Brevet FR2833251A1 — publié le 20030613

La présente invention se rapporte à un dispositif de prise d'objets par ventouse à dépression. Il a la particularité de pouvoir être actionné manuellement, c'est à dire sans nécessité une source d'énergie extérieure, notamment électrique. Des outils permettant de saisir des charges en utilisant de vide d'air sont d'une utilisation courante dans les usines, et depuis peu sur les chantiers. C'est particulièrement le cas lorsque l'on souhaite déplacer des bordures de trottoir ou des dalles de voirie. Dans ce dernier cas par exemple, il arrive que ces dalles soient placées sur un réseau de plots de support et qu'il faille, après réalisation du dallage, accéder au-dessous de celui-ci, notamment pour des raisons d'ordre technique (entretien d'un équipement d'évacuation d'eau, remplacement d'un plot, etc.). Une solution simple consiste à prévoir, dès la fabrication des dalles, des moyens facilitant leur enlèvement ultérieur. Ainsi, il est courant de pratiquer des ouvertures dans l'épaisseur des dalles, de façon à pouvoir y glisser un outil autorisant sa manipulation. Toutefois, ceci n'est pas toujours possible pour des raisons techniques. Et il arrive aussi que l'on ne souhaite pas modifier l'aspect des dalles, pour des raisons d'ordre esthétique. C'est notamment dans ce cas que l'on est amené à se servir d'un dispositif de prise par ventouse à dépression. Les appareils existants à ce jour peuvent être classés en trois familles. La première est constituée des outils dont le vide est produit et entretenu par un générateur mu par un moteur, par exemple thermique, électrique ou pneumatique. Ils sont généralement encombrants, polluants et coûteux en énergie. La deuxième famille regroupe les outils dont le vide est produit lorsque l'action de levage se déclenche. Un crochet de levage est fixé à la tige d'un piston qui crée le vide dans un cylindre relié à une ventouse. Le déplacement du crochet vers le haut provoque le déplacement du piston et le soulèvement de la charge. La capacité théorique de préhension d'un tel appareil est fonction de la surface de la ventouse et du volume utile du cylindre. La capacité réelle est égale à la capacité théorique divisée par un premier coefficient dépendant des pertes de charge au niveau de la surface de contact entre la charge et la ventouse, et un second coefficient de sécurité. Dans la pratique, on utilise ce genre d'outil pour la manipulation de charges relativement légères. Enfin, la troisième famille est formée des outils dont le vide est obtenu en vidant par pompage, à la manière d'une pompe à vélo, le cylindre d'un piston relié à une ventouse. On peut ainsi créer autant de"vide"que nécessaire. L'inconvénient majeur de cet outil est qu'il n'existe pas de moyen qui permet de compenser de façon dynamique et complémentaire les pertes inhérentes aux fuites, lorsque la charge est en suspension. La présente invention a pour but de proposer un dispositif du genre décrit ci-dessus, mais n'en présentant pas les inconvénients. En d'autres termes, elle vise à fournir un dispositif à actionnement manuel, qui permet, le cas échéant, de compenser automatiquement les pertes de charge dues aux fuites éventuelles au niveau de la surface de contact entre la ventouse et la charge à soulever. Ce dispositif de prise d'objets par ventouse à dépression est du genre qui comprend une pompe à vide constituée d'un cylindre dans lequel est mobile un piston dont la tige porte à son extrémité libre, des moyens de préhension et d'actionnement manuel, le corps du piston délimitant à l'intérieur du cylindre deux chambres dites"petite chambre"et"grande chambre". Il se caractérise essentiellement par le fait que ladite tige s'étend dans une direction sensiblement perpendiculaire au plan de joint de la ventouse et qu'il comporte : - deux conduits dits"auxiliaires"disposés en parallèle, chacun étant connecté d'une part à l'une des chambres du cylindre et, d'autre part, à un seul et même conduit dit"principal", lequel est raccordé à la ventouse ; - des moyens de circulation d'air prévus sur chacun desdits conduits auxiliaires, qui autorisent le passage de l'air extrait de la ventouse, vers l'une desdites chambres, mais pas dans le sens contraire ; - des moyens d'expulsion vers l'extérieur de l'air chassé de l'une desdites chambres ; - un robinet monté sur le conduit principal apte à être sélectivement ouvert pour mettre en communication ce conduit principal avec les conduits auxiliaires, ou fermé pour empêcher cette communication ; - des moyens de mise de la ventouse à la pression atmosphérique. Ainsi, à chaque mouvement de pompage (montée et descente de la tige du piston), on crée une dépression dans une chambre du cylindre, tandis que l'air est chassé de la seconde. L'augmentation de la dépression dans la ventouse est donc continuelle. De plus, les fuites éventuelles sont compensées par l'augmentation supplémentaire de ladite dépression occasionnée par le déplacement du piston, au moment du soulèvement de la charge. Par ailleurs, ne nécessitant pas d'apport d'énergie extérieur, un tel dispositif est particulièrement économique. Dans l'ensemble de la présente demande, on entend par l'expression "plan de joint de la ventouse", le plan de contact de la ventouse avec le support que l'on se propose de soulever. Par ailleurs, selon d'autres caractéristiques avantageuses mais non limitatives : -lesdits moyens de circulation d'air et/ou lesdits moyens d'expulsion sont des clapets anti-retour ; - lesdits moyens d'expulsion sont branchés sur les conduits auxiliaires ; - les moyens de préhension et d'actionnement manuel comprennent au moins une paire de poignée, par exemple agencées à la manière d'un guidon ; - il comporte deux paires de poignées agencées à la manière de deux guidons disposés l'un face à l'autre ; - les moyens de préhension et d'actionnement manuel comprennent un élément d'accrochage à des moyens de levage, notamment motorisés ; - ladite ventouse comprend une chambre creuse non déformable, dont la périphérie de l'ouverture est garnie d'un joint déformable ; - il comporte des moyens de mesure de la dépression qui règne à l'intérieur de la ventouse ; - il comporte une alarme apte à être déclenchée quand la dépression atteint un seuil critique prédéterminé. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue de face d'un dispositif conforme à l'invention, représenté de manière schématique ; - la figure 2 est une vue de dessus, également schématique et incomplète, du dispositif de la figure 1 ; - les figures 3 à 5 sont des schémas synoptiques du dispositif, dans des conditions différentes d'utilisation et destinées à en expliquer le fonctionnement ; - la figure 6 est une vue partielle, en coupe, de la ventouse qui équipe le dispositif. Dans l'exemple représenté aux figures annexées, le dispositif selon l'invention est destiné à être utilisé pour déplacer des dalles DI, D2 ou D3, par exemple constitutives d'un dallage de voirie. Ce dispositif comporte essentiellement un fût cylindrique 1, des moyens de préhension et d'actionnement 3 et une embase qui constitue une ventouse-réservoir 2. Le fût 1 est constitué d'un cylindre 10 et d'un piston P apte à se déplacer à l'intérieur de celui-ci. On a référencé 11 le corps du piston et sa garniture périphérique associée, tandis que sa tige, qui ressort du cylindre, est référencée 12. Le corps du piston délimite à l'intérieur du cylindre, deux chambres distinctes. La chambre 100 qui contient la tige 12 est dénommée, dans l'ensemble de la présente demande"petite chambre", tandis que la seconde chambre 110 est dénommée "grande chambre". Bien entendu, les dimensions du cylindre 10 et du piston associé P dépendent de l'ampleur de la dépression que l'on souhaite obtenir au sein de la ventouse 2. A l'extrémité libre, c'est à dire supérieure, de la tige 12 du piston sont prévus des moyens de préhension et d'actionnement manuel 3. Dans le mode de réalisation représenté ici, ces moyens comprennent une barre 3 qui s'étend sensiblement horizontalement, perpendiculairement à l'axe X-X'du cylindre 10. A ses extrémités opposées sont prévues deux paires de bras 31, par exemple amovibles, agencés à la manière de guidons de bicyclette, qui se terminent par des poignées 310. Les deux guidons se font donc face. Bien entendu, dans un mode de réalisation non représenté, le nombre de poignées et leur disposition pourrait être différent. Il est également prévu un élément 32 d'accrochage du dispositif à des moyens de levage, par exemple motorisés, tels qu'une petite grue non représentée. Le cylindre 10 repose et est solidaire d'une embase 20, ici à contour rectangulaire, évidée intérieurement et dont l'ouverture est dirigée vers le bas, à l'opposé du cylindre. Son ouverture est garnie en périphérie d'un joint élastiquement déformable 21, de sorte que l'ensemble constitue une ventouse ou ventouse-réservoir 2. Dans le mode de réalisation présenté, le joint suit strictement le contour rectangulaire de l'embase. On décrira plus loin, en référence à la figure 6, une forme