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Title:
SELF-ADJUSTING PLIERS FOR SINGLE-HANDED MANIPULATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/023144
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a pair of pliers automatically and continuously self-adjusting. In the approach phase, the mobile branch (2) is guided by a cradle with two intermediate (4) and rear (32) supports.

Inventors:
FLAVIGNY JEAN-PIERRE (FR)
Application Number:
PCT/FR2000/002576
Publication Date:
April 05, 2001
Filing Date:
September 15, 2000
Export Citation:
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Assignee:
FACOM (FR)
FLAVIGNY JEAN PIERRE (FR)
International Classes:
B25B7/10; (IPC1-7): B25B7/10
Foreign References:
US1386149A1921-08-02
DE29806998U11998-07-02
US2906155A1959-09-29
US3232152A1966-02-01
US1651216A1927-11-29
EP0218760A11987-04-22
Attorney, Agent or Firm:
Jacobson, Claude (place d'Estienne d'Orves Paris Cedex 09, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Pince réglable manipulable à une seule main, comprenant deux branches (2,3) qui se croisent, dont chacune définit un mors (7,16) et une poignée (10,19), chaque branche comprenant une région intermédiaire d'articulation (8,17) située entre son mors et sa poignée, une première branche (3) présentant dans sa région intermédiaire (17) d'une part une surface de guidage (25 ; 22) de forme allongée le long de laquelle peut se déplacer un moyen de guidage (28 ; 48) solidaire de la région intermédiaire de la deuxième branche (2), et d'autre part une surface d'articulation (26) le long de laquelle peut se positionner un moyen d'articulation (29), la pince comportant des moyens (29) de blocage du moyen d'articulation (4) le long de la surface d'articulation (26), caractérisée en ce qu'elle comporte une région d'appui arrière qui est définie d'une part par un élément d'appui (5) d'une branche et d'autre part par une surface d'appui (14 ; 114) de forme allongée de l'autre branche adaptée pour coopérer avec cet élément d'appui en appui mutuel mobile le long de la surface d'appui, l'élément d'appui (5) et la surface d'appui (14 ; 114) étant situés entre la région intermédiaire (8,17) et la poignée (10,19) des branches respectives, l'agencement étant tel que pendant la phase d'approche de la pince, dans chaque position des branches, la surface d'appui (14 ; 114) et l'élément d'appui (5) restent tous les deux en position sensiblement fixe par rapport aux branches respectives, et il se produit simultanément un déplacement relatif du moyen de guidage (28 ; 48) le long de la surface de guidage (25 ; 22) et un déplacement relatif de l'élément d'appui (5) le long de la surface d'appui (14 ; 114).
2. Pince suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la zone de saisie de chaque poignée (10,19) présente une région proximale (40,45) et une région distale (41,46), la ligne moyenne (47) de la région proximale (45) de la poignée (10) la plus éloignée des mors (7,16) formant avec la ligne intérieure moyenne (49) du mors associé (7) un angle (y2) plus grand que celui (yl) formé avec cette ligne intérieure moyenne (49) par la ligne moyenne (48) de la région distale (41) de la mme zone de saisie, tandis que la ligne moyenne (42) de la région proximale (40) de l'autre poignée (19) forme avec la ligne intérieure moyenne (44) du mors associé (16) un angle (xl) plus petit que celui (x2) formé avec cette ligne intérieure moyenne (44) par la ligne moyenne (43) de la région distale (41) de la mme zone de saisie.
3. Pince suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la zone de saisie de chaque poignée (10,19) présente une région proximale (40,45) et une région distale (41,46), la région proximale (45) de la poignée (10) la plus éloignée des mors et la région distale (41) de l'autre poignée (19) constituant la paire de surfaces de prise en main pendant la phase d'approche, la région distale (46) de la poignée (10) la plus éloignée des mors et la région proximale (40) de l'autre poignée (19) formant la paire de surfaces de prise en main pendant la phase de serrage.
4. Pince suivant la revendication 3, caractérisée en ce que chacune des régions (40,46) constituant la paire de surfaces de prise en main pendant la phase de serrage forme, en au moins un point, avec la ligne intérieure moyenne (44,47) du mors de la branche qui porte cette région un angle (xl, yl) compris entre 45° et 55°, de préférence 50°.
