Brevet FR2558758A1 — publié le 19850802

ELEMENT DE SERRAGE A FAIBLE COURSE L'invention se rapporte à un élément de serrage ou de déblocage à faible course des ciné à exercer une force de serrage ou de fixation sur une pièce, et comprenant une chambre de pression qui peut être sollicitée par un fluide sous pression, notamment par l'air comprimé. Si une pièce doit être usinée à l'aide d'un outil d'une machine d'usinage, on dispose la pièce sur la table de la machine et on l'y fixe de manière qu'elle conserve sa position sans aucun déplacement pendant l'opération d'u- sinage consécutive, qui consiste, par exemple à la formation d'un perçage. On utilise pour celà, en particulier dans la fabrication en série, des éléments de serrage à faible cour- se, fixés à la machine d'usinage et constitués par des vé- rins de serrage dont les tiges de piston se mettent en ex- tension lorsqu'ils sont alimentés en fluide sous pression et pressent la pièce contre une butée. Le nombre des vérins de serrage nécessaires dépend des dimensions de la pièce considérée. Si celle-ci est de grande surface, on a besoin de plusieurs vérins de serrage disposés en une rangée, qui attaquent la pièce, à un certain écartement mutuel sur la longueur de la paroi de la pièce qui les regarde. Malheureusement, cet arrangement de vérins de serrage multiples est coûteux en matériel et donc relative- ment onéreux. Par ailleurs lors de la préparation de la ma- chine, les vérins de serrage doivent être réglés en posi- tion individuellement, ce qui allonge le temps de prépara- tion. Par ailleurs, les vérins de serrage n'attaquent la pièce que chacun en un point, de sorte que la force par uni- té de surface nécessaire pour obtenir la force de serrage ou de fixation demandée est d'autant plus grande. Par exem- ple, dans le cas de pièces en bois, ceci peut conduire à une détérioration de la pièce, par exemple, par la formation d'une empreinte de la tige de piston. L'invention a donc pour but de réaliser un élément de serrage à faible course du genre cité au début à l'aide duquel on puisse serrer ou fixer des pièces dont la surface latérale à serrer est relativement longue avec une manipu- lation relativement peu coûteuse et simple; l'invention vise par ailleurs à étendre le domaine d'application de cet élément aux pièces peu résistantes à la compression. Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait que l'élément de serrage présente une configuration allongée en forme de barre dont la direction longitudinale s'étend perpendiculairement à la direction de la force de serrage, et que la chambre de pression fermée à joint étan- che sur la périphérie et aux extrémités avant et arrière de la barre de serrage s'étend sur toute la longueur, l'un des côtés longitudinaux de la barre formant la surface de serra- ge ou de fixation et étant constitué à cet effet par une paroi qui sedéplace vers l'extérieur lorsqu'on alimente la chambre en fluide sous pression. En remplacement d'une rangée de vérins de serrage, on n'a plus besoin maintenant que d'un seul élément de ser- rage réalisé sous la forme d'une barre de serrage que l'on place sur la table de la machine, le long du bord de la pièce qu'il s'agit de fixer. Cette barre de serrage est d'une construc- tion très simple et, contrairement à la disposition connue elle n'exige qu'un raccord pour l'arrivée et le départ du fluide sous pression. Lorsque la chambre sous pression est alimentée en fluide sous pression au moyen d'un distributeur monté en amont, le côté longitudinal de la barre s'avance et se bombe, de sorte qu'on obtient sur la totalité de la longueur ce qu'on peut appeler un coussin de pression qui s'applique contre la pièce. Cet élément de serrage à faible course donne des pressions de serrage extrêmes avec des di- mensions extrêmement réduites. En même temps, en raison du contact étendu d'une extrémité à l'autre, la force par uni- té de surface est plus faible que dans la technique anté- rieure et, par ailleurs, la paroi mobile peut même épouser correctement la forme de la face d'une pièce qui présente des irrégularités. Un autre avantage consiste dans le fonc- tionnement pratiquement dépourvu d'entretien d'un tel élé- ment de serrage. La barre de serrage selon l'invention peut être utilisée, non seulement pour le serrage ou le blocage de pièces sur la table d'une machine mais, également, par exem- ple dans des appareils de manutention dans lesquels la barre de serrage peut être intégrée à une pince. Des exemples de réalisation de l'invention, ainsi que des configurations avantageuses seront maintenant dé-- crits en référence au dessin schématique annexé: Figure 1 représente une barre de serrage selon 1' invention par une vue de face prise de la pièce à fixer Figure 2 représente la barre de serrage selon figure 1 par une vue de dessus, selon la flèche II de figu- re 1; Figure 3 représente la même barre de serrage, en coupe suivant IIIIII de figure 2; Figure 4 sont des vues en coupe similaire à figure 3 montrant chacune une autre barre de serrage; Figure 6 est une vue de dessus d'une pièce bloquée sur la table de machine d'usinage à l'aide d'un élément de serrage selon l'invention; et, Figure 7 est une représentation similaire à figu- re 6 montrant un élément de serrage analogue mais qui possè- de un profil courbe. Sur la table (1) (figure 6) d'une machine d'usina- ge, est montée rigidement une butée (2) présentant la confi- guration d'une barre et contre laquelle est serrée une pièce (3) qui possède des dimensions relativement grandes, surtout dans la direction longitudinale de la butée. A cet effet, il est prévu un élément de serrage à faible course, fixé sur la table (1) dans le voisinage du bord opposé (a) de la pièce, qui présente une configuration allongée en forme de barre présentant une direction longitudinale qui s'étend perpendiculairement à la direction d'application de la force de serrage (5) de sorte que cet élément constitue pour ainsi dire une barre de serrage (6). Cette barre de serrage (6) peut être montée directement sur la table (1) ou être montée sur une barre de fixation (7) qui, de son côté, est fixée rigidement à la table (1) de façon habituelle. La barre de serrage (6) renferme une chambre de pression (8) visible en section sur la figure 3, qui s'étend sur toute sa longueur et est fermée à joint étanche sur sa périphérie ainsi qu'aux extrémités avant et arrière de la barre de serrage. Aux extrémités avant et arrière de la bar- re de serrage (6), on a prévu à cet effet des couvercles (9, ) dont au moins l'un possède un raccord qui reçoit une conduite de fluide sous pression (11). Par l'intermédiaire de cette conduite (11) (il est également possible de raccor- der une telle conduite à chacun des deux couvercles de fer- meture), on peut alimenter la chambre de pression (8) en fluide sous pression ou la mettre à l'atmosphère. La com- mande de l'amenée et de l'évacuation du fluide sous pres- sion est assurée par un distributeur non représenté du fait que les commandes de ce genre sont bien connues de l'homme de l'art. L'un des côtés longitudinaux de la barre de ser- rage (6), celui qui forme la surface de serrage ou de fixa- tion dirigée vers la pièce (3) pendant le fonctionnement, est constitué par une paroi (12) qui se déplace vers l'exté- rieur, c'est-à-dire dans le sens de la force de serrage (5), lorsqu'on alimente la barre en fluide sous pression. De cette façon, on obtient ce qu'on peut appeler un coussin de pres- sion en forme de barre qui peut respirer au niveau de la paroi mobile (12) et qui se bombe sur ce côté lorsque la chambre de pression (8) est alimentée en fluide sous pres- sion -notamment au moyen d'air comprimé. Sur le dessin, cette paroi est représentée à l'état sollicité par l'air comprimé. Pour le serrage ou la fixation d'une pièce (3), il suffit d'une course de quelques millimètres, par exemple d'un à deux millimètres. La paroi mobile (12) s'applique contre le bord (4) de la pièce qui regarde cette paroi sur pratiquement la totalité de la longueur de la barre de ser- rage et elle presse la pièce contre la butée (2). Maintenant, on peut rapprocher un outil, par exem- ple un forêt, une fraise ou autre, de la pièce (3), dans une direction provenant d'au-dessus du plan du dessin, et usiner cette pièce. Lorsqu'on met la chambre de pression (8) à l'atmosphère, la paroi mobile (12) se détend et la pièce est libérée. La paroi mobile (12) est composée d'une matière flexible et avantageusement élastique et l'on peut utiliser pour cette paroi une matière plastique possédant des pro- priétés analogues à celle du caoutchouc. Dans le cas de la figure 3, il s'agit d'une paroi mobile (12) qui se bombe légèrement et uniformément lorsqu' elle est sollicitée par un fluide sous pression et qui, lorsqu'elle est appliquée contre le bord (4) de la pièce, est aplatie par ce bord, abstraction faite des régions de raccordement rejoignant les côtés longitudinaux de la barre adjacents à cette paroi. Dans le cas de la figure 4, il est aucontraireprévu que la paroi mobile (12a) de la barre de serrage (6a) possè- de, en section, une configuration ondulée ou plissée. On comprend immédiatement qu'avec cette configuration en souf- flet, la paroi mobile (12a) peut avancer plus loin que dans le cas de la figure 3. Par ailleurs, comme le montre la figure 5, il est possible de donner à la paroi mobile (12b) de cette barre de serrage (6b) une configuration sensiblement plane et, dans ce cas, cette paroi est reliée aux côtés longitudinaux de la barre qui lui sont adjacentes par des liaisons articulées, par exemple, comme représenté, par des régions de matière (13, 14) possédant une section ondulée ou plissée, à la pla- ce desquelleson peut encore prévoir des régions de matière possédant une épaisseur de paroi suffisamment mince pour faire en sorte que la déformation se produise exclusivement en ces points, comme dans le cas des régions de matière (13, 14) représentées, en réponse à une sollicitation de pression, tandis que la paroi mobile (12b) avance en restant parallèle à elle-même. Si on le désire, on peut également donner, dans ce cas, à la paroi mobile (12b) une configura- tion renforcée, c'est-à-dire plus épaisse, ou encore la munir d'un insert de renforcement. Il va de soi que, dans ce cas, on utilise pour la paroi mobile sous ses régions de liaisons articulées une épaisseur de pa- roi ouun type de matière tel qu'aux pressions à envisager (avantageusement de l'ordre de 6 bars), on soit certain d'obtenir une immobilisation sûre de la pièce, c'est-à-dire que l'on dispose de la course nécessaire. Si la matière est élastique, la paroi mobile revient automatiquement en arriè- re lorsqu'on met la chambre de pression à l'atmosphère. Toutefois, même dans le cas d'une matière qui est simplement flexible, il est possible de mettre la pièce (3) en place et de la retirer sans difficulté grâce au relâchement de la tension qui se produit en l'absense de pression. Dans tous les exemples de réalisation représentés, la paroi mobile, par exemple la paroi (12), est formée d'un profilé creux en matière plastique (15) d'une seule pièce, dont les côtés, à l'exception du côté longitudinal formant la paroi mobile (12), sont renforcés ou soutenus, de sorte qu'ils restent sans déformation lorsque l'élément est ali- menté en fluide sous pression. Dans des exemples de réali- sation, il s'agit de barres de serrage à section sensible- ment rectangulaire, dans lesquelles la paroi mobile (12) forme l'un des côtés du rectangle. La rigidité des autres côtés longitudinaux est obtenue, dans les exemples de réa- lisation représentés, par le fait que le profilé creux en matière plastique en une seule pièce (15) est entouré, à l'exception du côté formant la paroi mobile (12), par une pièce profilée de fixation (16) qui est composée d'une ma- tière plastique dure ou d'un métal. Considérée en section transversale, cette pièce de fixation (16) possède une forme en U qui correspond à la section du profilé creux en matière plastique (15), le profilé creux (15) étant encastré et, par exemple, fixé par collage, de telle manière que la pa- roi mobile (12) déborde légèrement au-delà des extrémités libres des branches du U. La même observation est également valable dans le cas des exemples de réalisation selon les figures 4 et 5, c'est-à-dire qu'il s'agit, ici, d'un profilé de fixation correspondant (16a) ou (16b). Grâce à l'utilisation de profilés qui s'étendent sur toute la longueur de la barre de serrage, la fabrication est notablement simplifiée puisqu'on peut les former par découpage dans des profilés. Dans une variante non représentée, dans laquelle on trouve également un profilé creux en matière plastique qui entoure la chambre de pression, le côté longitudinal formant la paroi mobile est fait d'une matière plastique souple et les autre côtés d'une matière plastique dure, les deux matières étant réunies en un élément monobloc au mou- lage. Dans ce cas, on peut se dispenser d'un corps d'appui tel que le profilé de fixation (16). Cette forme de réali- sation est donc particulièrement peu coûteuse en matière. Sur la figure 1, on a encore indiqué en traits interrompus que sur les couvercles de fermeture (9, 10), sont montés des bossages de fixation (17, 18) à l'aide desquels l'élément peut être fixé sur la table (1). Selon le cas d'application, la barre de serrage ne doit pas nécessairement être rectiligne. Pour l'adapter à une pièce de configuration irrégulière, elle peut égale- ment présenter une forme non rectiligne, par exemple, un profil incurvé, comme ceci est représenté schématiquement sur la figure 7. Ici, une barre de serrage (6c) incurvée en arc de cercle, qui est constituée par ailleurs de la même façon qu'on l'a décrit plus haut, est serré contre le bord (4c) d'une pièce cylindrique. Par ailleurs, il peut être avantageux de réaliser la barre de serrage sous une forme susceptible de déforma- tion plastique. Ceci est