DOMAINE DE L'INVENTION

L'invention concerne un dispositif de serrage d'une pièce sur un outillage, du genre comportant une bride actionnée par un vérin, qui s'escamote et qui se déplace linéairement dans la phase de serrage.

TECHNIQUE ANTÉRIEURE

On connaît un tel dispositif de serrage par le document FR 2 863 190, demande de brevet déposée par le présent inventeur. Ce dispositif comporte un corps comportant une partie inférieure de forme cylindrique et une partie supérieure en forme de chape. Une bride est montée mobile entre les deux ailes de la chape et est actionnée par la tige d'un vérin logé dans la partie inférieure. La bride se débat entre une position de serrage et une position de relâchement. Le mouvement de la position de serrage vers la position de relâchement comporte une première phase de translation parallèle à l'axe du vérin suivi d'une phase de rotation pour dégager l'accès à l'outillage afin d'enlever la pièce et d'en placer une autre. Le mouvement de la position de relâchement vers la position de serrage suit la même trajectoire, en sens inverse de la précédente.

Dans les positions de la phase de translation, la bride est guidée par des éléments d'appui réalisés par des talons de la bride et des surfaces d'appui des ailes de la chape. Elle est également guidée par un pivot à l'extrémité de la tige. La géométrie du triangle formé par l'axe du pivot, les éléments d'appui et le point de contact de la bride sur la pièce détermine l'amplification des efforts appliqués sur la pièce et qui sont transmis sous la forme d'un couple entre le pivot et les éléments d'appui.

Un tel dispositif donne entièrement satisfaction, en particulier en termes de rapidité d' actionnement et de compacité, lorsque le point d'appui sur la pièce peut être à proximité du dispositif. Cependant, dans certaines configurations, il est souhaitable, voire indispensable, que ce point d'appui soit éloigné du dispositif de serrage, du fait des contraintes de la géométrie de la pièce. Ceci est possible par un allongement de la bride, mais un tel allongement augmente les contraintes sur le pivot et les éléments d'appui ou limite l'effort de serrage si lesdites contraintes ne peuvent pas augmenter. De plus, cet allongement se traduit par un encombrement plus important dans la position de relâchement. En effet, la bride a pivoté d'environ un quart de tour vers le haut et sa longueur s'additionne à celle du corps dans la direction du vérin.

Une solution possible pour augmenter les efforts admissibles est d'éloigner les éléments d'appui de la position du pivot dans la position de serrage. Ceci revient à augmenter la longueur du corps et la hauteur de la bride, ce qui augmente l'encombrement du dispositif à la fois en position de serrage et en position de relâchement. Cette solution n'est donc pas optimale à cause de cet encombrement trop important.

OBJECTIFS DE L'INVENTION

L'invention vise à fournir un dispositif de serrage de pièce pour outillage qui soit compact, rapide et puissant, même si le point de serrage doit être éloigné.

EXPOSÉ DE L'INVENTION

Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un dispositif de serrage d'une pièce sur un outillage, comprenant un vérin et une bride, le vérin étant sélectivement actionné par un fluide sous pression et comprenant lui-même un corps destiné à être fixé à l'outillage et un coulisseau monté coulissant par rapport au corps, la bride étant articulée autour d'un axe de pivotement sur le coulisseau, le corps comportant une face avant au-delà de laquelle la bride fait saillie lorsqu'elle est dans une position de serrage pour serrer la pièce, la bride ayant également une position de relâchement qu'elle atteint au moins partiellement par un pivotement autour de l'axe de pivotement, le dispositif comportant des organes de guidage qui comprennent un organe de guidage fixe par rapport au corps et un organe de guidage mobile lié à la bride coopérant entre eux pour entraîner la bride suivant un mouvement de rotation autour de l'axe de pivotement au moins à la fin de la course vers la position de relâchement et suivant un mouvement de translation au moins à la fin de la course vers la position de serrage, le dispositif étant caractérisé en ce que l'organe de guidage fixe comporte au moins une rainure creusée dans le corps et l'organe de guidage mobile comporte au moins un doigt engagé dans la rainure .

Du fait du mouvement de translation lors de la phase de serrage, la pièce est bien serrée sans qu'un mouvement de glissement ne soit induit. Par contre, la rotation pendant la phase de relâchement permet de dégager rapidement la bride pour laisser un accès à la pièce sur l'outillage, pour la décharger et en charger une nouvelle dans un mouvement direct le long de la face avant. Cette succession de mouvements est obtenue avec une commande simple par un seul vérin. Le doigt a la forme d'un téton ou d'un galet et est fixé sur la bride à distance de l'axe de pivotement. Si la rainure était réalisée sur la bride, elle aurait le désavantage d'affaiblir la section de celle-ci. Dans l'invention, le corps peut être réalisé avec une forte section qui n'est pas trop affectée par la rainure.

