Brevet FR2822095A1 — publié le 20020920

L'invention concerne un outil à branches articulées avec régulation de l'effort résistant. Elle vise tous les outils comportant deux leviers articulés l'un sur l'autre et présentant, d'une part, deux branches rapprochables manuellement et recevant l'effort moteur, et d'autre part, deux parties actives recevant l'effort résistant, tels que pinces diverses, pinces à colliers, cisailles, sécateurs. Dans la plupart de ces outils, l'effort résistant a une valeur qui va en croissant, de manière linéaire ou non, ce qui exige de fournir un effort moteur croissant pouvant atteindre, malgré la démultiplication fournie par le rapport entre les bras de levier, respectivement, des branches et de la partie active, une valeur supérieure à celle que peut fournir l'opérateur, par exemple 17 décaNewton pour un homme et 9 décaNewton pour une femme. Il en est ainsi dans les pinces pour collier utilisées pour rapprocher deux pattes radiales saillant du collier dans le but d'augmenter son diamètre intérieur en vue de faciliter son engagement sur une durite. Dans ce cas, l'effort résistant croît sensiblement linéairement et exige un effort moteur pouvant atteindre la valeur limite acceptable pour un homme. Dans les sécateurs et autres outils tranchants utilisés pour sectionner un corps, l'effort résistant varie différemment avec une croissance, un palier et un décroissance brutale. En conséquence, l'opérateur est astreint à fournir temporairement un effort moteur important qui, lors de la décroissance de l'effort résistant, devient inutile mais provoque la fermeture des parties actives en générant un à-coup, susceptible, par sa répétition, d'entraîner des lésions musculaires sur la main. La présente invention a pour objet de fournir un outil dans lequel l'effort moteur, devant être exercé manuellement sur les branches, est régulé en fonction de la variation de l'effort résistant et est limité en rapport avec les capacités humaines. A cet effet, dans l'outil selon l'invention, une première partie active est réalisée dans le prolongement d'un premier levier, à l'opposé de sa branche actionnable manuellement, tandis que la seconde partie active est articulée sur le premier levier, près de la première partie active, et comporte un talon sur lequel est monté libre un galet, ce galet roulant contre une rampe de régulation ménagée à l'extrémité du second levier. Cet agencement ajoute, à la cinématique de démultiplication des efforts perçus par la main, un coefficient réducteur supplémentaire qui dépend de la position radiale de l'axe du galet et de la position radiale du point de contact de la rampe avec ce galt. kl est ainsi possible, en déterminant point par point le profil de la rampe, d'obtenir sur les branches à actionnement manuel, un effort résistant adapté, compatible avec la capacité physique de l'opérateur, cet effort étant réparti pour réduire la fatigue et le choc de fermeture. Dans une forme d'exécution de l'invention, la première et la seconde partie active sont chacune munie d'un mors de positionnement de l'une des deux pattes radiales d'un collier métallique à serrage élastique, le mors de la seconde partie active étant fixée à l'extrémité d'un bras formant un angle de sensiblement 900 avec un autre bras portant le galet, tandis que la rampe ménagée sur le second levier a un profil convertissant l'effort résistant, perçu sur les parties actives et ayant une croissance sensiblement linéaire depuis une valeur 0, en un effort résistant sensiblement constant perçu par la main, à partir d'une valeur supérieure à 0, mais inférieure à celle de l'effort résistant perçu sur les parties actives. Lors du serrage des branches de cet outil, l'opérateur exerce ainsi un effort sensiblement constant, de moindre valeur que celui fourni avec une pince à une seule articulation et qui, en conséquence, est moins traumatisante pour l'opérateur utilisant fréquemment l'outil. Dans une autre forme d'exécution, la première partie active est constituée par la contre lame d'un sécateur dont la lame forme la seconde partie active, cette lame se prolongeant, au-delà de sa partie tranchante et au-delà de son articulation sur le premier levier, par un talon portant le galet, tandis que la rampe ménagée sur le second levier a un profil convertissant l'effort résistant lors de la coupe, dont la courbe de valeur en fonction de la course de fermeture présente successivement une croissance, un palier de valeur maximale constante et une décroissance, en un effort résistant sur les branches ayant une courbe de même allure, mais dont le palier de valeur maximale est plus long et présente une valeur inférieure à celle de l'effort maximal de coupe. Dans cette application à un sécateur, la coopération rampe-galt répartit l'effort maximal sur une plus grande partie de la course de fermeture, tout en réduisant la valeur de cet effort, ce qui permet, en fin de coupe, de réduire l'importance du choc, et, en conséquence, de limiter considérablement les lésions musculaires. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant deux formes d'exécution de cet outil. Figure 1 est une vue de face en élévation montrant les différents éléments d'une pince à collier, Figures 2 et 3 sont des vues de côté en élévation de la pince, lorsqu'elle est respectivement en début et en fin de serrage d'un collier, Figures 4 et 5 sont des graphiques représentant la variation de l'effort par rapport à la course de fermeture, respectivement, sur la partie active et sur les branches d'actionnement, Figures 6 et 7 sont des vues de côté en élévation d'un sécateur, lorsqu'il est, respectivement, en position d'ouverture, et en position de fermeture, Figures 8 et 9 sont des graphiques représentant la variation d'effort par rapport à la course de fermeture, respectivement, sur la lame et sur les branches, lors de l'actionnement du sécateur des figures 6 et 7. Les figures 1 à 3 représentent l'application de l'invention à une pince à collier composée d'un premier levier A et d'un second levier B, articulés l'un sur l'autre par une articulation 2, éventuellement associée à des moyens de rappel, du type ressort à épingle tendant à écarter les deux leviers. Le premier levier A comporte, d'un côté de l'articulation 2, une branche 3, qui est réalisée en deux parties 3a, 3b pour des raisons d'ergonomie, mais qui peut aussi être monolithique. De l'autre côté, le premier levier A comporte une branche 4 dont l'extrémité 4a, constituant la partie active, est solidaire d'un mors rapporté et amovible 5. Cette branche 4 porte, entre le mors 5 et l'articulation 2 avec l'autre levier, une articulation 6 pour un levier coudé 7 comportant deux branches sensiblement à 900, respectivement 7a, 7b. La branche 7a forme la seconde partie active et est munie à son extrémité libre d'un autre mors 5. La branche 7b porte un galet 8, monté libre en rotation autour d'un axe 9 dont l'axe géométrique est parallèle à ceux des articulations 2 et 6. Le second levier B est divisé par l'articulation 2 en une branche 10 en deux parties 10a, 10b, mais pouvant aussi être monolithique, et en une branche 12 à l'extrémité libre de laquelle est aménagée une rampe 13 venant en appui contre le galet 8. L'articulation 6 comporte des moyens à ressort, non représentés, tendant à plaquer en permanence le galet 8 contre la rampe 13. Dans la forme d'exécution représentée, la partie 3a de la branche du premier levier A porte un verrou 14, monté pivotant autour d'un axe 15, et dont le crochet 14a est soumis à l'action d'un ressort en épingle 16, tendant à amener une butée 17, ménagée à son extrémité opposée, en appui contre ladite partie 3a. Le crochet 14a est destiné à coopérer avec un doigt 18 saillant de la partie 1 Oa du premier levier B. Comme montré figures 2 et 3, cette pince est destinée à coopérer avec un collier métallique 20 de serrage d'un corps tubulaire, collier comportant deux pattes radiales 22 dont le rapprochement provoque l'augmentation de son diamètre intérieur D. Pour augmenter le diamètre de ce collier, les deux mors 5 de la pince sont engagés sur les pattes 22 du collier, comme montré à la figure 2, puis les branches 3 et 10 sont rapprochées manuellement l'une de l'autre. Durant ce mouvement, et jusqu'à l'ouverture totale du collier, montré à la figure 3, le galet 8 roule sur la rampe 13 en transmettant à la branche 10 du second levier B, un effort résistant qui dépend du profil de cette rampe Lorsque l'on compare la courbe R1 à la figure4, représentant la variation de l'effort résistant Fm sur les mors 5 par rapport à la course de fermeture Ca de ces mors, avec la courbe R2 de la figure 2, représentant la variation de l'effort résistant Fb sur les branches 3a, 3b, 10a, 10b par rapport à la course de fermeture Cb de ces branches, on constate que l'effort résistant perçu sur ces branches, et en conséquence l'effort nécessaire qu'il faut réaliser pour vaincre cet effort résistant, est bien inférieur à celui procuré par le rapprochement des pattes du collier, et surtout présente une valeur sensiblement constante, ce qui réduit la fatigue de l'utilisateur et permet une utilisation accrue de la pince. La combinaison rampe-galt permet donc, non seulement d'ajouter un facteur de démultiplication supplémentaire entre les mors recevant l'effort résistant et les poignées recevant l'effort manuel moteur, mais aussi de réduire la valeur de cet effort moteur à une valeur compatible avec l'énergie pouvant être fournie par un opérateur de force moyenne, mais aussi de répartir dans le temps la transmission de cet effort, de manière à en limiter les variations et réduire la fatigue. L'application de l'invention à un sécateur est représentée aux figures 6 et 7. L'outil représenté est également composé d'un premier levier A1 et d'un second levier B1 qui sont reliés par une articulation commune 2. Le levier A1 est muni d'une partie active en forme de contre lame 30, tandis qu'une lame 31 est articulée sur l'axe d'articulation 6 porté par le premier levier A1. Cette lame se prolonge au-delà de sa partie tranchante 31 a par un talon 32 portant un galet 8, monté libre en rotation