de réalisation possible de ce joint. Aux deux chambres 100 et 110 sont connectés des conduits dits auxiliaires 4, respectivement 5. Ces conduits sont branchés en parallèle et raccordés au même conduit principal 7, lui-même connecté à la ventouse 2. Sur chacun des deux conduits auxiliaires sont prévus des moyens Ci et C3 qui autorisent le passage d'air de la ventouse 2 vers les chambres 100, respectivement 110, mais pas dans le sens inverse. Divers moyens connus peuvent être utilisés pour ce faire. Ceux utilisés ici consistent en des clapets anti-retour, dont la bille B tend à être ramenée contre son siège S pour l'obturer, à l'encontre d'un ressort de tarage R. Le dispositif est également équipé de moyens d'expulsion vers l'extérieur, de l'air chassé de l'une ou l'autre desdites chambres. Dans la forme de réalisation présentée ici, on a affaire à des conduits secondaires 4'et 5', branchés sur les conduits auxiliaires 4 et 5, entre les chambres 100 et 110 et les clapets Ci et Cs. Aux extrémités libres de ces conduits 4'et 5'sont connectés des clapets anti-retour C2 et C4, du même type que les précédents, mais montés en sens inverse. Dans une variante non représentée, les conduits 4'et 5'pourraient être branchés directement sur les chambres 100 et 110. Sur le conduit principal 7 est prévu un robinet 6. Il est prévu soit pour mettre le conduit 7 et la ventouse 2 en communication avec les conduits 4 et 5 (position d'aspiration), soit pour empêcher cette communication (position fermée), soit pour l'empêcher tout en mettant la ventouse 2 à la pression atmosphérique (position décollement). Comme représenté à la figure 1, le dispositif peut être équipé d'un indicateur 8 de la valeur de la dépression générée dans la ventouse, d'une alarme 9, sonore et/ou visuelle apte à se déclencher quand une valeur critique de dépression est atteinte, et d'un filtre F, ce dernier ayant pour but de retenir les impuretés que contiendrait l'air aspiré en direction du cylindre. Nous allons maintenant expliquer le fonctionnement du dispositif, plus particulièrement en référence aux figures 1 et 3 à 5. Alors que le robinet 6 est en position fermée, deux opérateurs saisissent les poignées 310 et soulèvent le dispositif pour l'amener sur une dalle D2 que l'on souhaite soulever. C'est la situation de la figure 1. Le robinet 6 est alors mis en position d'aspiration. Les opérateurs procèdent alors à une succession de mouvements ascendants et descendants en saisissant les poignées 310. En d'autres termes, ils pompent. A l'occasion des premiers mouvements et afin que le dispositif ne se détache pas du sol, les opérateurs peuvent poser un pied sur l'embase 20. Après quelques mouvements, cet appui n'est plus obligatoire. Un mouvement ascendant, dans le sens de la flèche f, fait que la petite chambre 100 voit son volume se réduire. L'air en est expulsé et s'échappe par le conduit 4 (flèche g, figure 3). Toutefois, le clapet CI s'oppose au passage de l'air vers le conduit 7. Il est donc dirigé vers le conduit secondaire 4', de sorte que ce flux fait décoller la bille du clapet et autorise l'échappement de l'air à l'extérieur (à la pression atmosphérique). Simultanément, la dépression créée dans la grande chambre 110 provoque un appel d'air dans la ventouse, via le conduit 7, le clapet C3 et le conduit 5 (flèche h, figure 3). Ce faisant, la pression s'abaisse dans l'espace intérieur de la ventouse 2. Lors du mouvement contraire de descente du piston (flèche j, figure 4) on provoque une réduction du volume de la grande chambre 110. L'air en est alors expulsé et dirigé vers l'extérieur, via le clapet anti-retour C4 branché sur le conduit secondaire 5' (flèche g de cette même figure). De manière simultanée, l'abaissement de pression généré dans la petite chambre provoque un appel d'air dans la ventouse, via les conduits 7 et 4, et le clapet CI. La valeur de la dépression obtenue est par exemple lisible en direct sur l'indicateur 8 et l'alarme 9 est prévue pour se déclencher quand cette dépression a atteint une valeur critique, par exemple de 0,5 Bar. Lorsque la valeur souhaitée est atteinte, les opérateurs arrêtent de pomper et procède au levage du dispositif, soit manuellement en saisissant les poignées 310, soit en accrochant des moyens de levage à l'élément 32. Du fait que la tige du piston s'étend dans une direction sensiblement perpendiculaire au plan de joint de la ventouse, ce levage provoque un dernier soulèvement du piston et le vide supplémentaire ainsi créé permet de compenser les fuites susceptibles