De manière particulière, la rainure s'étend selon un trajet dont une première portion est parallèle à la direction de translation de la bride et une deuxième portion est orientée obliquement par rapport à la première portion, le doigt se situant dans la première portion lorsque la bride est dans la position de serrage ou à proximité et dans la deuxième portion lorsque la bride est entraînée en pivotement. En agissant sur le doigt lors de son déplacement dans la rainure, on guide ainsi le mouvement de la bride, en particulier pour commander le pivotement vers la position de relâchement et la translation vers la position de serrage. Lorsque le doigt est dans la première portion de la rainure, la position relative de l'axe de pivotement et du galet n'est pas modifiée, et la bride conserve la même orientation, ce qui détermine un mouvement de translation. Par contre, lorsque le galet est dans la deuxième portion de la rainure, la position relative de l'axe de pivotement et du doigt est modifiée, et la bride pivote sur l'axe de pivotement.

Selon une disposition constructive, le doigt est situé à distance de l'axe de pivotement, éloigné dans le sens de la translation de la tige de la position de serrage vers la position de relâchement. On constate que cette disposition est plus facile à réaliser, en laissant l'espace entre l'axe de pivotement et la tige de vérin sans contrainte pour limiter la longueur de la tige.

Selon une autre caractéristique, le coulisseau comporte un piston et une tige solidarisés par assemblage et l'axe de pivotement est décalé d'une distance prédéterminée par rapport à l'axe de la tige en direction de la face avant. En déplaçant l'axe de pivotement en direction de la pièce à serrer, on diminue tout d'abord la distance entre le point de pivotement et le point d'appui sur la pièce. On augmente ainsi l'effort qui peut être appliqué sur la pièce. Par ailleurs, la position de relâchement de la bride est ainsi décalée vers la pièce, ce qui diminue l'encombrement dans la direction opposée à la pièce. De plus, la distance entre l'extrémité de la bride et celle de l'axe de pivotement diminue, ce qui diminue également l'encombrement en hauteur du dispositif en position de relâchement, pour une distance déterminée entre le corps du dispositif et le point d'appui sur la pièce. Le déport important de l'axe de pivotement est possible grâce à la réalisation du coulisseau en deux pièces. En effet, la taille de la partie supérieure du coulisseau n'est pas limitée au diamètre de passage de la tige dans le corps, mais peut être supérieure.

De manière particulière, le piston et la tige sont assemblés par vissage l'un dans l'autre.

Selon une disposition constructive, le corps comporte un bouchon pour fermer une chambre de vérin délimitée par le piston et un alésage du corps dans laquelle le piston coulisse. Le vérin peut être monté en introduisant le piston dans l'alésage, en l'assemblant avec la tige, puis en obturant l'alésage avec le bouchon pour créer la chambre de vérin.

Selon une autre caractéristique, le dispositif de serrage comporte des éléments d'appui supérieurs, les éléments d' appui supérieurs comprenant un élément d' appui fixe supérieur, fixe par rapport au corps, et un élément d'appui mobile supérieur lié à la bride, les éléments supérieurs d'appui fixe et mobile coopérant, au moins à la fin de la course de la bride vers la position de serrage, pour s'offrir mutuellement un contact glissant parallèle au mouvement de translation de la bride et s'opposer au pivotement de la bride vers la position de relâchement. Une transmission directe des efforts est ainsi réalisée entre la bride et le corps de la bride, ce qui assure une bonne rigidité et une bonne capacité à encaisser les efforts de serrage.

De manière complémentaire, le dispositif de serrage comporte des éléments d' appui inférieurs comprenant un élément d'appui fixe inférieur, fixe par rapport au corps, et un élément d'appui mobile inférieur lié à la tige, les éléments inférieurs d'appui fixe et mobile coopérant, au moins à la fin de course de la bride vers la position de serrage, pour s'offrir mutuellement un contact glissant parallèle au mouvement de translation de la bride. Les éléments d'appui inférieurs permettant de reprendre des efforts transmis par la bride lors du serrage par l'intermédiaire de la tige. De préférence, l'élément d'appui inférieur mobile est au niveau de l'axe de pivotement de la bride, de manière à ce que les efforts soient transmis sans générer de couple sur la tige .