5. Pince suivant la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que chacune des régions (41,45) constituant la paire de surfaces de prise en main pendant la phase d'approche forme, en au moins un point, avec la ligne intérieure moyenne (44,47) du mors de la branche qui porte ladite région un angle (x2, y2) compris entre 75° et 90°.
6. Pince suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la poignée (19) la plus proche des mors définit sur son côté extérieur un évidement (39) à sa jonction avec la région d'appui arrière (18).
7. Pince suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que, dans toutes les positions d'approche des branches, les normales aux points de contact de la surface de guidage (25 ; 22) et de la surface d'appui (14 ; 114) forment un V dont la pointe est dirigée vers le côté des branches opposé aux mors, l'angle du V étant notamment sensiblement égal à 90°.
8. Pince suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la surface de guidage (25 ; 22) est arquée, notamment circulaire, avec un centre de courbure virtuel (0) situé en dehors du périmètre global de l'ensemble des deux branches (2,3) et du côté de la surface de guidage opposé aux mors (7,16).
9. Pince suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que, dans sa région intermédiaire, la première branche (3) a, à partir de son mors (7) et sur son bord tourné vers celui. ci, un profil (22) arqué, notamment circulaire, à concavité tournée vers le côté des branches (2,3) opposé aux mors (7,16).
10. Pince suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la surface d'appui (14 ; 114) est arquée, notamment circulaire, avec un centre de courbure virtuel (0 ; 0') situé en dehors du périmètre global de l'ensemble des branches (2,3) et du côté de la surface d'appui opposé aux mors (7,16).
11. Pince suivant les revendications 8 et 10 prises ensemble, caractérisée en ce que les deux centres de courbure (0,0') sont voisins l'un de l'autre dans toutes les positions d'approche des branches (2,3).
12. Pince suivant les revendications 8 et 10 prises ensemble, caractérisée en ce que les deux centres de courbure (0) sont confondus.
13. Pince suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que ledit élément d'appui (5) coopère avec ladite surface d'appui (14 ; 114) par glissement et/ou roulement.
14. Pince suivant l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que la surface d'appui (14 ; 114) coopère en appui simple avec l'élément d'appui (5).
15. Pince suivant l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisée en ce que l'élément d'appui (5) est sollicité par un ressort (33) en direction de la surface d'appui (14 ; 114) et vers une position de butée prédéterminée.
16. Pince suivant la revendication 15, caractérisée en ce que l'élément d'appui (5) peut s'escamoter à 1'encontre du ressort (33) lorsqu'un effort de rapprochement mutuel des poignées (10,19) est exercé alors que les mors (7,16) sont en prise sur un objet à serrer (13) et que les moyens de blocage (29) sont activés.
17. Pince suivant la revendication 16, caractérisée en ce que les moyens de blocage (29) sont activés par la venue en prise des mors (7,16) sur ledit objet (13) et la poursuite dudit effort de rapprochement.
18. Pince suivant la revendication 16 ou 17, caractérisée en ce que les moyens de blocage (29) sont désactivés par le relâchement dudit effort de rapprochement.
19. Pince selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, caractérisée en ce que le moyen d'articulation (4) est un doigt librement articulé sur la deuxième branche (2).
20. Pince suivant l'une quelconque des revendications 16 à 18, caractérisée en ce que le moyen d'articulation (104) est un doigt sollicité élastiquement vers le dégagement de ses moyens de blocage par rapport à la surface d'articulation (26).
21. Pince suivant l'une quelconque des revendications 16 à 20, caractérisée en ce que le ressort (33) est incorporé dans la branche qui porte l'élément d'appui (5).
22. Pince suivant l'une quelconque des revendications 1 à 21, caractérisée en ce qu'elle comporte un ressort d'écartement (6) qui tend à écarter en permanence les deux mors (7,16) l'un de l'autre.
Description:
Pince réglable manipulable à une seule main.