surtout possible lorsque le profi- lé de fixation (16) est réalisé en métal, qu'on lui donne une épaisseur de paroi suffisamment mince et qu'on le munit d'entail- les (19), par exemple à angle aigu, sur les ailes du U, comme on l'a indiqué en traits interrompus sur la figure 2, de sorte qu'il est possible de lui imposer une courbure permanente pour l'adapter à des pièces qui n'ont pas un profil rectili- gne. La barre de serrage représentée peut être utili- sée non seulement pour fixer une pièce sur la table d'une machine d'usinage mais également dans toutes les applica- tions dans lesquelles on a à maintenir un objet pour une utilisation quelconque. C'est le cas, par exemple pour les pinces d'un appareil de manutention que l'on peut équiper de tels éléments de serrage. Selon une forme de réalisation avantageuse, l'élé- ment de serrage, y compris la paroi mobile ou le profilé creux en matière plastique qui forme cette paroi mobile, est fabriqué en une matière résistance à la chaleur, de sorte que, lorsque l'élément de serrage est utilisé sur des machines-outils travaillant par enlèvement de copeaux, cette matière ne soit par endommagée par les copeaux métal- liques chauds. REVENDICATIONS 1- Elément de serrage à faible course destiné à exercer une force de serrage ou de fixation sur une pièce, comprenant une chambre de pression pouvant être alimentée en fluide sous pression, notamment en air comprimé, carac- térisé en ce que l'élément de serrage présente une configu- ration allongée en forme de barre, dont la direction longi- tudinale s'étend perpendiculairement à la direction (5) de la force de serrage, et en ce que la chambre de pression (8) fermée à joint étanche sur la périphérie et aux extré- mités avant et arrière de la barre de serrage (6) s'étend sur toute la longueur, l'un des côtés longitudinaux de la barre formant la surface de serrage ou de fixation et étant constitué à cet effet, par une paroi (12) qui se déplace vers l'extérieur lorsqu'on alimente la chambre en fluide sous pression. 2- Elément de serrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi mobile (12) est réalisée en une matière flexible. 3- Elément de serrage selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la paroi mobi- le (12) est réalisée en une matière élastique. 4- Elément de serrage selon l'une des revendica- tions 2 et 3, caractérisé en ce que la paroi mobile (12a) possède, en section, une configuration ondulée ou plissée. - Elément de serrage selon l'une des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que la paroi mobile (12b) est sensiblement plate et éventuellement renforcée, auquel cas elle est reliée aux côtés longitudinaux de la barre qui lui sont adjacents par des liaisons articulées, par exemple par l'intermédiaire de régions de matière (13, 14) à section ondulée ou plissée ou qui possèdent une faible épaisseur de paroi. 6- Elément de serrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend un profilé creux en matière plastique (15), d'une seule pièce, qui forme la paroi mobile (12) et enveloppe la chambre de pression, et dont les côtés, à l'exception du côté longitu- dinale formant la paroi mobile (12), sont renforcés ou sou- tenus, de sorte qu'ils restent indéformés lorsque l'élément est alimenté en fluide sous pression. 7- Elément de serrage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le côté longitudinal formant la paroi mobile est composé d'une matière plastique souple et les autres côtés d'une matière plastique dure, les deux matières étant réunies en un élément monobloc au moulage. 8- Elément de serrage selon l'une des revendica- tions 6 et 7, caractérisé en ce que le profilé creux en ma- tière plastique (15), à l'exception du côté qui forme la paroi mobile (12) , est entouré d'un profilé de fixation (16) qui est fait d'une matière plastique dure ou d'un métal. 9- Elément de serrage selon l'une quelconque des revendications i à 8, caractérisé en ce que la barre de ser- rage (6c) possède une forme non rectiligne, par exemple, une forme courbe, pour s'adapter à la configuration d'une pièce non plane. 10- Elément de serrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la barre de ser- rage peut être courbée par déformation plastique. 11- Elément de serrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il est composé, y compris en ce qui concerne la paroi mobile (12) ou le profilé creux en matière plastique (15) qui forme cette paroi, d'une matière résistante à la chaleur, de manière à ne pas être endommagé par les copeaux métalliques chauds lorsqu'il est utilisé en combinaison avec des machines- outils travaillant par enlèvement de copeaux.