Selon un perfectionnement, le dispositif de serrage comporte un conduit de détection débouchant sur l'élément d'appui fixe supérieur et destiné à être relié en communication fluidique avec un dispositif de détection à fuite de fluide. Lorsque la bride est en position de serrage, l'élément d'appui fixe supérieur est en contact avec l'élément d'appui mobile supérieur, ce qui obture le débouché du conduit de détection. On dispose ainsi d'un élément très compact pour détecter la fermeture ou l'ouverture de la bride. Le fluide utilisé est typiquement de l'air. On peut en outre prévoir une forme particulière sur l'élément d'appui mobile afin que la détection ne se fasse que dans une plage de position très précise .

L'invention a aussi pour objet un procédé de montage d'un dispositif de serrage tel que décrit précédemment, selon lequel on place la tige sur le corps pour la faire déboucher dans le corps, et on assemble le piston sur la partie débouchante de la tige.

BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES

L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la description faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels :

la figure 1 est une vue en perspective du dispositif de serrage selon un premier mode de réalisation de l'invention, en position de serrage ;

la figure 2 est une vue similaire à la figure 1, dans une position de relâchement ;

la figure 3 est une vue de dessus du dispositif de la figure 1 ;

la figure 4 est une vue de côté du dispositif de la figure 1, dans une position intermédiaire entre la position de serrage et la position de relâchement ;

la figure 5 est une vue du détail V de la figure 4, le dispositif étant dans la position de serrage ;

la figure 6 est une vue en coupe du dispositif selon un plan longitudinal en position de serrage ;

la figure 7 est une vue similaire à la figure 6, dans la position de relâchement ;

la figure 8 est une vue du détail VIII de la figure 4 ; la figure 9 est une vue similaire à la figure 6 d'une bride selon une deuxième mode de réalisation de 1 ' invention .

DESCRIPTION DÉTAILLÉE

Un dispositif de serrage conforme à un premier mode de réalisation de l'invention est destiné à serrer une pièce sur un outillage. Le dispositif comporte un corps 1 fixé sur l'outillage, par exemple par l'intermédiaire d'une collerette 10 vissée sur l'outillage. Le corps 1 comporte essentiellement une partie cylindrique 11 d'un côté de la collerette 10, et une partie en forme de chape 12 à l'opposé de la partie cylindrique 11. De manière arbitraire et afin de faciliter la description, on considère que le bas du dispositif est la partie cylindrique 11 et le haut est la chape 12. Cependant, le dispositif peut être monté sur l'outillage dans une orientation quelconque. Le dispositif de serrage comporte en outre une bride 2 montée mobile entre deux ailes 120 de la chape 12. La bride 2 comporte un bras 20 à l'extrémité duquel un point d'appui est destiné à venir serrer la pièce. La bride 2 a une position de serrage dans laquelle elle fait saillie au-delà d'une face avant 13 du corps 1 et dans laquelle elle est susceptible de serrer la pièce sur l'outillage, comme représenté sur les figures 1, 4 et 6. Elle a aussi une position de relâchement dans laquelle la face avant 13 est totalement dégagée vers le haut et le bras 20 est relevé, comme le montrent en particulier les figures 2 et 7. La bride 2 fait alors saillie vers le haut .

Un vérin 3 est logé dans la partie cylindrique 11. Il comporte un alésage 31 pratiqué dans le corps 1 et dans lequel un coulisseau 32 est monté coulissant. Un bouchon 33 obture l'alésage 31 en étant vissé sur l'extérieur de la partie cylindrique 11 du corps 1. Le coulisseau 32 est divisé en deux parties assemblées entre elles : un piston 321 et une tige 322. Le piston 321 a la forme d'un disque duquel fait saillie une partie filetée 3210 placée au centre du disque. La tige 322 comporte un manchon fileté 3221, suivie d'une partie lisse 3222 puis d'un pied 3223 plus large que la partie lisse 3222. La partie lisse 3222 est ajustée de manière coulissante dans un col 14 du corps 1, succédant à l'alésage 31 tandis que le pied 3223 est situé au-delà du col 14, dans l'espace entre les ailes 120 de la chape 12. La partie filetée 3210 est vissée dans le manchon 3221 de la tige 322. Une première chambre 35 est délimitée dans l'alésage 31 entre le piston 321 et le couvercle 33 tandis qu'une deuxième chambre 36 est délimitée entre ledit piston 321 et le col 14. La partie cylindrique 11 comporte à l'extérieur deux gorges de distribution 113, 114, peu profondes. Chaque gorge de distribution 113, 114 est en communication avec l'une des chambres 35, 36 du vérin 3 par l'intermédiaire d'un conduit d'alimentation 1130, 1140 respectif. Des gorges d'étanchéité sont prévues de part et d'autre des gorges de distribution afin d' isoler ces dernières lorsque le corps 1 du dispositif est placé dans un logement cylindrique de l'outillage, non représenté. Deux canaux sont à prévoir débouchant dans le logement en regard des gorges de distribution afin d'alimenter le vérin 3 par un fluide sous pression tel que de l'huile ou de l'air à travers les gorges de distribution 113, 114 et les conduits d'alimentation 1130, 1140.