Laprésenteinventionestrelative à une pince réglable manipulable à une seule main, du type décrit dans le préambule de la revendication 1.

Le EP-A-218 760 décrit une pince de ce type, dans laquelle le guidage mutuel des branches pendant la phase d'approche de la pince est obtenu au moyen d'un bras articulé qui traverse l'espace situé entre les deux poignées. Il faut entendre par phase d'approche, l'étape d'utilisation de la pince dans laquelle, en l'absence de contact des deux mors avec un objet à saisir, on exerce sur les poignées des efforts de directions adaptées tendant à rapprocher les mors.

Un tel bras articulé présente comme principaux inconvénients de constituer un risque de pincement pour les doigts des utilisateurs, d'tre exposé aux chocs et aux salissures, et de supprimer toute liberté de mouvement angulaire des branches l'une par rapport à l'autre.

L'invention a pour but de fournir une pince réglable manipulable à une seule main, de construction relativement simple, qui assure un confort, une souplesse et une sécurité d'utilisation améliorées tout en permettant une excellente maîtrise de la phase d'approche.

À cet effet, l'invention a pour objet d'une pince réglable du type précité, caractérisée par la partie caractérisante de la revendication 1.

La pince réglable suivant l'invention peut comporter une plusieurs des caractéristiques décrites dans les revendications 2 à 22, prises isolément ou suivant toutes leurs combinaisons techniquement possibles.

Des exemples de réalisation de l'invention font maintenant tre décrits en regard des dessins annexés, sur lesquels : -la Figure 1 est une vue schématique d'une pince réglable conforme à l'invention, en position de repos et en

phase d'approche ; -la Figure 2 représente à plus grande échelle un détail de la figure 1 ; -la Figure 3 est une vue analogue de la pince de la figure 1, en cours de serrage d'un objet ; -les Figures 4 et 5 sont des vues analogues de deux variantes de la pince des figures 1 à 3 ; et -la Figure 6 est une vue analogue d'un second mode de réalisation de la pince suivant l'invention.

La pince réglable 1 représentée sur la figure 1 est constituée de deux branches 2 et 3, d'un organe d'articulation ou doigt 4, d'un élément d'appui 5 et d'un ressort d'ouverture 6.

La branche 2, ou branche mobile, est constituée par une pièce métallique pleine qui définit, de l'avant vers l'arrière, c'est-à-dire de gauche à droite en considérant la figure 1, un mors mobile 7, une région intermédiaire d'articulation 8, une région d'appui arrière 9 et une poignée 10. Sur cette dernière peut tre rapportée une gaine de saisie 11, comme représenté.

Le mors 7 présente une face supérieure 12 dentée pour la saisie d'un objet 13. La face 12 comporte des régions extrmes 12A, 12B, sensiblement planes et coplanaires, séparées par une région 12C en V très ouvert.

La région d'appui 9 comporte une surface inférieure convexe 14 en forme d'arc de cercle dont le centre 0 est un point virtuel situé nettement en dehors des contours de l'outil, au-dessus de celui-ci. La surface supérieure 15 de la branche 2, dans la mme région, est rectiligne et voisine de la corde qui sous-tend l'arc de cercle 14.

La poignée 10 est incurvée, avec sa convexité dirigée vers le haut.

La branche 3, ou branche fixe, définit d'avant en arrière un mors fixe 16, rapporté sur la partie principale

de la branche au moyen de rivets, une région intermédiaire d'articulation 17, une région d'appui arrière 18 et une poignée 19 revtue d'une gaine 20.

Le mors 16 comporte sur sa face inférieure une denture 21 avec deux zones à peu près planes et coplanaires 21A, 21B encadrant une zone 21 C en V très ouvert. Comme représenté sur le dessin, dans les zones en V des mors, seule la partie arrière de la zone 12C et la partie avant de la zone 21C sont dentées.