d'être occasionnées à l'interface de la ventouse 2 et de la dalle D2. Une fois la dalle déplacée et reposée au sol, on peut souhaiter libérer la ventouse de cette dernière. Pour ce faire, il suffit de fermer le robinet 6 et de mettre la ventouse à la pression atmosphérique. Ces deux actions ont été respectivement représentées par les flèches a et PA à la figure 5. Lorsque la ventouse est appliquée sur une autre dalle, on ouvre le robinet 6. L'une des chambres étant restée précédemment en dépression, il s'est ainsi constitué une réserve de vide qui provoque aussitôt un début d'adhérence de la ventouse à la dalle. A la figure 6 est représentée une forme de joint élastiquement déformable, par exemple en caoutchouc, qui est pleinement satisfaisant lorsqu'il équipe un dispositif conforme à l'invention. Il s'agit en fait d'un joint double 21 formé d'un premier joint supérieur 210 et d'un second joint inférieur 211. Le premier joint 210 a une section rectangulaire et est adhérisé, par l'un de ses faces, à l'embase 20. Le second joint est un joint à lèvres 211 à profil asymétrique, prévu pour être collé en sous-face du précédent. Cette structure permet de démonter facilement le joint à lèvres quand il est usé. De plus, son faible élancement fait qu'on évite un écrasement en vrille du joint à lèvres, lors de la mise du dispositif sous vide. A titre indicatif, le dispositif mesure environ 500 mm en hauteur lorsque la tige du piston est rétractée, et près d'un mètre quand il est en position d'extraction maximale. Son poids est d'environ 25 kg et il est prévu pour soulever des charges de l'ordre de 250 kg. Bien entendu, la capacité de soulèvement du dispositif est fonction de la surface de la ventouse et du volume des chambres du cylindre. REVENDICATIONS 1. Dispositif de prise d'objets par ventouse à dépression, qui comprend une pompe à vide constituée d'un cylindre (10) dans lequel est mobile un piston (P) dont la tige (12) porte à son extrémité libre, des moyens de préhension et d'actionnement manuel (3,31, 32), le corps (11) du piston (P) délimitant à l'intérieur du cylindre deux chambres, dites"petite chambre" (100) et"grande chambre" (110), caractérisé par le fait que ladite tige (12) s'étend dans une direction sensiblement perpendiculaire au plan de joint de la ventouse (2) et qu'il comporte : - deux conduits dits"auxiliaires" (4,5) disposés en parallèle, chacun étant connecté d'une part à l'une des chambres (100,110) du cylindre (10) et, d'autre part, à un seul et même conduit (7) dit"principal", lequel est raccordé à la ventouse (2) ; - des moyens de circulation d'air (CI, C3) prévus sur chacun desdits conduits auxiliaires (4,5), qui autorisent le passage de l'air extrait de la ventouse, vers l'une desdites chambres, mais pas dans le sens contraire ; - des moyens d'expulsion (C2, C4) vers l'extérieur de l'air chassé de l'une desdites chambres (100,110) ; - un robinet (6) monté sur le conduit principal (7) apte à être sélectivement ouvert pour mettre en communication ce conduit principal (7) avec les conduits auxiliaires (4,5), ou fermé pour empêcher cette communication ; - des moyens (PA) de mise de la ventouse (2) à la pression atmosphérique. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens de circulation d'air (CI, C3) sont des clapets anti-retour. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'expulsion (C2, C4) sont des clapets anti-retour. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'expulsion sont branchés sur les conduits auxiliaires (4,5). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les moyens de préhension et d'actionnement manuel comprennent au moins une paire de bras (31), par exemple agencées à la manière d'un guidon. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il comporte deux paires de bras (31), agencés à la manière de deux guidons disposés l'un face à l'autre. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les moyens de préhension et d'actionnement manuel comprennent un élément d'accrochage (32) à des moyens de levage motorisés. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que ladite ventouse (2) comprend une chambre creuse non déformable (20), dont la périphérie de l'ouverture est garnie d'un joint déformable (21). 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de mesure de la dépression qui règne à l'intérieur de la ventouse (8). 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'il comporte une alarme (9) apte à être déclenchée quand la dépression atteint un seuil critique prédéterminé.