux dispositifs de manutention (ou plus), disposés sur des côtés opposés de la pièce P, ce qui rend possible cette manipulation particulière. Comme précédemment, la pièce P peut alors tre transportée verticalement, horizontalement ou inclinée. Pour fixer les idées, et sans que cela soit limitatif en quoi que ce soit de la portée de l'invention, on va maintenant préciser quelques exemples de caractéristiques physiques relatives aux pièces à manipuler et au dispositif de manutention selon l'invention. Le matériau souple est typiquement constitué par du caoutchouc. Une chambre semi-rigide peut faire appel à un matériau présentant cette caractéristique, par exemple certains matériaux plastiques. Mais on peut obtenir ce mme effet en épaississant une ou plusieurs parois de la chambre, ce qui revient à la"raidir"sur ces parois. Il est naturellement nécessaire que la chambre reste souple dans les zones de contact du logement avec la pièce à transporter. On peut enfin utiliser du caoutchouc armé. L'armature rigide de renforcement est typiquement à base de métal ou de matériau plastique dur. Dans l'application préférée de l'invention, les dimensions des pièces d'optique polie à transporter sont typiquement les suivantes : 1 m x 0,5 m x 45 mm (cette dernière dimension représentant l'épaisseur). Dans ces conditions, sa masse est de 50 kg environ. Les dimensions du dispositif de manutention sont choisies en adéquation avec ces valeurs, en tenant compte des spécificités de la variante de réalisation sélectionnée. Pour une telle pièce, la pression maximale nécessaire est d'environ 1 kg/cm2, soit 98 kPa environ. A la lecture de ce qui précède, on constate aisément que l'invention atteint bien les buts qu'elle s'est fixés. Elle permet notamment le transport de pièces fragiles, encombrantes et relativement lourdes, sans risques significatifs de détérioration. Il doit tre clair cependant que l'invention n'est pas limitée aux seuls exemples de réalisation explicitement décrits, notamment en relation avec les figures 3A à 4B. En particulier, les valeurs numériques n'ont été précisées que pour fixer les idées. Elles dépendent essentiellement de l'application précise visée. De mme, les matériaux utilisables, notamment ceux constituant la chambre souple ou semi-rigide, sont essentiellement liés à l'application spécifique envisagée et participent d'un simple choix technologique à la portée de l'Homme du Métier. Enfin, bien que le dispositif selon l'invention soit particulièrement adapté à la manutention de blocs parallélépipédiques rectangles, des pièces ou objets de formes diverses peuvent tre soulevés et transportés : polygonales, circulaires, elliptiques, etc. Il doit tre clair aussi que, bien que particulièrement adaptée à la manipulation de pièces d'optique polie ou similaires, on ne saurait cantonner l'invention à ce seul type d'applications. Elle s'applique également à la manutention de toutes pièces, en particulier de pièces fragiles. REVENDICATIONS 1. Dispositif de manutention pour le levage et/ou le transport d'une pièce, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une chambre (30,41) dont les parois sont en matériau souple ou semi-rigide, de manière à ce que le volume de ladite chambre (30,41) puisse varier entre des premier et second états, associés à des volumes minimal et maximal respectivement, ledit second état étant atteint lorsque ladite chambre (30,41) est remplie par un fluide sous une pression déterminée, et en ce que ladite chambre (30,41) délimite un logement (36,44) dans lequel ladite pièce (P) peut tre introduite librement dans ledit premier état de la chambre, de manière à bloquer ladite pièce (P) dans ce logement et à exercer une force de pression répartie sur la surface de ladite pièce (P) en contact avec les parois internes dudit logement lorsque ladite chambre (30,41) se trouve dans ledit second état et présente un volume maximal. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite chambre (30,41) comprend au moins une valve (35,42) de communication entre l'intérieur et l'extérieur, et en ce que ledit fluide est un gaz sous pression introduit par ladite valve (35,42). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite chambre (30,41) comprend au moins un raccord (35,42) de communication entre l'intérieur et l'extérieur, et en ce que ledit fluide est un liquide sous pression introduit par ledit raccord (35,42). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite chambre (30) se présente sous la forme d'un cadre fermé délimitant un logement (36) en forme de tunnel, de mme forme que ladite pièce (P) et de dimensions sensiblement égales à celle-ci, de manière à pouvoir introduire librement ladite pièce (P) à l'intérieur du logement, lorsque ladite chambre (30) est audit premier état, et à la bloquer et à exercer une force de pression équi-répartie sur une zone périphérique de ladite pièce (P), lorsque ladite chambre (30) se trouve dans ledit second état. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite chambre (41) a la forme générale d'un cadre en"U", et en ce que la distance séparant les branches dudit"U", dans ledit premier état de la chambre (41), est supérieure à l'épaisseur de ladite pièce (1P), de manière à pouvoir introduire librement ladite pièce (P) à l'intérieur du logement (44) délimité par les branches du"U"dans cet état, et à la bloquer entre deux zones (400,401) correspondant aux branches dudit"U"et à exercer une force de pression équi-répartie sur deux faces opposées de ladite pièce (P). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les parois de ladite chambre (30,41) sont à base de caoutchouc. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite chambre (30,41) est renforcée par un cadre rigide (34,40). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit cadre rigide (34) est disposé à l'intérieur de ladite chambre (30). 9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit cadre rigide (40) est disposé à l'extérieur de ladite chambre (41) et enveloppe tout ou partie des parois situées hors dudit logement. 10. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit cadre rigide est noyé dans le matériau d'au moins une des parois de ladite chambre (30,41). 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que ledit cadre rigide de renforcement (34, 40) est en métal ou en matériau plastique dur. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que ladite chambre (30,41) ou ledit cadre rigide (34,40) est assujetti à des organes de préhension (31-33,43) permettant de soulever et/ou de transporter ladite pièce (P). 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que lesdits organes de préhension comprennent au moins un anneau de levage (31-33,43). 14. Application d'un dispositif (3,4) selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 à la manutention de pièces d'optique polie ou similaires.