La région 17 a une forme générale arquée et de centre O. Elle est délimitée par des surfaces inférieure et supérieure lisses 22 et 23 en forme d'arcs de cercle de centre 0, et comporte une lumière arquée 24. Celle-ci est délimitée par une surface supérieure lisse 25 et par une surface inférieure 26 en dents de scie formant crémaillère.

Chacune des surfaces 22 à 25 ainsi que la ligne moyenne de la surface 26 sont des arcs de cercle de centre 0. Les mors 7 et 16 se trouvent entièrement à l'extérieur du cercle de plus grand rayon 22.

L'organe d'articulation 4 (Figure 2) est une pièce de forme allongée librement articulée à peu près à mi- longueur par un pivot 27 sur la région 8 de la branche 2.

Cette pièce comporte : -une surface supérieure concave 28, circulaire et de mme rayon que la surface 25 ; -une surface inférieure qui présente à l'arrière une denture de blocage 29 en dents de scie, adaptée pour venir en prise avec la denture 26, et à l'avant un bossage 30.

Dans sa région d'appui 18, la branche fixe 3 comporte par ailleurs un logement borgne 31 ouvert vers le haut dans lequel est reçu un coulisseau 32. Ce dernier est poussé vers le haut par un ressort 33, qui est ici un ressort hélicoïdal de compression, jusqu'à une position de

repos telle que représentée, dans laquelle le coulisseau est en appui sur une butée (non représentée) solidaire de la branche 3. Le coulisseau 32 comporte à sa partie supérieure une protubérance d'appui 34 pour la surface d'appui 14 de la branche 2.

Le ressort d'ouverture 6, qui est beaucoup plus faible que le ressort 33, est un ressort hélicoïdal de traction tendu entre un point 35 de la branche 3 voisin du logement 31 et un point 36 de la branche 2 voisin du pivot 27 de l'organe 4 et situé entre les arcs de cercle 22 et 26.

Sur la figure 1, la branche mobile 2 est représentée en trait fin en position de repos et en trait plus épais en cours d'approche.

Au repos, sous l'effet du ressort 6, le mors 7 est tiré jusque sa position d'écartement maximal du mors 16.

Pour atteindre cette position, la surface 14 glisse sur la protubérance 34 du coulisseau 32, jusqu'à ce que l'organe 4 bute contre l'extrémité arrière (extrémité droite sur la figure 1) de la lumière 24. Bien entendu, en variante, d'autres moyens de butée peuvent tre prévus pour limiter l'ouverture des deux mors.

Pour saisir un objet 13, on procède tout d'abord à une phase d'approche en exerçant sur les deux poignées un effort F de rapprochement, comme illustré par les flèches.

Du fait des duretés relatives entre les deux ressorts 6 et 33, cet effort provoque tout d'abord un léger basculement de la branche 2 autour de la protubérance 34, jusqu'à ce que la surface supérieure 28 du doigt 4 s'applique sur la surface supérieure 25 de la lumière 24.

La poursuite du mme effort provoque le glissement vers la gauche de la surface 14 sur la protubérance 34 et, simultanément, celui de la surface 28 du doigt 4 le long de la surface 25, un léger jeu existant entre le doigt et la denture 26. Les deux points d'appui intermédiaire 28 et

arrière 34 forment un berceau de guidage du mouvement d'approche de la branche 2.

Ainsi, pendant toute l'approche, le point 34 est fixe par rapport à la branche 3. Dans certains cas, un effort brusque exercé sur les poignées peut provoquer une légère compression du ressort 33, mais celui-ci reprend immédiatement sa longueur d'origine. Le point 34 est donc toujours fixe ou sensiblement fixe par rapport à la branche 3.

Pendant toute l'approche, les normales N1 et N2 aux points de contact 28,34 des surfaces de guidage 25 et d'appui 14 forment un V dont la pointe est dirigée vers le haut, c'est-à-dire du côté opposé aux mors. Ce V peut avoir un angle légèrement inférieur à 90° comme représenté ou, en variante, un angle sensiblement égal à 90°.