La bride 2 est articulée autour d'un axe de pivotement A sur le pied 3223 du coulisseau 32. Du fait de la forme du pied 3223, il est possible de décaler l'axe de pivotement A par rapport à l'axe du coulisseau 32, de telle sorte que celui-ci se trouve par exemple décalé en direction de la face avant 13 d'une valeur proche du rayon de la partie lisse 3222 de la tige 322. La bride 2 atteint la position de relâchement par un pivotement autour de l'axe de pivotement A. Le mouvement de la bride 2 comporte en outre une phase de coulissement donnée par le coulissement du piston 321. La bride 2 comporte une chape de bride 21 comportant deux ailes 210 qui encadrent le pied 3223. L'axe de pivotement A est réalisé par un tourillon 22 traversant les ailes 120 de la chape de bride 21 et le pied 3223.

Le dispositif comporte des organes de guidage qui comprennent un organe de guidage fixe 15 par rapport au corps 1 et un organe de guidage mobile 16 lié à la bride 2 coopérant entre eux pour provoquer le pivotement de la bride 2 autour de l'axe de pivotement A à la fin de la course vers la position de relâchement. Les organes de guidage 15, 16 imposent également un mouvement de translation à la fin de la course vers la position de serrage .

L'organe de guidage fixe 15 est formé par deux rainures 150 pratiquées respectivement dans les ailes 120 de la chape 12 de manière traversante. La rainure 150 s'étend selon un trajet dont une première portion 1501 est parallèle à la direction de translation de la bride 2 et une deuxième portion 1502 est orientée obliquement par rapport à la première portion 1501, pratiquement à 90°. La deuxième portion 1502 est orientée vers l'arrière, à l'opposé de la face avant 13. Les deux portions sont raccordées par une portion courbe. La rainure 150 est prolongée vers le bas pour créer un passage 1503 en regard de l'axe de pivotement A lorsque la bride 2 est en position de serrage. Ce passage permet l'introduction du tourillon 22 lors de l'assemblage du dispositif.

L'organe de guidage mobile est un doigt 16 sous la forme d'un téton. En pratique, le téton 16 est vissé sur la bride 2 et comporte une tête cylindrique d'un diamètre ajusté à la largeur de la rainure 150. Le téton 16 est placé au-dessus de l'axe de pivotement A.

Le dispositif de serrage comporte en outre des éléments d' appui supérieurs 4 et des éléments d' appui inférieurs 5. Les éléments d'appui supérieurs 4 comprennent un élément d'appui fixe supérieur 41, fixe par rapport au corps 1, et un élément d'appui mobile supérieur 42 lié à la bride 2. L'élément d'appui fixe supérieur 41 est formé par deux surfaces d'appui sensiblement verticales côté avant des ailes 120 de la chape 12. L'élément d'appui mobile supérieur 42 comporte deux talons faisant saillie des faces de la bride 2 et offrant deux surfaces d' appui verticales quand la bride 2 est en position de serrage. Ainsi, les éléments d'appui fixe et mobile supérieurs 41, 42 coopèrent à la fin de la course de la bride 2 vers la position de serrage, pour s'offrir mutuellement un contact glissant parallèle au mouvement de translation de la bride 2 et s'opposer au pivotement de la bride 2 vers la position de relâchement.

Les éléments d' appui inférieurs 5 comprennent un élément d'appui fixe inférieur 51, fixe par rapport au corps 1, et un élément d'appui mobile inférieur 52 lié à la tige 322. L'élément d'appui fixe inférieur 51 a la forme d'une nervure placée le long du pied 3223 de la tige 322 entre les ailes 120 de la chape de bride 21. L'élément d'appui mobile inférieur 52 comporte une surface d'appui portée par le pied 3223 en regard de la nervure 51. Les éléments inférieurs d'appui fixe et mobile 51, 52 coopèrent à la fin de la course de la bride 2 vers la position de serrage pour s'offrir mutuellement un contact glissant parallèle au mouvement de translation de la bride 2. En coopération avec les éléments d' appui supérieurs 4, la bride 2 est retenue de manière très rigide lorsqu'elle est placée en appui contre une pièce à serrer, avec des plans d'appui qui s'opposent au couple généré par le contact de la bride 2 sur la pièce en avant du dispositif.

