Brevet FR2958278A1 — publié le 20111007

Le domaine technique de l'invention est celui des procédés de préhension et de levage de plaques percées et en particulier des dispositifs de préhension permettant de soulever de telles plaques. Dans l'industrie, les plaques métalliques du type plaque de blindage ou autres plaques en matériaux denses doivent être manutentionnées pour passer d'un poste de travail où elles reçoivent différents perçages vers d'autres postes de finition ou d'assemblage. La préhension de ces plaques est une opération délicate de par les masses en jeu, pouvant aller de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de kilos, et de par l'encombrement des plaques pouvant atteindre plusieurs mètres. Ces plaques sont usuellement transportées au moyen de palans ou de treuils d'atelier et la préhension est faite à l'aide d'un ou plusieurs dispositifs pinçant la plaque à transporter sur chacune de ses faces. Cependant ce dispositif à pincement nécessite d'avoir un accès aux deux faces de la plaque. Ceci pose problème lorsque la plaque à manutentionner repose intégralement sur une surface plane ou bien lorsqu'il est nécessaire de la déposer sur une surface ne permettant pas d'avoir accès à chacune de ses faces. L'emploi de dispositifs à pinces de préhension est alors inadapté. Il est connu par ailleurs dans US4925225 d'utiliser un dispositif de préhension par ventouses qui permet de soulever la plaque en exerçant au niveau de chaque ventouse une dépression sur une seule face de la plaque. Ce dispositif et le procédé associé présentent cependant plusieurs inconvénients majeurs. D'une part, ils nécessitent une source d'énergie assurant la dépression des ventouses pendant toute la phase de transport car en cas de défaillance de la source d'énergie la plaque va chuter ce qui présente des risques considérables. D'autre part l'état de surface de la plaque doit être approprié au fonctionnement des ventouses. L'emploi de ventouses sur une plaque présentant une surface poreuse, souillée, une rugosité forte ou sur une plaque comportant de nombreux perçages et usinages est extrêmement délicat sinon impossible. L'invention se propose de résoudre le problème de préhension d'une plaque percée par la mise en place d'un embout expansif assurant un serrage intérieur dans au moins un des perçages de la plaque. On emploiera plusieurs dispositifs dans différents trous suivant la masse et le type de plaques. L'invention a pour objet un procédé de préhension d'une plaque percée permettant à l'aide d'un moyen de levage du type pont roulant d'atelier de déplacer la plaque percée depuis son aire de stockage jusqu'à sa pose sur un support destiné à l'accueillir, procédé de préhension de plaque percée caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: - on positionne dans au moins un perçage de la plaque un dispositif de préhension comportant un embout de préhension expansif [Tc2]pénétrant dans le perçage , - on verrouille l'embout de préhension en position expansée dans le perçage , - on solidarise le dispositif avec un moyen de levage pour permettre de lever la plaque. L'invention a également pour objet un dispositif de préhension pour une plaque percée, caractérisé en ce qu'il comporte dans sa partie basse un embout de préhension tubulaire expansif de façon élastique [TC3]destiné à être positionné dans un perçage de la plaque et à occuper tout ou partie du perçage, embout de préhension tubulaire comportant un profil interne conique correspondant avec un noyau conique rigide solidaire d'une tige et l'ensemble tige et noyau conique coulissant axialement dans l'embout entre deux positions, une première position dite de repos ou le noyau conique n'exerce pas d'effort sur l'embout et une seconde position dite position active dans laquelle le noyau conique pénètre axialement dans l'embout de manière à provoquer une augmentation du diamètre externe de l'embout. Selon un mode de réalisation, l'embout de préhension expansif comporte une première série d'au moins deux fentes longitudinales régulièrement réparties angulairement et partant d'une première extrémité du cylindre, première série de fentes placées en alternance avec une seconde série de fentes longitudinales régulièrement réparties angulairement et partant d'une seconde extrémité du cylindre, chaque fente débouchant par ailleurs à son extrémité sur un perçage radial, ces fentes permettant de favoriser une expansion radiale homogène de l'embout. Selon un mode de réalisation la tige est montée coulissante dans un corps contre l'action d'un ressort de compression qui est monté entre corps et tige, une extrémité de la tige étant par ailleurs reliée au corps par un moyen de coinçage bistable par arc-boutement qui comprend une bielle et