Ce mouvement d'approche, qui s'effectue à 1'encontre du ressort 6, se poursuit jusqu'au contact des deux mors avec l'objet 13, puis le contact du bossage 30 avec la denture 26 fait basculer le doigt 4 autour de son pivot 27 et amène les dents 29 au contact de la denture 26 (Figure 3).

Le point de contact du mors mobile 7 avec cet objet définit alors un centre de rotation, et la poursuite de 1'effort de rapprochement des deux poignées provoque le basculement de la branche 2 autour de ce centre.

Ce mouvement, qui est permis par une compression du ressort arrière 33, provoque l'engagement et le blocage des dents 29 dans la denture 26, ce qui forme un nouveau centre de rotation pour la branche 2. La poursuite de l'effort exercé sur les deux poignées tend à faire basculer la branche 2 autour de ce nouveau centre, ce qui assure l'effet de serrage de l'objet 13. Dans cette phase, le doigt est en arc-boutement entre la denture 26 et la surface 25.

Quand on relâche 1'effort exercé sur les deux

poignées, les dents 29 se dégagent du fond de la denture 26 sous l'effet du ressort 33. L'extrémité opposé du doigt étant restée en contact avec la surface 25, ce déplacement vers le haut provoque un basculement du doigt autour de son pivot 27. Ainsi le doigt reprend rapidement sa position initiale de guidage sur la surface 25, et le ressort 6 rappelle ensuite l'ensemble de la branche en arrière jusqu'à l'écartement maximal des mors.

La pince ainsi décrite a une construction relativement simple et procure une grande douceur et une grande précision pendant la phase d'approche. De plus, la forme générale concave de la région intermédiaire de l'outil, obtenue grâce aux surfaces 23 et 15, permet de glisser la partie avant de la pince dans des emplacements difficiles d'accès, par exemple derrière un tuyau. De mme, la forme arquée de la surface inférieure 22 confère à l'outil un profil général particulièrement effilé.

Il est à noter également que grâce à sa forme arquée, la lumière 24 peut aisément comporter une partie arrière dont l'orientation se rapproche de celle de la poignée mobile 10. Ceci réduit 1'effort à exercer sur les poignées pour commencer l'approche, par rapport au cas habituels où la lumière est rectiligne comme dans le EP-A- 218 760 précité.

Par ailleurs, aucun organe ne s'étend entre les parties arrière des deux branches, ce qui protège les doigts de l'utilisateur.

Il est prévu sur la branche 2, à l'arrière du mors 7, un téton en saillie 37. À partir d'un certain degré d'ouverture des poignées, ce téton bute sur la surface 22, ce qui limite l'ouverture des poignées.

La variante de la figure 4 diffère de la précédente par les points suivants : -la lumière 24 est rectiligne, de mme que la

surface inférieure 22. Les surfaces 22,25 et la ligne moyenne de la surface 26 sont parallèles entre elles ; -la surface supérieure 23 est sensiblement rectiligne, avec une orientation qui diverge vers l'arrière par rapport à celle de la lumière 24 ; la branche 3 présente en regard de cette surface 23 une surface inférieure 23A sensiblement parallèle à cette dernière ; -la surface d'appui 14 est rectiligne et sensiblement parallèle à la surface supérieure 15 ; -cette surface 14 s'appuie, en roulement et/ou en glissement, sur un galet 38 porté par l'extrémité supérieure du coulisseau 32 ; et -la zone distale de la poignée 19, adjacente à la région d'appui 18, comporte un évidement 39.

Du fait de 1'évidement 39, la surface inférieure de la poignée 19 la plus proche des mors définit deux zones d'appui, proximale 40 et distale 41, dont les lignes moyennes respectives 42 et 43 forment entre elles un certain angle. Ainsi, par rapport à la ligne intérieure moyenne 44 du mors fixe 16, la ligne 42 fait un angle xl compris entre 45 et 55° et de préférence de 50°, tandis que la ligne 43 fait un angle x2 nettement plus grand que xl, de l'ordre de 75 à 90°.

