Brevet FR2572666A1 — publié le 19860509

"Dispositlf pour l'immobilisation et le bridage de pièces à usiner". L'invention concerne un dispositif pour l'immobilisation et le bridage de pièces,notamment de pièces metalliques à usiner,telles que celles placées sur les tables de machines-outils. Les dispositifs servant à immobiliser les pièces å usiner notamment sur les tables de machines-outils sont bien connus et le déposant est d'ailleurs titulaire de plusieurs brevets français et étrangers concernant de tels dispositifs (voir notamment brevetsfrançais nU70.15.751, 77.0/.976, 78.1b.422,80.27.449, 81.06.269,81.06.269, 83.000.72, 83.002.331, 84.U3.132). Ces dispositifs de bridage sont généralement constitués d'un boîtier renfermant un mécanisme de commande destiné à faire basculer une mâchoire de serrage montée mobile en rotation sur un axe horizontal, cette mâchoire se terminant par un doigt d'appui qui vient reposer sur la pièce à usiner afin de d'appliquer fermement sur la table de la machine-outil pour l'immobiliser évitant ainsi qu'elle se déplace au cours de l'opération d'usinage. Dans le brevet français 2.282.976 du 10 Mars 1977, la mâchoire de serrage est prolongée par un bras de levier auquel elle est accouplée, selon des positions angulaires différentes,afin d'accrottre l'effort de bridage, le levier comportant sur sa face frontale arrière une denture engrènant avec le filet dune vis sans fin, commandée de l'extérieur du bottier. Il s'agit la d'un dispositif purement manuel et l'effort de bridage est bien entendu proportionnel à celui développé pour entratner la vis sans fin. On connatt par ailleurs des dispositifs de bridage de type hydraulique formés d'un vérin vertical dont le piston (qui fait saillie par rapport au cylindre) comporte une bride d'appui qui peut tre déplacée dans un plan vertical (sortie du piston) et dans un plan rotatif (rotation du piston). Ce dispositif permet, sans aucun doute, une puissance de bridage supérieure à celle des bridages manuels et présente en outre l'avantage de pouvoir effacer par rotation la mâchoire de bridage en vue du dégagement de la pièce usinée. Toutefois cet outil hydraulique présente l'inconvénient d'avoir une très faible assise ce qui se traduit par un risque d'arrachement de la base qui sert à la fixation sur le support où doit être bridée la pièce. Cet outil est donc mal adapté aux tables des machines-outils à rainures d'ancrage. L'invention a donc pour but de remédier aux inconvénients des dispositifs de bridage manuel et concerne un appareil à commande hydraulique ou pneumatique permettant, d'une part, diaccroître lteffort de bridage des appareils manuels, d'autre part, d'assurer le dégagement rapide et l'effacement de la mâchoire de bridage,après l'opération d'usinage, pour permettre le retrait de la pièce usinée. L'invention concerne donc un dispositif pour l'immobilisation et le bridage de pièces1 notamment de pièces métalliques à usiner telles que celles placées sur les tables de machines-outils, ce dispositif étant constitué d'un bottier duquel fait saillie une mâchoire de bridage, mobile angulairement dans un plan vertical sous l'action d'un bras de poussée accouplé à un organe de commande, dispositif caractérise en ce que le bottier est monté coulissant sur une platine fixe pour pouvoir adopter au moins deux positions, l'une dite "de repos", l'autre dite "opérationnelle", le déplacement en translation du bottier, d'une position à l'autre, ainsi que la rotation de la mâchoire de bridage étant réalisée par vérin.Ainsi à l'aide diun seul et même vérin hydraulique ou pneumatique on obtient en deux temps le déplacement du boîtier en direction de la pièce à usiner,(pour amener la mâchoire de bridage au dessus de ladite pièce) puis la rotation de ladite mâchoire jusqu'd ce que son extrémité ou doigt d'appui vienne appuyer fermement sur la partie choisie de la pièce en cours d'usinage. Selon un mode de réalisation, le bras de poussée et la mâchoire de bridage sont montés mobiles en rotation sur un axe commun, ces deux éléments étant rendus solidaires dans leur déplacement angulaire par un tirant dont l'une des extrémités est fixée à la queue de la mâchoire tandis que l'autre est accouplée au bras de poussée, ledit bras étant lui-mEme relié au piston du vérin. Ainsi le tirant assure la liaison entre la mâchoire de bridage et le bras de poussée, de sorte que l'ensemble pivote sur l'axe commun de rotation lors du déploiement du vérin. Selon une caractéristique essentielle de l'inven- tion le bras de poussée est relié à la semelle du boîtier par un ressort de rappel, travaillant en traction, dont le tarage est supérieur à la pression du fluide introduit dans le vérin de sorte que ce dernier, mobile dans un plan vertical, travaille par contre-réaction. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description ci-après et dés dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale du dispositif en position dite "de repos", - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale, similaire à la figure 1, lorsque le dispositif est en position dite "opérationnelle", - la figure 3 est une vue de gauche de la figure 1, - la figure 4 est une vue en coupe horizontale suivant la ligne B.B de la figure 1. Le dispositif de bridage selon l'invention est essentiellement constitué de deux parties, mobiles l'une par rapport à l'autre, à savoir, d'une part, le bottier proprement dit 1 portant la mâchoire de bridage 2 et son mécanisme de commande, d'autre part, la platine fixe 3, sur laquelle est monté mobile en translation alternative ledit bottier afin que celui-ci puisse adopter au moins deux positions, l'une dite "de repos"(telle qu'illustrée en figure 1 où la face avant du bottier est en retrait de l'extrémité frontale 31 de la platine)rl'autre dite "opérationelle" (où les deux faces frontales ll et 31 sont sensiblement dans le meme plan vertical) de manière ace que le doigt d'appui 21 de la mâchoire de bridage 2 soit amené au-dessus de la pièce à usiner. Le déplacement du bottier depuis la position de repos de la figure. 1 à la position "opérationnellen de la figure 2 est réalisé par un vérin hydraulique Ou pneumatique agissant sur un balancier en relation, d'une part, avec ledit vérin et, d'autre part, avec la platine fixe 3. De façon plus detaillée comme illustré en figure 1 le boîtier est de forme sensiblement parallélépipèdique et comporte sur sa face avant lî une ouverture 12 qui s'étend également en partie sur sa face supérieure et dans laquelle se meut la mâchoire de bridage 2 montée articulée sur un axe 6 traversant les deux joues 13 et 14 du bottier (figure 3). Sur cet axe 6 est également monté rotatif un bras de poussée 7, ces deux éléments 2 et 7 étant rendus solidaires dans leur mouvement angulaire,par rapport d l'axe 6,par un tirant 8 formé d'une tige filetée dont chacune des deux extrémités 81, 82 est respectivement vissée dans une noix 10 et ll traversant la queue 22 de la mâchoire de bridage 2 et le bras de poussée 7. En effet, la queue 22 de la mâchoire de bridage est évidée en son centre pour former une sorte de chappe dans laquelle pénètre l'extrémité 81 du tirant. 8, tandis que le bras de poussée est également formé d'une chappe, traversée par la noix Il dans laquelle est vissée 1 extrémité 82 du tirant. Ce tirant comprend, par ailleurs, à son extrémité supérieure une texte à six pans creux dans laquelle peut être introduite une clé hexagonale permettant le déplacement du tirant dans les deux noix 10 et il, ce déplacement correspondant à une rotation de la mâchoire de bridage sur son axe b. Bien entendu, le tirant comporte deux filetages à pas contraires, l'un dans la noix 10, liautre dans la noix 11. L:extrémité arrière du bras de poussée, opposée à l'axe de rotation 6, est accouplée au piston 41 du vérin 4 par une goupille 12, le cylindre du verin comportant sur sa face postérieure un doigt de guidage 13 coulissant dans un alésage correspondant 14 réalisé dans la semelle 15 du bottier. Le vérin comporte une collerette annulaire 42,de diamètre supérieur a celui du corps du vérin, ce qui définit un épaulement annulaire 43 placé en appui sur un galet 15 servant de came de basculement d'un balancier 16 articule en 17 sur le boitier 1. Le vérin est monté mobile dans un plan vertical de manière à pouvoir adopter au moins deux positions, l'une haute, comme illustrée en figure 1 lorsque le boîtier est en position de repos, l'autre basse, comme visible en figure 2 lorsque le bottier est en position "opdrationnelle". Le déplacement du vérin est guidé par le doigt 13 et sa course est limitée vers le bas par une butée lb sur laquelle vient prendre appui la face postérieure du cylindre du vérin. Le bras de poussée 7 est constamment tiré en direction de la semelle 15 du bottier par un ressort spiralé 20 dont l'une des extrémités est accrochée à un axe 21 solidaire du boîtier tandis que l'autre extrémité est accrochée à un axe 22 solidaire du-bras de poussée. Selon une caractéristique importante de l'invention ce ressort de rappel 20 travaille en traction et sa force est supérieure à la pression hydraulique ou pneumatique introduite dans le vérin 4, de manière à faire fonctionner ledit vérin par réaction comme cela sera précisé ultérieurement lors de la description du fonctionnement. Le bras de poussée 7 est limité toutefois dans son mouvement de descente par une butée 23 contre laquelle il vient en appui en fin de course. La platine 3 est, quant à elle, constituée d'une sorte de règle (figure 3) dont les deux faces latérales 32 33 comportent des nervures 34 formant des rails de guidage pour une coulisse 24 fixée sur la semelle 15 du boîtier. Cette platine comporte, par ailleurs, un logement cylindrique 25 dans lequel est introduit un ressort de rappel travaillant à la compression et servant à réarmer le dispositif, c'est-àdire à'ramener le bottier de la positiorr opérationnelle de la figure 2 à la position de repos de la figure 1. En outre, cette platine comporte également une lumière oblongue 26 servant au passage d'un organe de fixation 27, par exemple un boulon, pour l'immobilisation de la platine sur la table-support, par exemple sur celle d'une machine-outil. Le fonctionnement de ce dispositif de bridage est le suivant - dans la position illustrée en figure 1 le dispositif est en position de repos de sorte que la mâchoire de bridage 2 est en position relevée (visible en trait pleinj le boîtier 1 est en retrait de la face frontale 31 de la platine 3, le vérin 4 est en position haute et le balancier 16 est en position verticale,son talon 161 étant en appui sur un câble 27 guidé dans une gorge 162, ce câble étant tendu dans une cavité 33 de la platine 3 par deux vis 28, 29. Lorsque l'on introduit le fluide dans le vérin 4 par l'orifice 30 raccordé à la centrale hydraulique ou pneumatique équipée d'un by-pass on observe un déplacement relatif des pièces se traduisant dans une première phase du cycle par un déplacement vers le bas du vérin 4 en raison de la forte puissance du ressort de rappel 20 (supérieure à la pression du fluide). Au cours de ce déplacement vers le bas le vérin, guidé par son doigt de centrage 13, provoque le déplacement angulaire du balancier par appui de la collerette 43 sur le galet 15, le balancier pivotant sur son axe 17. Etant donné que la semelle 3 est fixe, la rotation du balancier telle quielle est représentée en figure 2 se traduit par un déplacement vers l'avant du bottier 1, le talon du balancier glissant ou plus exactement s'enroulant sur le câble 27 de la platine.Le mouvement de descente du vérin 4 est limité par la butée de la face postérieure du vérin sur le point d'appui lS de la semelle 15 du bottier. Cette course du vérin correspond au déplacement angulaire du balancier et à la translation dudit bottier pour ameer sa facell sensiblement dans le plan vertical de la face frontale 31 de la platine 3. Lorsque l'on continue à alimenter le vérin 4 en fluide, celui-ci devient alors plus puissant que le ressort de rappel 20 et se déplace vers le haut entraînant dans son mouvement la queue du bras de poussée 7 qui dtant solidaire de la mâchoire de bridage 2 pivote avec elle sur l'axe 6 entraînant ainsi le doigt d'appui 21 en direction de la pièce à usiner 31. Les efforts sont démultipliés et les courses résuites du fait du rapport des bras de levier entre l'accouplement du verin 4 et l'extrémité 21 de la machoire de bridage 2. Le tirant 8 sert, non seulement à réunir la mâchoire de bridage et le bras de poussée 7 à la façon d'une triangulation mais permet également de réaliser l'approche de la mâchoire de bridage par rotation du tirant 8 dans les noix respectives 10 et 11. La figure 1 montre d'ailleurs en trait mixte une autre position du tirant 8 correspondant à une autre position de la mâchoire de bridage 2 également en trait mixte. Après usinage de la pièce 31 on procède au retrait de la mâchoire de bridage et à son effacement par purge du vérin ce qui entrasse automatiquement le relevage de la mâchoire et le recul du bottier par rapport a la platine 6. Les pièces reprennent alors leur-position initiale telle que visible en figure 1 sous l'action du ressort de rappel contenu dans la platine et du ressort (non représenté)- monté dans le vérin. Ce dispositif est d'une construction relativement simple puisqu'il comporte en fait une mâchoire de bridage, un bras de poussée, un vérin