Brevet FR2141418A1 — publié le 19730126

Les dispositifs de serrage utilisés à des fins de manutention, ou autres, d'objets cylindriques ou de forme, sont généralement de deux ordres : Mécaniques, dans lesquels la force motrice, ou de serrage, peut être d'origine électro-magnétique, pneumatique ou hydraulique; ce sont des ensembles souvent complexes, difficiles à alimenter en énergie à leur point de fonctionnement. Pneumatiques, dans lesquels la pression atmosphérique est utilisée à travers le système de la ventouse, souvent complété par un mécanisme de dépressurisation et de pressurisation. L'un et l'autre de ces dispositifs a pour inconvénient, outre le coût élevé de sa construction, d'imposer des moyens d1asservîsse- ment délicats et compliqués; de plus, ils ne permettent pas toujours de résoudre tous les problèmes que pose la préhension de petits objets fragiles, telles que les pièces de verre. La présente invention vise à perfectionner et à simplifier les dispositifs de serrage et notamffllent matériels de prhension, généralement nommés "pinces", utilisées sur les machines, les chaj-- nes transporteuses ou autres dispositifs de manutention ou d'amarr-a- ge automatique. Dans sa réalisation, la présente invention utilise les propriétés élastiques et de fluage, sous contrainte, de certaines matières du type caoutchouc, ou d'élastomères de syrithèse ou autres.La géométrie particulière de la pièce conique, ou pyramica- le, transforme la force axiale initiale en une force radiale provoquant le serrage et la préhension dans les limites élastiques de la matière, puis en effet de serrage sur la pièces par fluage de ladite matière. Le dessin annexé est destiné à faciliter la compréhension de l'invention. Les figures 1 et 2 sont des schémas de principe, montrant en coupe le dispositif respectivement au repos et en action. La figure 3 est une vue analogue d'un mode de réalisation. Le dispositif représenté est constitué par une rondelle conique a en caoutchouc, élastomère de polyuréthane ou autres, usinée ou moulée, de dureté shore convenable à l'obtention de la force de serrage due au fluage provoqué par une pression appliquée suivant les flèches A et A', déforlpant la rondelle conique montrée à la figure 1 pour la rendre plane, comme montré à la figure 2, une frette b, en forme de cuvette annulaire, d'appui périphérique pour la rondelle a et un anneau torique de roulement c permettant sans frottement, le serrage centripète du bord interne de la rondelle; la pièce cylindrique à serrerxest représentée en traits mixtes. la compression axiale s'exerce sur la rondelle a par l'intermédiaire de la frette b suivant A-A et la rondelle c suivant A'-A'. Sous des contraintes AA-#'A', la rondelle a s'applatit et le diamètre de son bord inférieur se rétreint jusqu'à venir prendre appui annulaire autour de la pièce x, réalisent ainsi l'effet de préhension; la course AA-A'A' se termine en provoquant le fluage BB B'B' qui est la manifestation du serrage élastique de la pièce x. La dureté shore de la matière mise en oeuvre, assure dans tous les cas la puissance du serrage. Dans le mode de réalisation de la figure 3, donné à titre d'exemple non limitatif le dispositif précité est intégré dans la pince annulaire à verrouillage automatique, montrée en position de repos; les éléments précités a, b, c et x sont complétés par une cuvette d'appui b, qui transmet la force A'A', et qui est solidaire du corps cylindrique f et par un piston e, en forme de cloche servant à transmettre la force A-A. Un système de verrouillage est constitué par un anneau torique g, à section carrée ou autre, en matière élastique telle que celle constitutive de la rondelle a, une couronne de billes sollicitées élastiquement vers la périphérie par l'anneau g et engagées dans la rainure annulaire i du corps cylindrique f en position de repos, et dans sa rainure i'en position de travail. Une tige représentée en traits interrompus transmet l'effort A à la cloche verrou e, laquelle transmet à son-tour le même effort à la frette b, puis à la périphérie de rondelle a. La force appliquée entre LJi et A'A' a pour effet de 10/ Coruprimer, par l'intennédiaire de la couronne de billes h l'anneau torique g; les billes, en s'effaçant, glissent le long de la surface interne du corps cylindrique f et reprennent leur position expansée dans la gorge I, 20/ Simultanérnent, comrrie décrit plus avant, la zone périphérique de la rondelle a est abaissée, rétreignant le diamètre de son bord intérieur, puis, serrant la pièce par fluage de sa matière constitutive selon BB-B'B' de la figure 2. L'ensemble de cette pince peut alors être animé des mouvements de transfert propres aux besoins de la chaine ou de la machine dans laquelle il est monté, y compris les mouvements de rotation utiles, par exemple, au vissage ou au dévissage de la pièce. La présente description n'étant ni spéciale ni exclusive, l'utilisation d'une structure pyramidale ou conique peut faire l'objet d'autres applications que celle décrite dans l'invention. R E V E N I) i C A T i O N S 1.- Dispositif de serrage élastique par action radiale, centripète ou centrifuge, caractérisé en ce qu'il comporte une rondelle conique en matière élastique, des moyens permettant de déformer cette rondelle par compression axiale tendant à la rendre plane, et des moyens pour empêcher le déplacement radial de son bord extérieur ou intérieur, son bord intérieur ou extérieur exerçant par fluage de la matière constitutive de la rondelle -le serrage centripète ou centrifuge désiré. 2.- Dispositif de serrage suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens pour bloquer la rondelle dans sa position déformée et maintenir ainsi le serrage obtenu. 3.- Dispositif de serrage élastique par action centripète suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le bord extérieur de la rondelle est maintenu par une frette formant cuvette annulaire, à section en X, dont une aile est au contact dudit bord et l'autre aile est disposée dans un plan transversal du côté de la rondelle conique opposée à celui de son sommet, la face de ladite rondelle côté de son sommet prend appui, au voisinage de son bord intérieur, contre un anneau torique de roulement, et des moyens permettant de rapprocher ou d'éloigner axialement l'une de l'autre cette cuvette annulaire et cet anneau torique. 4.- Dispositif de serrage suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un corps cylindrique, à une extrémi- té duquel est monté l'anneau torique, et un piston susceptible de coulisser dans ce corps cylindrique, solidaire en translation de la cuvette annulaire. 5.- Dispositif de serrage suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens pour bloquer automatiquement le piston dans le corps cylindrique dans ses deux positions extrêmes de serrage et de desserrage. 6.- Dispositif de serrage suivant la revendication 5, caractérisé en ce que ces moyens de blocage consistent en une rai nure transversale dans la surface extérieure du piston, un anneau en matière plastique au fond de cette rainure, des billes à la périphérie de cette rainure, appuyées contre l'anneau en matière plastique qui tend à les faire émerger de cette rainure, et deux rainures de section circulaire dans la surface intérieure du corps cylindrique, dans lesquelles lesdites billes peuvent être bloquées élastiquement dans deux positions extrêmes du piston correspondant l'une au serrage du dispositif et l'autre à son desserrage. 7.- Procédé d'obtention d'un serrage élastique radial vers l'extérieur ou vers l'intérieur au moyen d'une pièce annulaire en matière élastique, symétrique par rapport à un axe longitudinal, caractérisé en ce qu'on soumet cette pièce à une force axiale provoquant un déplacement radial de sa matière constitutive, par fluage, on s'oppose au déplacement de son bord intérieur ou extérieur, l'expansion de son bord extérieur ou le rétreint de son bord intérieur provoquant le serrage élastique désiré. 8.- Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'on utilise une pièce en matière élastique annulaire, on s'oppose au déplacement radial centripète ou centrifuge de son bord intérieur ou extérieur, l'expansion fe son bord extérieur ou la rétention de son bord intérieur provoquant le serrage désiré.