La poignée 10 la plus éloignée des mors a une surface supérieure convexe, ce qui définit une zone proximale 45 et une zone distale 46 dont les lignes moyennes respectives 47 et 48 forment entre elles un certain angle.

Par rapport à la ligne intérieure moyenne 49 du mors mobile 7, la ligne 48 forme un angle yl de 45 à 55° et de préférence 50°, tandis que la ligne 47 forme un angle y2 plus grand, de l'ordre de 75 à 90°.

La paire de surfaces 41 et 45 facilite la phase d'approche de la pince, décrite plus haut, grâce à l'orientation de 1'effort de rapprochement FI qui s'exerce

sur elles. La paire de surfaces 40 et 46 facilite l'effort de serrage de l'objet saisi, grâce à l'orientation de 1'effort F2 exercé sur elles.

La variante de la figure 5 est analogue à celle de la figure 4, à deux différences près : -d'une part, la lumière 24 est arquée, c'est-à-dire que sa surface 25 et la ligne moyenne de sa surface 26 sont des arcs de cercle de centre 0 ; -d'autre part, la surface d'appui 14 est également un arc de cercle, mais son centre 0'est distinct du point 0.

Le mode de réalisation de la figure 6 fonctionne de manière analogue à ce qui a été décrit plus haut, mais avec une structure modifiée de la manière suivante par rapport au mode de réalisation des figures 1 à 3.

La lumière 24 est supprimée. La crémaillère 26 est ménagée sur la surface supérieure 23 de la région intermédiaire 17 de la branche fixe, et le mors 7 présente, à l'arrière et en bas, un bec 50 dirigé vers l'arrière. La crémaillère 26 se prolonge vers l'arrière par une surface d'appui lisse 114.

Le coulisseau 32 est porté par la branche mobile 2, en regard de la surface 114, et est sollicité vers le bas, jusqu'à une position limite prédéterminée par une butée non représentée, par le ressort 33.

Les points 35 et 36 d'accrochage du ressort d'ouverture 6 sont situés respectivement à l'extrémité arrière de la poignée 19 et légèrement à l'arrière du coulisseau 32.

Le doigt 104 est articulé, au moyen du pivot 27, sur la branche 2 de façon que les dents 29 se trouvent à une distance du bec 50 supérieure à l'épaisseur de la partie 17, ceci sous l'action d'un ressort 51 qui maintient la surface avant 30 du doigt en contact avec la face arrière de la

partie intermédiaire 17 de la branche fixe 3.

Au repos, le ressort 6 maintient les deux mors en position d'écartement maximal, cette position étant déterminée par des butées appropriées (non représentées) des deux branches.

Lorsqu'on commence à rapprocher les deux poignées, la branche 2 pivote légèrement dans le sens horaire autour du point de contact entre le coulisseau 32 et la surface 114, ce qui éloigne l'axe 27 de la crémaillère 26 et amène le bec 50 au contact de la surface 22.

La poursuite de l'effort de rapprochement exercé sur les deux poignées provoque un déplacement simultané vers l'avant du coulisseau 32 sur la surface 114 et du bec 50 sur la surface 22, jusqu'à ce que les deux mors arrivent au contact de l'objet 13 (figure 6). On retrouve le V à pointe en haut et à angle aigu formé par les normales N1 et N2, comme décrit plus haut.

Si l'on continue à rapprocher les deux poignées, la branche 2 pivote d'abord autour de son point de contact avec l'objet 13, en comprimant le ressort 33, jusqu'à ce que les dents 29 du doigt 104 se bloquent dans la crémaillère 26.

Puis cet engagement définit un nouveau centre de rotation de la branche 2, qui permet de serrer l'objet 13 comme précédemment. Grâce à l'action du ressort 51, les dents 29 se dégagent de la crémaillère 26 lorsqu'on relâche les poignées de la pince.