Brevet FR2415514A1 — publié le 19790824

La présente invention concerne une presse de serrage et on particulier une presse destinée au serrage d'un élément s-ri-conducteur de puissance préalablement monté entre ses deux radiateurs. La pression nécessaire au serrage des éléments est assez élevée et doit être ajustée avec une précision suffisante. De pins, cette pression doit être exercée sur les pièces préassemblées aussi rapidement que possible, de manière à réduire le temps de serrage. Parmi les presses existantes, les presses hydrauliques eu pneumatiques perrettent d'obtenir des pressions importantes en un d nia de temps. Cependant, le maintien d'une pression à une valeur précise et constante pendant l'assemblage des pièces est difficile. La presse de serrage selon l'invention permet l'assem- blage des pièces sous une pression finale ajustable de façon très précise et coutante. Elle est caractérisée par le fait qu'elle comperte : - deux pièces de serrage entre lesquelles sont disposés les éléments à assembler, - des moyens de mesure et d'affichage de la pression de serrage solidaires dc l'une au roins des pièces de serrage, - un châssis co port nt un socle, deux montants, une tra verse supérieure portant l'une des pièces de serrage et une traverse intermédiaire, - un vérin principal, solidaire du socle, entraînant un coulisseau qui traverse verticalement la traverse intermédiaire et supporte à son extrémité libre l'autre pièce de serrage, le coulisseau comportant vers son extrémité libre un filetage, - un écrou micrométrique, à commande manuelle pour le réglage précis et constant de la pression de serrage finale désirée, solidaire du coulisseau par l'intermédiaire du filetage, l'écrou comportant une surface d'appui lisse, - deux vérins auxiliaires, solidaires de la traverse inter médiaire, t et portant chacun à l'extrémité libre de leur tige, une cale veinant s'engager entre la traverse intermédiaire et la surface d'appui de l'écrou micrométrique, après qu'une pression initiale de serrage désirée est obtenue, et - un dispositif de commande des vérins principal et auxi- liaires et an dispositif limiteur de la course du coulisseau à l'obtention de la pression initiale. D'autres caractéristiques et avantages seront donnés dans la description qui Suit illustrée par les figures qui re présentent - La figure 1, une vue d'ensemble d'un exemple de réalisation de la presse, - La figure 2, une vue détaillée de l'écrou micrométrique et des vérins auxiliaires, et - La figure 3, un exemple des dispositifs de commande et de li imitation de course. Sur la figure 1, le chssssis de la presse comprend un socle 1, deux montants verticaux 2 et 3, une traverse supérieure 4 et une traverse intermédiaire 5. Ces différents éléments sont assemblés les uns aux autres à l'aide d'ensembles crou-contre- écrou 6, les montants 2 et 3 étant cylindriques et présentant un filetage à cet effet. Cette disposition permet le déplacement et le réglage de la position de la traverse intermédiaire 5, par rapport à la traverse supérieure 4, entre lesquelles les pièces préassemblées à serrer sont introduites.Sur le socle 1 est fixé le corps d'un vérin principal 10, hydraulique ou pneumatique, entratnantan coulisseau vertical i1 qui traverse complètement la traverse intermédiaire 3, par un passage cylindrique 12. L'extrémité libre du coulisseau 11, se trouvant donc entre les deux traverses 4 et 5, porte une pièce de serrage 13, par exemple une crapaudine. L'autre pièce de serrage 14 est fixée sur la traverse supérieure 4. Elle comporte un capteur de pression 15 relié à un indicateur de pression 16, à affichage numéri- que par exemple, permettant une grande facilité de lecture. Vers l'extrémité libre du coulisseau 11, en-dessous de la pièce de serrage 13, la surface cylindrique du coulisseau comporte un filetage 18, sur lequel est monté un écrou microné- trique 19. Des poignées de commande 20-21 permettent la rotation manuelle de écrou 19. L'écrou 19 comporte sur sa face inrérieu- re, une surface d'appui 22 lisse et lubrifiée pour faciliter la rotation de l'écrou. Une représentation plus détaillée est visible sur la figure 2. Deux petits vérins auxiliaires 24 et 25 sont fixés sur la traverse intermédiaire 