principal,un ressort de rappel et un balanc qui assure la liaison entre le bottier et la semelle. Il est d'un fonctionnement efficace et son déplacement en translation latérale permet d'effacer aisément la mâchoire de bridage pour libérer la pièce usiner 31 sansengendrer de gêne pour l'opérateur. Bien entendu, le ressort de rappel 20 pourrait être remplacé par un vérin répondant aux mêmes fonctions et permettant d'obtenir les mêmes résultats. Sur les figures 1 et 2, on a représenté la pièce a usiner 31 pour les deux positions du dispositif de bridage selon l'invention; en positionne repos (Fig. 1), il existe un jeu entre la face supérieure d'appui 32 de la pièce à usiner et la face inférieure du doigt d'appui 21.de la mâchoire de bridage 2; ce jeu E est ab sorbé par la mâchoire de serrage lorsqu'elle vient en position opérationnelle comme représenté figure 2. REVENDICATIONS 10) - Dispositif pour l'immobilisation et le bridage de pièces, notamment de pièces métalliques à usiner, telles que celles placées sur les tables de machines-outils, ce dispositif étant constitué d'un bottier duquel fait saillie une mâchoire de bridage, mobile angulairement dans un plan vertical sous l'action d'un bras de poussée accouplé a un organe de commande, dispositif caractérisé en ce que le bottier (1) est monté coulissant sur une platine fixe (3) pour pouvoir adopter au moins deux positions, l'une dite "de repos", l'autre dite "opérationnelle", le déplacement en translation du boîtier d'une position à l'autre ainsi que la rotation de la mâchoire de bridage (2) étant réalisé par un vérin (4). 20) - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la mâchoire de bridage (2) et le bras de poussée (7) sont montés mobiles en rotation sur un axe commun (6), ces deux éléments étant rendus solidaires dans leur déplacement angulaire par un tirant (8), dont l'une des extrémités (8l) est fixée a la queue (22) de la mâchoire (2), l'autre (82) au bras de poussée (7), l'extrémité de ce bras etant accouplée au piston (41) du vérin (4). 34) - Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le bras de poussée (7) est relié à la semelle (15) du bottier (1) par un ressort de rappel taré (20), travaillant en traction et dont la puissance est supérieure à la pression du fluide nécessaire au déplacement immédiat du piston du vérin (4), celui-ci étant monté mobile dans un plan vertical. 40) - Dispositif selon l'une quelconque des revendications de 1 à 3 caractérisé en ce que la liaison entre le boîtier (1) et la platine fixe (3) est réalisé par un balancier (16), articulé sur ledit bottier et soumis à l'action du vérin (20), le talon (16l) de ce balancier etant monté à glissement sur une rampe (27) de la platine (3). 50) - Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que la rampe (27) de la platine (3) est formée d'un câble tendu glissant dans une gorge (162) du talon du balancier (16). 60) - Dispositif selon l'une quelconque des revendications de 1 à 5 caractérisé en ce que le vérin (4) comporte, d'une part, une collerette d'appui (43) provoquant lors de son mouvement de descente le pivotement du balancier (16) et par suite le déplacement en translation du boîtier (1), par rapport a la platine (3), pour passer de la position de repos à la position opérationnelle, d'autre part, une butée de fin de course venant en contact de la semelle (15) du bottier (1) et provoquant par réaction son déploiement et par suite la rotation de la mâchoire de bridage (2) à l'encontre de la force du ressort de rappel (20). 70) - Dispositif selon l'une quelconque des revendications de l à 6 caractérisé en ce que le boîtier (1) comporte une butée (23) limitant l'action du ressort de rappel (20). 80) - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la platine (3) comporte un ressort de réarmement ramenant le boîtier dans la position de repos, après relevage de la mâchoire de bridage (2). 90) - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la platine(3) comporte au moins un orifice de fixation (26) pour le passage d'un organe d'ancrage tel qu'un boulon (27). 100) - Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le tirant est constitué d'une tige filetée à double pas, gauche et droite, chacune des deux extrémités étant montée rotative dans une noix (10) et (11) solidaire respectivement de la queue (22) de la mâchoire de bridage (2) et du bras de poussée (7), ce tirant (8) comportant à son extrémité supérieure une tête à six pans creux.