autour d'un axe 9 dont l'axe géométrique est parallèle à ceux des articulations 2 et 6. Ce galet 8 coopère avec une rampe 33 qui est ménagée à l'extrémité libre du second levier B1. Enfin, l'axe 6 est muni de moyens à ressort, non représentés, tendant à ramener le galet 8 au contact de la rampe 33 précitée. Comme dans la forme d'exécution précédente, lorsque les deux branches 40,41 des leviers A1 et B1 sont rapprochées manuellement, la rampe 33 coopère avec le galet 8, d'une part, pour transmettre l'effort moteur à la lame 31, et, d'autre part, pour recueillir l'effort résistant qui est ressenti par la main actionnant les deux branches du sécateur. L'examen des courbes d'effort résistant, respectivement, sur la lame et sur les branches des leviers A1, B1 est effectué en regard des figures 8 et 9. La figure 8 montre, par la courbe R3, la variation de l'effort résistant FI sur la lame en fonction de la course de fermeture CI de la lame, tandis que la figure 9 montre la courbe R4 de l'effort résistant Fb sur les branches en fonction de la course de fermeture Cb des branches du sécateur. Les deux courbes ont la même allure, c'est-à-dire sont composées d'une partie croissante, correspondant à la croissance de l'effort, d'un palier d'effort maximal et d'une partie en décroissance, mais dans la courbe R4 montrée à la figure 9, la partie en croissance va jusqu'à une valeur maximale beaucoup plus faible, qui forme un palier beaucoup plus long, mettant en évidence que, pour un même travail, l'effort maximal est moindre, mais plus continu. Cela présente l'avantage de réduire l'effort devant être exercé sur les branches, de générer moins de fatigue, et de réduire l'impact du choc de fermeture. Il ressort de ce qui précède que la combinaison galet 8 rampe 13 ou 31 dans un outil à leviers A et B travaillant par rapprochement de deux parties actives, il est possible, par un positionnement judicieux du galet 8 et du tracé du profil de la rampe 33, non seulement de réduire l'effort maximal devant être exercé sur les branches rapprochables de l'outil, mais également de réguler cet effort, de manière qu'il ne soit pas traumatisant pour la main actionnant l'outil. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux deux applications décrites ci-dessus. C'est ainsi qu'elle peut être appliquée à tout autre outil dans lequel le rapprochement manuel des deux branches de leviers articulés en croix provoque le rapprochement de deux parties actives opposées, tels que cisaille, ciseaux à tôle, pinces diverses. REVENDICATIONS 1. Outil à branches articulées avec régulation de l'effort résistant comprenant deux leviers (A, B) articulés l'un sur l'autre autour d'une articulation commune (2) et présentant, d'un côté de cette articulation, deux branches (3,10, 40,41) avec ou sans poignée, rapprochables manuellement, et de l'autre côté, deux parties actives (4a, 7a, 30,31) recevant chacune un effort résistant, caractérisé en ce qu'une première partie active (4,30) est réalisée dans le prolongement d'un premier levier (A, A1), à l'opposé de sa branche (40), tandis que la seconde partie active (7a, 31) est articulée sur le premier levier (A, A1), près de la première partie active (4a, 30), et comporte un talon (7b, 32) sur lequel est monté libre en rotation un galet (8), ce galet (8) roulant contre une rampe de régulation (13,33) ménagée à l'extrémité du second levier (B). 2. Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première et la seconde partie active (4,7a) sont chacune active d'un mors (5) de positionnement de l'une des deux pattes radiales (22) d'un collier métallique (20) à serrage élastique, le mors (5) de la seconde partie active étant fixée à l'extrémité d'un bras (7a) formant un angle de sensiblement 90 avec un autre bras (7b) portant le galet (8), tandis que la rampe (13) ménagée sur le second levier (B) a un profil convertissant l'effort résistant (Fm) perçu sur les parties actives, et ayant une croissance sensiblement linéaire depuis une valeur zéro, en un effort résistant (Fb) perçu par la main ayant une valeur sensiblement constante, à partir d'une valeur supérieure à zéro, mais inférieure à celle de l'effort résistant maximal perçu par les parties actives. 3. Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première partie active est constituée par la contre lame (30) d'un sécateur dont la lame (31) forme la seconde partie active, cette lame (31) se prolongeant, au-delà de sa partie tranchante et au-delà de son articulation (6) sur le premier levier (A1), par un talon (32) portant le galet (8), tandis que la rampe (33) ménagée sur le second levier (B1) a un profil convertissant l'effort résistant (FI) sur la lame, dont la courbe de valeur en fonction de la course de fermeture présentant successivement une croissance, un palier de valeur maximale constante et une décroissance, en un effort résistant (Fb) sur les branches (40,41) ayant une courbe de même allure, mais dont le palier de valeur maximale est plus long et présente une valeur inférieure à celle de l'effort maximal de coupe sur la lame.