Un conduit de détection 19 est prévu débouchant sur l'élément d'appui fixe supérieur 41, comme le montre la figure 5, et destiné à être relié en communication fluidique avec un dispositif de détection à fuite de fluide. Pour cela, le conduit de détection 19 comporte une section de liaison débouchant dans une gorge de détection 115, entre la collerette 10 et la gorge d'étanchéité la plus proche de la collerette 10. L'élément d'appui mobile supérieur comporte une échancrure qui est en regard du débouché du conduit de détection 19 lorsque la bride est en fin de course vers la position de serrage. On pourra donc considérer que la bride n'a pas été arrêtée par la pièce à serrer, et donc que la pièce est absente dans cette position.

Fonctionnement du dispositif

On suppose que le dispositif est initialement dans la position de serrage, telle que représentée sur la figure 1. Le piston 321 est vers le bas de telle sorte que la première chambre 35 est de volume réduit. La bride 2 placée au plus bas, les éléments d'appui fixe et mobile étant en contact les uns avec les autres. La bride 2 est orientée en faisant saillie au-delà de la face avant 13.

On actionne la bride 2 en envoyant un fluide sous pression dans la première chambre 35. Le fluide de la deuxième chambre 36 s'échappe et permet la montée du piston 321. La bride 2, entraînée par le pied 3223, remonte également avec un mouvement de translation, guidée en outre par le doigt 16 qui circule dans la première portion 1501 des rainures 150. Lorsque le doigt 16 arrive à la fin de la première portion 1501, les éléments d'appui supérieurs 4 sont dégagés l'un de l'autre. Le doigt s'engage alors dans la deuxième portion 1502 de la rainure 150, ce qui provoque le pivotement de la bride 2 autour de l'axe de pivotement A sur le pied 3223 du vérin 3 dans le sens de la flèche Fl . L'élément d'appui supérieur mobile passe au-dessus de la chape 12. La bride 2 atteint alors la position de relâchement dans laquelle elle ne fait pas saillie au-delà de la face avant 13, mais dans laquelle le bras 20 est placé au- dessus de la chape 12 en étant pointé vers le haut. L'espace devant le dispositif est alors dégagé pour enlever et mettre en place une pièce.

Pour effectuer le serrage de la pièce, on commande le vérin 3 en sens inverse, c'est-à-dire qu'on envoie le fluide sous pression dans la deuxième chambre 36 et en le laissant s'échapper de la première chambre 35. Le piston 321 commence alors un déplacement vers le bas. Le doigt 16 est alors forcé de parcourir la rainure 150 dans la deuxième portion 1502, ce qui provoque le pivotement de la bride 2 à l'inverse de la flèche Fl, c' est-dire vers un abaissement du bras 20 au-dessus de la pièce au-delà de la face avant 13. Lorsque le doigt atteint la première portion 1501 de la rainure 150, le piston 321 poursuit sa course de coulissement en entraînant la bride 2 vers le bas. Les éléments d'appui supérieurs s'engagent en se faisant face. Lorsque le bras 20 entre en contact avec la pièce au niveau du point d' appui et exerce un effort de serrage sur elle, la bride 2 se met en appui contre la chape 12 au niveau des éléments d'appui supérieurs 4. Elle tend également à plaquer la tige 322 du vérin 3 contre la nervure au niveau des éléments d' appui inférieurs 5. La bride 2 est ainsi rigidement maintenue en appui sur la pièce.

Selon un deuxième mode de réalisation, montré sur la figure 9, un dispositif de bridage se distingue du dispositif selon le premier mode de réalisation en ce que le coulisseau 32' est réalisé d'un seul tenant comportant la tige 322' et le piston 321' .

Pour le montage d'un tel dispositif, on introduit la tige 322' du coulisseau dans le col 14' en passant par la chambre du vérin. On met ensuite en place le tourillon 22 pour assembler la tige 322' avec la bride 2' . Le couvercle 33' est vissé sur le corps l' pour fermer la chambre 35' du vérin. Le fonctionnement du dispositif est le même que pour le premier mode de réalisation.

L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits.