Brevet FR2618362A3 — publié le 19890127

FR 2618362 A3 19890127 FR 8710535 A 19870724 DISPOSITIF POUR SUPPORTER ET POSITIONNER UN OUTIL A LA SURFACE D'UNE PIECE DE FORME QUELCONQUE DESCRIPTION L'invention concerne un dispositif permettant de supporter et de positionner un outil à la surface d'une pièce de forme quelconque. Le mot "outil" est pris ici dans son sens le plus large, c'est-à-dire qu'iL désigne des appareils permettant d'effectuer des usinages mécaniques, ainsi que des appareils de découpe, de marquage, de projection, etc. Le dispositif de supportage et de positionnement selon l'invention s'applique avantageusement, bien que de façon non limitative, à la réparation de pièces en matériau composite ayant subi un dommage à la suite d'un impact. Une telle réparation, effectuée manuellement, débute par un usinage en escaLier dans la peau du composite, afin d'éliminer la zone endommagée. Pour effectuer cet usinage, on a recours à un outillage manuel tel qu'une meule, cet outillage étant monté sur un dispositif qui en assure å la fois te supportage et le positionnement par rapport a la surface de La pièce. Selon la nature du dommage subi par la pèche, L'usinage manuel peut s'effectuer sans guidage ou au contraire avec l'aide d'un gabarit, et selon des trajectoires rectilignes ou courbes. Dans L'état actuel de la technique, Les dispositifs de supportage et de positionnement de L'outil comprennent un corps constitué d'une semelle monobloc et rigide. L'outil est fixé dans un logement formé dans cette semeLle, de telle sorte que son positionnement vertical par rapport à la surface soit réglable, Le contact de ta semelle avec la surface de la pièce est assuré par trois pieds dont l'un au moins, équipé d'un pivot à rotule à son extrémité, est de longueur réglable et peut être déplacé dans une rainure passant par le centre actif de L'outil, pour servir de point de pivotement au dispositif. Selon Le cas, les deux autres pieds sont fixes et non réglables ou au contraire articulés et réglables. Si ces dispositifs de supportage et de po#itionnement connus permettent bien d'usiner manuellement des pièces planes ou sensiblement planes, avec ou sans-guidage, selon des trajectoires rectilignes ou courbes, ils ne peuvent être utilisés lorsque les surfaces à usiner sont courbes ou présentent des formes évolutives. L'invention a précisément pour objet un dispositif de supportage et de positionnement d'un outil par rapport à la surface d'une pièce, qui peut être utilisé quelle que soit la forme de cette surface, c'est-à-dire aussi bien sur une surface plane ou sensiblement plane que sur une surface courbe ou évolutive, la trajectoire suivie par l'outil pouvant être rectiligne ou circulaire et le déplacement de L'outil pouvant être effectué sans guidage ou suivant un gabarit. Conformément à L'invention, ce résultat est obtenu au moyen d'un dispositif pour supporter et positionner un outil à la surface d'une pièce de forme quelconque, ce dispositif étant caracterise en ce qu'il comprend un corps central équipé d'organes de contact définissant un plan de référence apte a être amené sur ladite surface, ce corps central présentant un logement pour ledit outil, qui débouche entre ces organes de contact, le dispositif comprenant de plus un bras articulé sur le corps central autour d'un axe parallèle au plan de référence, ce bras portant un pied de centrage par L'intermédiaire de moyens de positionnement permettant de régler la distance séparant le pied de centrage de l'axe d'articulation du bras. Gracie a l'utilisation d'un bras articulé portant un pied de centrage, le dispositif selon L'invention permet à l'outil de suivre une trajectoire circulaire autour de ce pied de centrage, même Si la surface de la pièce est courbe ou évolutive. De préférence, le pied de centrage porté par le bras articulé est amovible, ce qui permet d'utiliser ce bras comme poignée afin de faire suivre à L'outil une trajectoire quelconque à la surface de la pièce. Selon un autre aspect de l'invention, les organes de contact comprennent un patin de guidage pourvu d'une surface plane de contact avec ladite surface et d'un bord plan de guidage tourné vers L'extérieur du corps central. Ce patin de guidage permet à L'opérateur de suivre un gabarit à la surface de la pièce. Le patin de guidage peut notamment être placé entre Le logement et le bras articulé, les organes de contact comprenant de plus un pied de longueur réglable situé de l'autre côté du logement par rapport au guide, de telle sorte que le patin de guidage s'étende de part et d'autre d'une droite joignant ce pied de Longueur régLable au pied de centrage. Afin de permettre des usinages en escalier à la surface de la pièce, le logement ayant un axe approximativement perpendiculaire au plan de référence, le corps central comprend des moyens de blocage de L'outil dans un réceptacle, et des moyens de réglage de positionnement du réceptacle selon l'axe du logement. L'axe d'articulation du bras est de préférence perpendiculaire à l'axe du Logement. Pour permettre l'aspiration des copeaux ou poussières éventuelles, dans Le cas d'un usinage mécanique, ou l'aspiration de vapeur ou de gaz, dans d'autres cas d'interventions, une conduite d'aspiration peut déboucher dans le logement formé dans le corps central. Un mode de réalisation particulier de l'invention va maintenant être décrit, à titre d'exemple nullement limitatif, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue de coté, en coupe partielle, représentant un dispositif de supportage et de positionnement conforme à L'invention, sur lequel est montée une meuleuse pneumatique portative, - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de La figure 1, et - la figure 3 est une vue en perspective illustrant l'utilisation du dispositif des figures 1 et 2 pour effectuer un usinage manuel en gradins à la surface d'une pièce. Le dispositif 10 de supportage et de positionnement représenté sur les figures 1 et 2 comprend un corps central 12 présentant une symétrie de révolution autour d'un axe prévu pour être orienté perpendiculairement à la surface S de la pièce P à usiner. Le corps central 12 du dispositif 10 comprend une partie supérieure 14 et une partie inférieure 16 coopérant par exemple par l'intermédiaire d'un filetage 18 permettant de régler la position relative de La partie supérieure 14 par rapport à la partie inférieure 16, selon l'axe du corps central. Ce corps 12 comprend également une partie 13 immobilisée axialement sur la partie 16 par l'intermédiaire, par exemple, de trois butées mécaniques 15. Cette pièce 13 est mobile en rotation, autour de L'axe du logement 22, par rapport à la partie inférieure 16. Un dispositif de blocage permet d'immobiliser la partie supérieure 14 par rapport à la partie inférieure 16 dans la position relative souhaitée. Dans l'exemple représente, ce dispositif de blocage comprend un support 14a solidaire de la partie 14 au corps central 12 et présentant un trou taraudé dans lequel est placée une vis 20 orientée radialement par rapport à L'axe du corps central et dont l'extrémité vient en appui sur la partie inférieure 16. Les parties supérieure 14, inférieure 16 et 13 du corps central 12 sont traversées selon l'axe de ce dernier par un passage délimitant un logement 22 dans lequel peut être reçue la partie active d'un outil. Sur la figure 1, cet outil O est une meuleuse pneumatique portative dont seule une partie de la tête T portant la meule M est reçue dans le logement 22. Comme on l'a déjà indiqué, un outil de type différent tel qu'un outil de découpe, de marquage, de projection, etc. pourrait être monté sur le dispositif 10. Pour permettre le positionnement de la meule r, par rapport à la surface S à usiner, le logement 22 comprend à sa partie supérieure un réceptacle cylindrique 22a formé dans la partie 14 du corps 12 et dont le diamètre intérieur correspond au diamètre extérieur de la tête T de L'outil. Ce réceptacle 22a est délimité vers le bas par un épaulement 22b. La tête T de l'outil est fixée dans le réceptacle 22a et maintenue en appui contre cet épaulement 22b par un système de blocage. Dans l'exemple représente, ce système de blocage comprend une pièce en U 26 articulée sur la partie 14 du corps central autour d'un axe perpendiculaire å l'axe de ce dernier. Une vis 24 est reçue dans un trou taraudé formé sur la pièce en U 26, de façon à pouvoir être amenée au-dessus de La tête T de l'outiL, selon l'axe du corps central. Cette disposition permet de dégager la partie supérieure du logement 22 par basculement de la pièce 26, lors de la mise en place et de l'enlèvement de l'outil. Pour permettre l'évacuation des copeaux et des poussières Lors d'un usinage mécanique ou encore l'évacuation des vapeurs ou des gaz lorsque L'outil est d'une autre nature, la partie supérieure 14 du corps central 12 est équipée de préférence d'une tubulure 31 débouchant dans le logement 22 et pouvant être raccordée à des moyens d'aspiration extérieurs (non représentes). Sur sa face inférieure tournée vers la surface S de la pièce P à usiner, la partie 13 du corps central 12 est équipée d'organes aptes à venir en contact avec cette surface. Ces organes comprennent un pied 28, de préférence de longueur réglable, dont L'axe est orienté paraLlèlement à l'axe du corps central, ce pied 28 étant terminé par une surface bombée 28a. Les organes de contact portés par la partie 13 comprennent également un patin de guidage 30 qui a la forme d'un bloc parallélépipédique. Le pied 28 et le patin de guidage 30 sont disposés de part et d'autre du logement 22. Le patin de guidage 3C s'étend de part et d'autre d'un plan passant par L'axe du corps central et par l'axe du pied 28, comme l'illustre la figure 2 et il est disposé de façon symétrique par rapport à ce plan. Le patin 30 comprend une surface de contact plane 30a orientée perpendiculairement à l'axe du corps central 12 et tournée vers la surface S. Cette surface 30a du patin 30 définit avec l'extrémité bombée 28a du pied 28 un plan de référence apte à être amené en contact avec la surface S de la pièce à usiner. Le patin de guidage 30 comprend de plus un bord plan de guidage 30b orienté parallèlement à l'axe du corps central 12 et perpendiculairement