Brevet FR2547370A1 — publié le 19841214

DISPOSITIF DE FIXATION La présente invention se rapporte à un dispositif pour la fixation solide d'une pièce dans un orifice-situé dans une surface plane d'un plateau Comme exemples de telles pièces, on peut citer des broches et des manchons sur 5 des machines-outils, par exemple des presses et des poinçons. Des dispositifs de fixation suivant l'art antérieur pour une broche et son manchon associdcomprennent des brides de montage prévues sur la partie de fixation de la broche et sur le manchon Ces broches et manchons sont principalement utilisés en association avec des presses et des poinçons mécaniques du type comportant une table supérieure et une table inférieure sur lesquelles les disposi15 tifs de pressage et/ou de poinçonnement sont montés Ces dispositifs comprennent un plateau supérieur et un plateau inférieur sur lesquels sont montés des demi- outils respectifs, par exemple des poinçons et des matrices, ainsi que des broches et des manchons qui servent à guider le mouvement 20 relatif des deux demi-outils Chaque presse ou poinçon nécessite au moins deux paires de broches et de manchons pour guider le mouvement des plateaux Il est essentiel que la face extérieure de coulissement de la broche et la face intérieure du manchon soient exactement parallèles l'une à l'autre et que les orifices d'assemblage correspondant dans les plateaux supérieur et inférieur présentent mutuellement la même distance de centre à centre et soient exactement alignés l'un avec l'autre Si ce n'est pas le cas, la broche est soumise à des efforts importants de flexion et il se pro30 duit une forte usure sur la broche et sur le manchon Encore plus grave, la broche peut se coincer ou gripper dans le manchon, ce qui empêche le poinçon ou la-presse d'effectuer une course de travail complète L'usure des broches et des manchons, ajoutée aux contraintes de flexion des broches et à l'éventuelle déformation des broches, finit par nuire à leur fonction de guidage et, par suite, à la précision dimensionnelle des pièces fabriquées par la presse ou le poins son. On utilise actuellement des combinaisons de broche et de manchon dans lesquelles les diverses broches et les divers manchons ont des diamètres extérieurs différents. 10 Cela a pour conséquence que les trous prévus dans les plateaux supérieur et inférieur doivent également avoir des diamètres différents et doivent donc être exécutés dans des opérations de travail séparées Cela exige une très grande précision de la part du fabricant, pour assurer que les 15 trous des plateaux supérieul et inférieur ont mutuellement la même distance de centre à centre En conséquence, l'utilisation de ces broches et manchons signifie que chacun des plateaux supérieur et inférieur doit être usiné séparément, que les plateaux doivent &tre installés de façon extrêmement 20 précise lors de l'usinage des alésages, et qu'il est nécessaire d'utiliser une grande gamme d'outils de dimensions différentes pour l'usinage de ces plateaux, toutes choses qui augmentent beaucoup le temps nécessaire pour cette fabrication. L'épaisseur des plateauxsur lesquels les outils de presse et/ou de poinçon sont montés,varie en fonction de la grandeur des forces de pression auxquelles les plateaux sont soumis et/ou des dimensions du produit fini La 30 longueur de broche peut également varier en fonction de la longueur de course requise et de la distance entre les plateaux au début et à la fin d'une opération de travail. Par conséquent, afin de répondre à la demande des 35 utilisateurs pour des broches et des manchons adaptés a différentes épaisseurs de plateau, différentes distancesde plateaux et différentes longueurs de course, le fabricant et le distributeur doivent produire et stocker un grand assortiment de broches et de manchons de longueurs mutuellement différentes. L'invention a donc pour objet un dispositif de fixation de broche et de manchon qui permet premièrement d'utiliser des broches et des manchons ayant mutuellement les mêmes dimensions, deuxièmement permet d'exécuter simultanément les orifices à la fois dans le plateau supérieur et le plateau inférieur en une seule opération d'usinage, troisièmement diminue le temps nécessaire pour la fabrication des outils, et quatrièmement réduit le nombre de tail15 les d'outils nécessaire pour fabriquer les dispositifs précités de presse et/ou de poinçon L'invention a également pour objet des broches et/ou manchons qui peuvent être utilisés pour plus d'une épaisseur de plateau et/ou distance de plateaux et longueur de course, respectivement. 20 En conséquence, la présente invention consiste en un dispositif pour fixer solidement une pièce dans un orifice prévu dans une surface plane d'un plateau, ce dispositif comprenant un élément sortant vers l'extérieur de ladite pièce, et des moyens de serrage pour appliquer cet élément sortant en butée contre la surface plane lorsque la pièce est placée dans l'orifice, le dispositif étant caractérisé en ce que la pièce comporte au moins une gorge sur au moins une partie de son périmètre; en ce que l'élément sortant 30 comprend une partie sortante d'une plaque de montage insérée dans la gorge; et en ce que la surface plane et la surface de la plaque de montage en face de la surface plane forment entre elles un angle aiqu, avant d'appliquer la partie sortante en butée contre la surface plane. Deux solutions différentes sont envisagées Toutefois, elles sont toutes deux basées sur les mêmes principes fondamentaux. Une première solution prévoit l'utilisation d'une plaque de montage plane conçue pour se loger dans une gorge ménagée dans une pièce insérée dans un alésage d'un plateau, cette gorge formant un angle avec une surface plane sur ce plateau Apres l'insertion de la plaque de montage dans la 10 gorge, la plaque est serrée au moyen d'une vis placée dans un trou prévu à cet effet dans la deuxième pièce. Lorsque la plaque de montage est bloquée en contact à plat contre la surface fixe, la plaque fléchit à l'in15 térieur de la gorge, de sorte qu'on obtient une ligne de butte le long d'un des bords extérieurs de définition de la gorge, et une autre ligne de butée le long de laquelle le bord extérieur de la plaque s'applique contre le c 8 té opposé de la gorge La flexion de la plaque s'effectue au moins partiellement sous la forme d'une déformation élastique et, par conséquent, lorsque la plaque tend à reprendre son état initial, elle est poussée contre la face de la gorge et son bord extérieur oppose, de façon à bloquer la pièce contre un mouvement axial dans l'alésage. 25 L'angle d'inclinaison de la gorge est avantageusement de 10 au plus, et de préférence de 3 à 5 , par rapport au plan de la surface précitée Par rapport à la surface plane, le jeu entre la plaque de montage et la gorge est inférieur à la différence de hauteur entre un bord extérieur de la gorge et la ligne de butée intérieure de la plaque de montage sur le même côté de la gorge que ledit bord Conformément à un autre mode de réalisation de l'invention, la gorge est parallèle à la surface plane précitée et la plaque de montage 35 a une configuration courbe, par exemple une forme conique ou au moins partiellement cylindrique, ou en variante une forme curviligne irrégulière La plaque de montage peut seulement être insérée dans la gorge lorsque cette plaque est inclinée par rapport à la surface plane précitéeo La pla5 que de montage est ensuite serrée par vissage en contact sensiblement parallèle avec la surface plane, de sorte qu'elle est déformée dans la gorge,à une forme courbe différente. La plaque de montage,dans ce mode de réalisation,est êgalement pré-tendue dans la gorge, une ligne de butée s'éten10 dant le long d'un des bords extérieurs de définition de la gorge et une autre ligne de butée étant définie par le contact du bord extérieur de la plaque avec le c 8 té opposé de la gorge. Toutefois, dans certains cas, cette disposition peut entra ner plusieurs inconvénients Par