5. A l'extrémité libre de leur tige, est fixée une pièce métallique 26, 27 respectivement, servant de cale d'épaisseur, et qui vient s'engager sous la surface d'appui 22 de écrou 19, entre cette surface d'appui et la traverse intermédiaire 5. Ces cales 26 et 27 comportent chacune une face cylindrique en regard du coulisseau 11 et une face d'appui 28 ou 29 lisse et lubrifiée pour supporter la race d'appui 22 de lté- crota 19 en facilitant sa rotation. L'épaisseur de ces cales est légèrement inférieure à la course du coulisseau 11 du vérin principal, correspondant au Jeu nécessaire à la mise en place des pièces à assembler avant la mise en pression. Ces pièces à assembler sont représentées globalement par le repère 30. Une description détaillée d'un procédé et d'un dispositif 30 pour le serrage d'un élément semi-conducteur entre ses radiateurs a été précédemment donnée dans la demande de brevet français N 74.33035 du 1.10.74. La mise en place, le maintien et le positionnement des pièces à serrer est facilité par un support 31 orientable autour du montant vertical 2 et terminé, par exemple, par une pièce annulaire 32 dans laquelle l'axe d'un plateau orientable est engagé. La commande des vérins 10,24 et 25 est assurée par une source d'air comprimé,non représentée,et par une logique de com mande 40. Le fonctionnement de la presse est le suivant Au départ, le coulisseau entraîné par le vérin principal 10 est en position basse et les cales 26 et 27 sont dégagées de l'écrou 19, comme représenté sur la figure 2. La face d'appui 22 de l'écrou 19 repose donc sur la traverse intermédiaire 5. La distance séparant les pièces de serrage 13 et 14 est suffisante pour permettre l'introduction de ltensemble à à errer 30, à l'aide du support 31. La logique 40 commande la mise en pression rapide du vérin 10 jusqu'à une valeur initiale désirée réglable au moyen d'un manodétendeur. Le coulisseau 11 monte Jusqu'à ce que les pièces de serrage 13 et 14 entrent en contact avec l'ensemble à serrer 30, conçu par exemple selon le système à brides et boulons, c'est-à-dire un ensemble ayant son propre système de serrage dont on veut seulement contrôler ou régler la valeur. A ce moment, la distance séparant la face d'appui 22 de l'écrou 19 et la traverse 5 est lé gercement supérieure à l'épaisseur des cales 26 et 27. La logique 40 commando alors la mise en place des cales 26 et 27 par les vérins auxiliaires 24 et 25. Ces cales empêchent le retour du cou lisseau 11 en-cas de variation de pression dans le vérin principal 10. Puis la commande manuelle de l'écrou 19 permet d'obtenir l'effort de serrage final désiré avec une précision de l'ordre du kilogramme, lue directement sur l'indicateur 16. Après quelques secondes de stabilisation de cet effort, l'ensemble à serrer est serré au moyen de son propre système de serrage avec un effort mesurable, également sur l'indicateur 16, car la pression de serrage due à ce système est égale à la diminution de pression lue sur l'indicateur de la presse. Le serrage terminé, l'écrou micrométrique est desserré et la presse retourne d'elle-même au repos, prête pour le montage suivant. Un avantage essentiel de l'invention réside dans le fait que la pression de serrage, quand elle atteint la valeur finale désirée, est indépendante de la pression exercée par le vérin principal. En effet, du fait que l'écrou micrométrique, porté par le coulisseau 11, s'appuie sur la traverse intermédiaire 5, par l'intermédiaire des cales 26 et 27, la différence de pression entre la pression finale désirée et la pression exercée par le vérin 1zest supportée par la traverse intermédiaire 5. Ainsi, en cas de fluctuation de la pression exercée par le vérin 10, seul l'effort exercé sur la traverse 5 fluctue, la pression de serrage sur la pièce 30 restant constante. Ceci est vérifié à chaque instant directement sur l'indicateur 16, Un autre avantage de l'invention réside dans la rapidité de mise en oeuvre de la presse. Le vérin principal 10 exerce rapidement une pression de serrage comprise entre 75% et 90% de la pression finale désirée. Il ne reste plus que 10% à 25% de la pression totale à exercer par action manuelle sur l'écrou 19. La figure 2 est une représentation agrandie partiellement