une bielette liées l'une à l'autre par une première articulation, la biellette étant par ailleurs reliée à la tige par une seconde articulation et la bielle elle même reliée au corps par une troisième articulation, les seconde et troisième articulations définissant une ligne d'équilibre instable qui est parallèle à la tige , le déplacement de la première articulation d'un côté à l'autre de cette ligne conduisant ainsi au passage de la tige de sa position de repos à sa position active, le maintien de façon stable en position active étant assuré par une butée. Selon un mode de réalisation, le dispositif de préhension comprend un levier solidaire de la biellette qui permet de faire passer la première articulation d'un côté à l'autre de la ligne d'équilibre instable, la butée assurant le maintien de la tige de façon stable en position active coopérant avec le levier. Selon un mode de réalisation, le levier est verrouillé en position active au moyen d'un cliquet rendu solidaire du corps par une liaison pivot, cliquet comportant une forme de crochet à l'une de ses extrémités qui agrippe le levier de manière à s'opposer à son retour vers la position de repos. Selon un mode de réalisation, le dispositif de préhension pour plaque percée comporte une interface avec un moyen de levage. Selon un mode de réalisation, le dispositif de préhension pour plaque percée comporte une poignée de mise en place. Selon un autre mode de réalisation, le dispositif de préhension pour plaque percée est caractérisé en ce que le déplacement de la tige de sa position de repos à sa position active ainsi que le maintien de façon stable dans la position active est assuré par l'emploi d'un vérin double effet à clapets commandables. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante de modes particuliers de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 représente de façon schématique et en coupe 25 un dispositif de préhension selon un mode de réalisation de l'invention, dispositif en position de repos, La figure 2 représente ce même dispositif en position active, La figure 3 est une vue en perspective d'un mode de 30 réalisation d'un embout de préhension, Les figures 4, 5 et 6 schématisent trois étapes du procédé selon l'invention, la figure 4 montre ainsi le positionnement du dispositif de préhension, la figure 5 le verrouillage de ce dispositif en position active, et la figure 6 l'emport de la plaque par un moyen de levage. La figure 1 représente selon un mode de réalisation le dispositif 1 dans la position repos. Le dispositif 1 comporte un embout 2 tubulaire, expansif de façon élastique, c'est à dire un embout dont le diamètre externe peut s'accroître de façon élastique. Cet embout sera réalisé par exemple en acier. La partie interne 2 de l'embout comporte une section conique 2a. A cette section conique correspond un noyau conique 3 rigide qui lorsque le dispositif est au repos laisse l'embout 2 libre axialement et sans exercer d'effort contraignant sur lui. Le noyau conique 3 est solidaire d'une tige 4 qui est coaxiale au noyau conique 3 et à l'embout 2. Cette tige comporte un épaulement d'appui 5 dans sa partie basse (partie la plus proche du noyau conique 3) permettant l'appui d'une extrémité d'un ressort de compression à spires non jointives 6. L'autre extrémité du ressort 6 est en appui sur un corps 7 du dispositif 1. La seconde extrémité (partie haute) de la tige 4 traverse le corps 7 axialement et elle est reliée au corps 7 par une bielle 11 et une bielette 9 articulées entre elles au niveau d'une première articulation 10. La biellette 9 est reliée à la tige 4 par une seconde articulation 8 et la bielle 11 est elle même reliée au corps 7 par une troisième articulation 12. On notera qu'en position repos l'embout 2 présente un diamètre externe donné Dl et que l'embout 2 n'est pas solidaire du corps 7. En outre le ressort 6 n'est pas, ou est faiblement comprimé. On notera également que les seconde 8 et troisième 12 articulations définissent une ligne fictive 13 dite d'équilibre instable qui est parallèle à la tige 4, donc au sens de coulissement de cette tige 4. Il est aussi à noter que la première articulation 10 (entre biellette et bielle) est placée à droite de cette ligne 13, d'un côté que nous appellerons premier coté du dispositif. Un levier 14 est solidaire de la bielette 9 au niveau de l'articulation 8. Ce levier 14 forme un angle d'environ 90° avec la bielette 9. Le pivotement du levier 14 provoque également le pivotement de la bielette 9. Selon la figure 2 et toujours selon le même mode de réalisation qu'à la figure 1, le dispositif 1 est représenté en position active, embout expansé. L'embout 2 est alors entraîné en contact avec le corps 7. Le noyau conique 3 pénètre dans la partie conique 2a de l'embout 2 en provoquant un effort d'expansion sur l'embout 2 dont le diamètre devient D2 supérieur à Dl. Le mouvement de pénétration du noyau conique dans l'embout est provoqué par une remontée de la tige 4 qui comprime le ressort 6. La remontée de la tige est due à la rotation du levier 14 solidaire de la biellette 9. La rotation du levier jusqu'à son appui sur la butée 16 provoque le passage de la première articulation 10 d'un côté à l'autre de la ligne d'équilibre instable 13 (coté gauche sur la figure) tout en restant voisine de cette ligne 13. De cette manière et par un phénomène connu d'arc-boutement, le dispositif est maintenu de manière stable en position expansée. Il est bien entendu que la butée 16 est positionnée de telle sorte que, en position active de la tige, le degré d'expansion de l'embout 2 est suffisant pour assurer un coincement dans l'alésage de la plaque considéré, c'est à dire un niveau d'effort de frottement suffisant entre embout et alésage pour permettre de résister au glissement relatif embout / alésage avec une marge suffisante par rapport à la masse de la plaque lors des phases de levage et préhension de cette dernière. Le maintien du levier 14 dans la position précédemment acquise est sécurisé par l'utilisation d'un cliquet 17 solidaire du corps 7 et disposant d'une forme de crochet 18 venant retenir le levier 14 sur sa partie supérieure afin que celui ci ne puisse pas quitter sa position. On notera le rôle de la butée 16 qui empêche le levier de 5 continuer sa rotation afin d'éviter l'effet indésirable qui serait la redescente de la tige 12. Selon les figures 1 et 2 et toujours selon le même mode de réalisation, on constate que le dispositif 1 comprend une interface de levage constitué dans le mode de réalisation 10 présent par un anneau 20 solidaire du corps 7. Une poignée 19 permettant la manipulation du dispositif 1 est fixée au corps 7 sur le coté. Selon la figure 3 et selon un mode de réalisation 15 particulier, l'embout 2 tubulaire expansif de façon élastique est cylindrique à alésage interne conique et comporte sur une première extrémité 30a des fentes 31 orientées longitudinalement. Ces fentes 31 ne débouchent pas sur la seconde extrémité 30b de l'embout 2. Les fentes 31 sont 20 régulièrement réparties sur le pourtour de l'embout 2 et forment une division régulière de ce dernier. A l'extrémité non débouchante de chaque fente 31, au voisinage de la seconde extrémité 30b de l'embout 2, se situe un perçage 33 radial au cylindre formé par l'embout 2 et traversant la 25 paroi de l'embout. La seconde extrémité 30b de l'embout 2 comporte aussi des fentes 32 longitudinales qui partent de la seconde extrémité 30b et débouchent sur des perçages radiaux 34 disposés au voisinage de la première extrémité 30a de l'embout. Les deux réseaux de fentes sont placés en 30 alternance l'un par rapport à l'autre. Cette géométrie particulière de l'embout 2 permet d'assurer une déformation radiale régulière de l'embout sur sensiblement toute la hauteur de l'embout lors de la translation axiale du noyau conique 3 dans l'alésage de l'embout. Le procédé mettant en oeuvre le dispositif précédemment décrit consiste selon la figure 4 et selon une première étape à placer l'embout 2 du dispositif 1 dans un perçage 40 d'une plaque 41. Selon la figure 5 et selon la deuxième étape on actionne ensuite le levier 14 afin de provoquer l'expansion de l'embout 2 et l'on veille à l'enclenchement du cliquet 17. L'embout 2 va alors occuper tout ou partie du volume du perçage 40 en exerçant un effort de serrage radial sur la surface du perçage. Selon la figure 6 on accroche ensuite un moyen de levage 42 (crochet de palan par exemple) à l'interface de levage 20 avant de procéder au levage de l'ensemble du dispositif 1 et de la plaque 41. Il est possible de faire pivoter le dispositif 1 autour de l'axe défini par la tige 4 afin de placer l'interface 20 de levage de la manière la plus appropriée à la manutention de la plaque 40. Il est bien entendu que le dispositif 1 est dimensionné en fonction des caractéristiques des plaques à soulever et en particulier que les embouts sont définis en fonction des diamètres des perçages dans lesquels ils se positionnent. La déformation radiale des embouts doit par ailleurs être sufffisante pour assurer un serrage permettant de soulever la plaque sans risque. A titre de variante on pourra remplacer le moyen de coinçage par arc-boutement décrit précédemment par un autre moyen permettant tout à la fois de commander le déplacement de la tige 4 de sa position de repos à sa position active et d'assurer le maintien de façon stable dans la position active de la tige, donc de verrouiller l'embout dans son état expansé. Un tel moyen pourra être constitué par un vérin REVENDICATIONS1- Procédé de préhension d'une plaque percée (41) permettant à l'aide d'un moyen de levage du type pont roulant (42) d'atelier de déplacer la plaque percée (41) depuis son aire de stockage jusqu'à sa pose sur un support destiné à l'accueillir, procédé de préhension de plaque percée (41) caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: - on positionne dans au moins un perçage (40) de la plaque un dispositif de préhension (1) comportant un embout (2) de préhension expansif [Tc4ipénétrant dans le perçage (40), - on verrouille l'embout (2) de préhension en position expansée dans le perçage (40), - on solidarise le dispositif (2) avec un moyen de levage 15 (42) pour permettre de lever la plaque (41). 2- Dispositif (1) de préhension pour une plaque percée (40), caractérisé en ce qu'il comporte dans sa partie basse un embout (2) de préhension tubulaire expansif de façon élastique [TCS]destiné à être positionné dans un perçage (40) 20 de la plaque (41) et à occuper tout ou partie du perçage (40), embout (2) de préhension tubulaire comportant un profil interne conique correspondant avec un noyau (3) conique rigide solidaire d'une tige (4) et l'ensemble tige (4) et noyau (3) conique coulissant axialement dans l'embout (2) 25 entre deux positions, une première position dite de repos ou le noyau (3) conique n'exerce pas d'effort sur l'embout (2) et une seconde position dite position active dans laquelle le noyau (3) conique pénètre axialement dans l'embout (2) de manière à provoquer une augmentation du diamètre externe de 30 l'embout (2). 3- Dispositif (1) de préhension pour plaque (41) percée selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'embout (2) de préhension expansif comporte une première série d'au moins deux fentes (31) longitudinales régulièrement répartiesangulairement et partant d'une première extrémité (30a) du cylindre, première série de fentes (31) placées en alternance avec une seconde série de fentes (32) longitudinales régulièrement réparties angulairement et partant d'une seconde extrémité (30b) du cylindre, chaque fente (31,32) débouchant par ailleurs à son extrémité sur un perçage radial (33,34), ces fentes (31,32) permettant de favoriser une expansion radiale homogène de l'embout (2). 4- Dispositif (1) de préhension pour plaque (41) percée selon une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la tige (4) est montée coulissante dans un corps (7) contre l'action d'un ressort (6) de compression qui est monté entre corps (6) et tige (4), une extrémité de la tige (4) étant par ailleurs reliée au corps (7) par un moyen de coinçage bistable par arc-boutement qui comprend une bielle (11) et une bielette (9) liées l'une à l'autre par une première articulation (10), la biellette (9) étant par ailleurs reliée à la tige (4) par une seconde articulation (8) et la bielle (11) elle même reliée au corps (7) par une troisième articulation (12), les seconde (8) et troisième (12) articulations définissant une ligne (13) d'équilibre instable qui est parallèle à la tige (4), le déplacement de la première (10) articulation d'un côté à l'autre de cette ligne (13) conduisant ainsi au passage de la tige (4) de sa position de repos à sa position active, le maintien de façon stable en position active étant assuré par une butée (16). 5- Dispositif (1) de préhension pour plaque (41) percée selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un levier (14) solidaire de la biellette (9) qui permet de faire passer la première articulation (10) d'un côté à l'autre de la ligne (13) d'équilibre instable, la butée (16) assurant le maintien de la tige (4) de façon stable en position active coopérant avec le levier (14). 12 6- Dispositif (1) de préhension pour plaque (41) percée selon la revendication 5, caractérisé en ce que le levier (14) est verrouillé en position active au moyen d'un cliquet (17) rendu solidaire du corps (7) par une liaison pivot, cliquet (17) comportant une forme de crochet (18) à l'une de ses extrémités qui agrippe le levier (14) de manière à s'opposer à son retour vers la position de repos. 7-Dispositif (1) de préhension pour plaque (41) percée selon une des revendications 2 à 6 caractérisé en ce qu'il comporte une interface (20) avec un moyen de levage (42). 8- Dispositif (1) de préhension pour plaque (41) percée selon une des revendications 2 à 7 caractérisé en ce qu'il comporte une poignée (19) de mise en place. 9- Dispositif (1) de préhension pour plaque (41) percée selon la revendication 2 caractérisé en ce que le déplacement de la tige (4) de sa position de repos à sa position active ainsi que le maintien de façon stable dans la position active est assuré par l'emploi d'un vérin double effet à clapets commandables.