exemple, dans certaines configurations de plaque, par exemple une forme conique, on risque de trop serrer la plaque, au point de déformer très fortement cette plaque, de sorte que la plaque 20 bute seulement contre un c 8 té de la gorge Dans le cas de certaines configurations de plaque, il est également possible d'insérer la plaque avec la surface courbe dans l'une de plusieurs positions différentes, de sorte que certaines plaques se courbent vers le haut et d'autres vers le bas. 25 Comme on le verra à la lecture de la description ci-aprês, avec référence aux dessins, cela a pour conséquence que certaines plaques s'appliquent contre le bord supérieur de la gorge et d'autres contre son bord inférieur Dans de tels cas, les plaques tendent à placer la pièce précitée, oblique30 ment dans son alésage respectif, le degré de décalage de la pièce par rapport à la normale dépendant de la valeur du jeu dans l'alésage On peut toutefois éviter cet inconvénient en donnant aux plaques de montage une forme courbe choisie respectivement et également en munissant les plaques de moyens qui indiquent la direction dans laquelle les pla - ques doivent seinsdrffldans la gorge,de sorte que toutes les plaques soient tournées dans la direction prévue, et qui empêchent de préférence l'insertion d'une plaque incorrectement orientée Un tel indicateur de position peut 5 comprendre un bord tourné vers le haut ou un angle sur la plaque de montage. Lorsque l'invention est utilisée avec une broche et un manchon associés, on obtientun avrtage particulier 10 lorsqu'au moins la broche ou le manchon comporte plus dune gorge de montage La broche et/ou le manchon doivent également avoir mutuellement le mêe diamètre extérieurde part et d'autre de la gorge Il est Également avantageux qu'au moins une des gorges sur un manchn soit placée de façon assymétrique, ce qui permet d'obeniàr ptlusiusz hauteurs de manchons au-dessus de la surface plane prcitâe, par inversion du manchon. L'invention est décrite ci-après en détail, en 20 référence aux dessins annexés dans lesquels: les figures 1 et 2 illustrent un mode de réalisation d'une plaque de montage plane, ê l'état non chargé; les figures 3 et 4 représentent le dispositif des figures 1 et 2 lorsque la plaque est serrée fortement vers 25 le bas; les figures 5 et 6 sont des vues de détail d'une plaque de montage courbe, à l'état non chargé; les figures 7 et 8 représentent les dispositifs des figures 5 et 6, lorsque la plaque est serrée fortement 30 vers le bas; la figure 9 est une vue d'ensemble illustrant la procédure de fixation d'une plaque de montage plane et d'une broche; La figure 10 représente diverses variantes de fixation dans le cas d'un manchon comportant des gorges Pour une plaque de montage plane; la figure 11 est une vue en plan d'une plaque de montage plane; la figure 12 est une coupe transversale de la pla5 que représentée sur la figure 11; et la figure 13 est une vue d'ensemble illustrant la procédure de fixation d'une broche et d'une plaque de montage courbe. Les figures 1 A 8 sont des vues de détail, à plus grande échelle, de gorges dans lesquelles sont insérées des plaques de montage de différentes formes possibles, ces plaques étant représentées à l'état non chargé et à l'état dans lequel elles sont fortement serrées vers le bas, et 15 dans différentes positions d'orientation Pour la clarté du dessin, l'inclinaison des gorges, la courbure des plaques et les jeux entre la plaque et la gorge sont très exagérés par rapport aux valeurs appropriées pour l'utilisas tion pratique de l'invention. 20 La figure 1 représente une pièce i qui est insérée dans un alésage 4 prévu dans une surface plane 3 d'un plateau 2 Une plaque plane 5 est insérée dans une gorge inclinée 6 La gorge est définie, à un endroit de cette gorge 25 adjacent à la surface plane 3, par un bord 7 à angle aigu, et,à un endroit éloigné de cette surface plane,par un bord 8 à angle obtus La surface de butée A, par laquelle la plaque de montage 5 est en contact avec la surface 3,est constituée par le bord 9 définissant l'alésage 4. 