en coupe de l'extrémité libre du coulisseau 11. Les cales 26 et 27 sont représentées en position éloignée de l'axe du coulisseau, tandis que le coulisseau 11 est en position haute. Sur la figure 3, au contraire, les cales 26 et 27 sont engagées sous la surface d'appui 22 de l'écrou 19, la presse exerçant alors sa pression finale désirée. Sur ces figures, les éléments décrits précédemment sont à nouveau désignés avec les mêmes repères. Cependant, elles mon trent en particultier un détail du dispositif de commande des vériu principal et auxiliaires. Ce dispositif utilise une rain@re circulaire 50 pratiquée dans l'écrou 19. Le déplacement vertical du coulisseau 11 et de l'écrou 19 entraîne celui d'une barre métallique 51 guidée (les pièces de guidage ne sont pas représentées pour des raisons de clarté de la figure) par l'intermédiaire d'un téton 52 engagé dans la raim@re 50.La barre 51 comporte des cames 53, 54, qui actiennent des organes de commande 55,56 électriques ou pneu@ati- ques, quand la course de l'ensemble comlisseau 11 et écrou 19 atteint une valeur déterminée, Par exemple, la came 54 actionne un imterrupteur pue@@@atique 56 quand le coulisseau atteint la position cerrespendant à la pression initiale de serrage ( 80% de la pressien fimale par exemple). Cet interrupteur commande la limitatiem de la course du véri@ primcipal 10 et un circuit bistable qui commande la mise on place des cales 26 et 27 sous l'écrou 19. Ce circait bistable fait partie de la logique de commande 40. Quand l'epérateur serre l'écrou 19 jusqu'à la pression finale, la came 54 libère l'interrupteur 56. En fin de serrage, l'opéra t- r desserre l'écron 19 ce qui r pour effet d'actionner A nou- venu l'imterrupteur 56. Cette deuxième action est pits. en compte par le circ@it bistable qui commande alors le dégagement des cales 26 et 27 et la descente du coulisseau Il jusqu'à Sa position de départ. I ce moment, la came 53 actionne l'interrupteur 95 qui, peur des raisons de sécurité, supprime la pressien dans le vérim principal 10. REVENDICATIONS 1.- Presse de serrage comportant deux pièces de serrage entre lesquelles sont disposés les éléments à assembler, des moyens de mesure et d'affichage de la pression de serrage, solidaires de l'une au moins des pièces de serrage, un châssis com- portant un socle, deux montants, une traverse supérieure portant l'une des pièces de serrage et une traverse intermédiaire, carav- térisée en ce qu'elle comporte en outre - un vérin principal (10) solidaire du socle (1) entratnant an coulisseau 113 qui traverse verticalement la traverse intermédial- re(5) et supporte à son extrémité libre l'autre pièce de serrage (13), le coulisseau comportant un filetage(18) vers son extrémité libre, pour recevoir - un écrou micrométrique (19) à commande manuelle(20) pour le réglage précis et constant de la pression de serrage finale dési- rée, monté sur le coulisseau(11) au-dessus de la traverse inter- médiaire (5), l'écrou (19) comportant une face d'appui (22) infé rieurs lisse, - deux vérins auxiliaireS(24,25), solidaires de la traverse intermédiaire (5) et comportant chacun, à l'extrémité libre de loir tige, une cale(26,27) venant s'engager entre la traverse intermédiaire (5) et la surface d'appui(22) de l'écrou micrométri- que(19) après qu'une pression de serrage initiale est obtenue, et, - un dispositif de commande (40 et 50 à 56) des vérins principal (10) et auxiliaires (24, 25). 2.- Presse suivant la revendlcation 1, caractérisée en ce que le dispositif de commande des vérins principal et auxiliaires comporte une barre(51) guidée parallèlement au coulissea (11) au moyen d'un têton (52) engagé dans une rainure circulaire(50) de l'écrou micrométrique(19), cette barre(51) comportant au moins une came (54) pour actionner un interrupteur(56) quand la course de l'ensemble coulisseau (11) et écrou(19) atteint une valeur pré déterminée, et une logique de commande pour commander l'engagement des cales{26,27) des vérins auxiliaires(24,25) sous l'écrou (19) et la limitation de la course du vérin principal(10) à la premiè- re action sur l'interrupteur (56) et pour commander le digagere t des cales(26,27) et la descente du coulisseau (11) à la deux action sur l'interrupteur (56).