30 La figure 2 illustre, de façon correspondante, la manière dont une plaque plane 5 est logée dans une gorge inclinde 6 dont le bord 8 à angle obtus est situé près de -la surface plane 3 Dans ce cas, la nlaque 5 présente une 35 surface de butée B qui est située à une certaine distance. du bord de définition 9. La figure 3 représente le dispositif de la figure 1, après montage d'un boulon de fixation 10 dans un trou 5 11 prévu à cet effet Dans ce cas, la plaque de montage 5 reçoit une ligne de butée C, au bord de définition de la gorge, et une autre ligne de butée D sur le c 8 té opposé de la gorge Le bord de butée C est situé sur le bord de la gorge formant un angle aigu 7 La plaque de montage 5 10 est en pré-tension dans la gorge 60 ce qui nécessite que le jeu "a" entre la plaque 5 et la gorge 6 soit plus petit que la différence de hauteur uba relativement & la surface plane 3, entre le bord extérieur 8 de définition de la gorge et le point de butée intérieure D de la plaque de monta15 ge sur le même côté de la gorge On voit également que le bord de la gorge présentant l'angle aigu 7 coincide exactement avec le plan de la surface 3. De façon correspondante, la figure 4 illustre le 20 dispositif de fixation représenté sur la figure 2, après insertion de la vis 10 dans le trou 11 o Dans ce mode de réalisation, la ligne de butée C, à l'endroit du bord de définition 7 à angle aigu, se trouve sur le côté de la plaque éloigné de la surface plane 3 Le jeu "a" entre la plaque 25 5 et la gorge 6 doit également dans ce cas être plus petit que la différence de hauteur "bb, vue par rapport à la surface plane 3, entre la surface extérieure 8 de définition de gorge et le point de butée intérieure D de la plaque de montage 5 sur le même côté de la gorge Comme on le voit 30 sur la figure 4, le bord à angle obtus 8 de définition de la gorge est dans ce cas situé au-dessous du plan horizontal de la surface 3 La position axiale de la pièce 1 dans l'alésage 4 est déterminée par la surface supérieure de la plaque de montage 5 et le bord de définition 7 à angle aigu-. Lorsqu'on utilise une Dluralité de plaques de montage d'épais- seurs différentes, la plaque la plus épaisse détermine la position axiale de la pièce 1 Le bord à angle obtus 8 de la gorge est situé au-dessous du plan de la surface 3, à une distance qui est au moins & peu près égale au jeu "a". Comme le montre la description ci-dessus, le bord à angle aigu 7 de la gorge est toujours celui qui détermine la position de la pièce 1. Lla figure 5 illustre un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel une plaque de montage courbe 15 est insérée dans une gorge droite 16, comportant un bord inférieur de définition 17, situé près de la surface plane 3, et un bord supérieur de d 4 finition 18, situd à une cer15 taine distance de cette surface La face convexe 19 de la plaque 15 est tournée vers la surface 3 et le bord de butée A est situé au bord de définition de l'alésage 4. De même, la figure 6 illustre la façon dont la plaque courbe 15 est insérée dans la gorge, la face concave 19 de cette plaque étant tournée vers la surface 3 La ligne de butte B de la plaque de montage avec la surface 3 est alors située à une certaine distance du bord de défini tion 9. La figure 7 illustre un agencement de montage conforme à la figure 5, dans lequel une vis de fixation a été vissée dans son trou respectif La plaque de montage est ainsi en pré-tension dans la gorge 16, et comporte une 30 ligne de butée C,le long du bord inférieur de définition 17 de la gorge 16,et une autre ligne de butée D, o le bord extérieur 21 de la plaque est appliqué contre la face opposée de la gorge 16 Le bord inférieur de définition 17 et situé au niveu au niveau du bord de définition 9 de l'alésage. 35 De même, la figure 8 représente le dispositif de fixation conforme à la figure 6, apres insertion de la vis de fixation 10 Dans ce dispositif, la plaque de montage 15 est en Dré- tension dans la gorge 16, avec une ligne de butte 7 le long du bord supérieur de définition 18 de la gorge et une autre ligne de butée D o le bord extérieur 21 de la plaque est appliqué contre la face opposée de la gorge 16 Dans ce cas, le bord inférieur de définition 17 de la gorge est situé au-dessous de la surface plane 3 Eventuellement, la plaque 15, du c 8 té de la vis 10 opposé à la 10 pièce 1, peut présenter une courbure rsiduelle, ce a 1 i laisse une cavité 22 entre la plaque et la surface 3. Dans un agencement conforme à l'invention, comprenant une plaque courbe, la face convexe de la plaque dé15 termine la position axiale de la pièce 1- Lorsque la face convexe est tournée vers la surface 3, cette surface est dans le même plan que le bord inférieur de définition 17 de la gorge Lorsque la face concave 20 est tournée vers la surface 3, le bord supérieur 18 de définition de la gorge 20 est situé à une distance de la surface 3 correspondant à l'épaisseur de la plaque 150 Dans le cas de plaques d'épaisseurs différentes, la plaque la plus épalsse détermine la position de la pièce. Les modes de réalisation représentés sur les figures 5 A 8 se rapportent sensiblement à une plaque de forme cylindrique,bien que des plaques d'autres configurations courbes soient possibles Dans ce dernier cas, les conditions de fixation peuvent être plus compliquées et, dans le 30 cas de certaines formes de plaques courbes, il peut être nécessaire de serrer la vis 10 au moyen d'une clé dynamométrique, de manière à ne pas bloquer excessivement la plaque et à laisser un intervalle. La figure 9 illustre un mode de réalisation dans lequel la pièce 1 est une broche 23 et le plateau 2 est un plateau inférieur 24 d'une presse mécanique et/ou d'un poinson La broche 23 comporte deux gorges inclinées 6 La ligne supérieure des vues à plus grande échelle sur la figure 5 9 illustre la procédure de montage, opération par opération, dans le cas d'une gorge inclinée vers le haut, tandis que la ligne inférieure illustre la procédure de montage dans le cas d'une gorge inclinée vers le bas. La figure 10 illustre une pièce 1 sous la forme d'un manchon 25 associé à la broche 23, ce manchon étant fixé à un plateau 2, par exemple le plateau supérieur 26 d'une presse mécanique et/ou d'un poinçon La vue de détail supérieure illustre une gorge oblique 6 qui s'incline sous 15 la surface plane 3 du plateau, tandis que la vue de détail inférieure illustre une gorge oblique qui s'incline vers le haut au-dessus de cette surface. Les figures 11 et 12 sont respectivement une vue en plan et une coupe d'une plaque de montage 5 Comme représenté, le bord extérieur 12 de la plaque de montage est incurvé et il peut donc suivre le contour du fond d'une gorge 6 dans une pièce cylindrique 1. La figure 13 illustre, de façon semblable à la figure 11, la manière dont une broche 23 est montée sur un plateau inférieur 24, au moyen d'une plaque de montage courbe 15 insérée dans l'une de deux gorges droites 16 Dans le dispositif représenté sur les figures 11 et 13, le diamètre 30 de la partie supérieure 27 de la broche est plus petit que sa partie de montage 28, ce qui permet d'utiliser un manchon 25 ayant le même diamètre extérieur que la partie de montage 28 Cela permet de répondre à la demande, indiquée plus haut, de pouvoir usiner mécaniquement les plateaux supérieur et inférieur, simultanément, afin d'obtenir exactement les mêmes distances de centre à centre entre les alésages dans le plateau supérieur et le plateau inférieur, et d'obtenir des alésages 4 ayant exactement la même dimension. Afin d'obtenir un bon guidage,et principalement un bon guidage de la broche, les tolérances de dimension entre la partie de montage 28 do la broche et l'alésage 4 doivent être très préciseso Pour éviter un défaut d'alignement dl aux plaques de montage, qui peut se produire lors10 que la plaque la plus épaisse détermine la position axiale, les plaques de montage doivent âtre usinées de manière à ce que toutes les plaques aient la même épaisseur Il est entendu que des modifications de détail peuvent être apportées dans la forme et la construction du dispositif suivant l'inventionl, sans sortir du cadre de celle-ci Bien qu'une seule plaque de montage puisse suffire, on utilise normalement une pluralité de ces plaques, souvent trois ou quatre. Revendications 1 Dispositif pour fixer solidement une pièce ( 1) dans un orifice ( 4) prévu dans une surface plane ( 3) d'un plateau ( 2), ce dispositif comprenant un élément sortant vers l'extérieur de la pièce et des moyens de serrage pour ap5 pliquet cet élément sortant en butée contre la surface plane lorsque la pièce est placée dans l'orifice, caractérisé en ce que la pièce ( 1) comporte au moins une gorge ( 6) dans au moins une partie de son périmètre; en ce que l'élément sortant est constituç par une partie sortante d'une plaque 10 de montage ( 5) insérée dans la gorge; et en ce que la surface plane ( 3) et la surface de la plaque de montage opposée à la surface plane forment entre elles un apgle aigu, avant d'appliquer la dite partie sortante en butée contre la surface plane. 2 Dispositif suivant la revenidication 1, caractérisé en ce que ledit angle est choisi, en fonction de la largeur de la gorge ( 6) et de l'épaisseur et de la forme de la plaque de montage ( 5), de sorte que la plaque de montage est 20 pré-tendue lorsque la partie sortante est appliquée en butée contre ladite surface. 3 Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la plaque de montage ( 5), lorsqu'elle est appli25 qude en butte contre la surface plane ( 3), comporte une ligne de butée (C} le long d'un des bords de définition de gorge et une autre ligne de butée (D} à l'endroit o un bord de définition de plaque,opposé à la partie sortante de la plaque, est en contact avec la face opposée de la gorge. 30 4 Dispositif suivant la revendication 3, caractérise ence que la gorge est inclinde suivant un angle de 1 t au au plus par rapport à la surface plane, cet angle étant de pré férence de 3 à 5 , et en ce que la plaque de montage est plane. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la plaque de montage et la gorge définissent entre elles un jeu (a) qui, vu par rapport à la surface plane ( 3), est plus petit que la difflrence de hauteur (b) entre un bord extérieur de définition de la gorge ( 8) et la ligne intérieure de butée (D) de tla plaque de montage sur le même 10 c 8 té de la gorge. 6 Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la gorge dans la pièce est inclinde vers llintdrieur au-dessous de la surface plane, lorsque la pièce est 15 montée dans le plateau. 7 Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la gorge ( 16) est parallèle à la surface plane ( 3), et en ce que la plaque de montage ( 15} a une configu20 ration courbe, de façon à étre en pr 4tension dans la gorge lorsque la partie sortante est appliquée en butée contre la surface plane. 8 Dispositif suivant la revendication 7, comprenant plusieurs plaques de montage de configuration courbe, caractérisé en ce que chacune des plaques comporte sur une de ses faces un indicateur de position destiné à montrer la position correcte de la plaque dans sa gorge respective et à éviter une mise en place erronée des plaques. 30 9 Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la plaque de montage ( 5) est formée de manière à ce que son bord de définition se conforme à la configuration du fond de la gorge. Dispositif suivant la revendication 1, caractérise en ce que l'orifice est un alésage cylindrique et en ce que la pièce comporte au moins une partie ( 28) qui est de forme cylindrique semblable à celle de l'alésage et qui présente au moins une dite gorge. 11 Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la pièce ( 1) est de préférence une broche ( 23) ou un manchon ( 25) associé à cette broche et ayant le même diamètre extérieur que ladite partie 10 ( 28) de montage de la pièce.