au plan passant par cet axe et par L'axe dupied 28. Ce bord de guidage 30b est tourné vers l'extérieur du corps central 12, afin de pouvoir être amené en appui contre une réglette ou un gabarit de guidage lorsque l'usinage le nécessite. Conformément à une caractéristique essentielle de l'invention, le dispositif de supportage et de positionnement 10 représenté sur les figures 1 et 2 comprend de plus un bras 32 articulé sur la partie 13 du corps central 12, autour d'un axe perpendiculaire à l'axe de ce dernier et situé à une faible distance au-dessus du plan de référence défini par la surface 30a du patin 30 et par l'extrémité bombée 28a du pied 28. De préférence, cet axe d'articulation du bras 32 est en outre perpendiculaire au plan passant par l'axe du corps central 12 et par L'axe du pied 28. En pratique, l'articulation du bras 32 sur le corps central 12 est assuré au moyen de deux pivots 34 faisant saillie radialement de part et d'autre de la partie 13 du corps central 12 et sur lesquels viennent s'emboiter les extrémités de deux branches formées à l'extrémité correspondante du bras 32. Le bras 32 se présente sous la forme d'une plaque métallique de faible largeur. Ce bras 32 est situé du coté du patin 30, par rapport au corps central 12. Sur la majeure partie de sa longueur et selon son axe longitudinal, le bras 32 présente une rainure rectiligne 36 dans laquelle peut coulisser une extrémité rectangulaire 38a d'un centreur 38 portant à son extrémité opposée un pied de centrage 38b. Une vis 40 reçue dans un trou taraudé formé dans la partie rectangulaire 38a du centreur permet d'appliquer une rondelle 42 sur la face supérieure du bras 32 et, par réaction, une partie du centreur 38 de largeur supérieure à celle de la rainure 36 sur la face inférieure du bras 32. De cette manière, il est possible en desserrant la vis 40 de déplacer le centreur 38 d'une extrémité å L'autre de la rainure 36. En outre, le centreur 38 peut également être démonté en dévissant complètement la vis 40. La mise en oeuvre du dispositif 10 qui vient d'être décrit est très simple et permet de s'adapter à la réalisation d'opérations de natures diverses à la surface de pièces pouvant présenter des formes très variées. Ainsi, dans le cas d'un usinage à L'aide d'un outil O tel que la meuleuse pneumatique représentée sur la figure 1, la tête T de c#ette meuleuse est immobilisée dans le réceptacle 22a au moyen de la vis 24. La position de la partie supérieure 14 du corps central 12 est ensuite ajustée à la profondeur de passe désirée, après avoir amené la meule M au contact de la surface S de la pièce à usiner, alors que le plan de référence défini par la surface 30a du patin 30 par l'extrémité bombée 28a du - pied 28 est maintenu en appui sur cette surface S. Lorsque le réglage permis par le filetage 18 est terminé, la vis 20 est bloquée. Pour effectuer un usinage circulaire sur une pièce plane ou sensiblement plane, le centreur 38 est positionné dans la rainure 36 du bras 32 afin que le rayon défini entre le pied 38b et la meule M corresponde au rayon de L'usinage circulaire désiré. Le pied de centrage 38b est alors placé dans un perçage effectué à cet effet à la surface de la pièce (figure 1) et l'ensemble est déplacé manuellement par l'opérateur autour de ce pied selon la trajectoire circulaire à parcourir. Au cours de cette opération, l'axe longitudinal du bras articulé 32 et la face inférieure de la meule M sont toujours parallèles à la face de la pièce à traiter. La stabilité du dispositif suivant l'axe longitudinal du bras 32 est assurée par le contact de la face inférieure 30a du patin 30 et de l'extrémité bombée 28a du -pied 28 avec la surface S.La stabilité du dispositif suivant une direction transversale à l'axe longitudinal du bras 32 est assurée par la longueur de La portée définie par la face inférieure 30a du patin 30 portant sur la surface S de la pièce à traiter. Lorsqu'un tel usinage circulaire est effectué sur une pièce présentant une surface S non plane, la face inférieure de la meule M est toujours parallèle à la tangente à la surface S de la pièce à traiter alors que l'axe longitudinal du bras articulé 32 présente une orientation différente liée à la forme de la pièce. Grâce à l'articulation du bras 32 sur le corps 12, le dispositif reste cependant stable et la valeur du rayon formé entre le pied de centrage 38b et la meule M peut toujours être déterminée avec précision. Comme l'illustre notamment la figure 3, le dispositif 10 selon L'invention peut aussi être utilisé pour effectuer des opérati#ons telles que des usinages en utilisant un gabarit ou des réglettes de guidage R placées à la surface S de la pièce P. L'articulation du bras 32 sur.le corps central 12 permet alors, après démontage du centreur 38, de dégager le bord de guidage 30b formé sur le patin 3C pour amener ce bord en appui contre la réglette et effectuer l'usinage souhaité. Grâce au dispositif 10 de l'inventior, cet usinage peut être réalisé aussi bien lorsque la surface est plane ou sensiblement plane que Lorsqu'elle présente une forme quelconque. Ce dispositif 10 peut enfin être déplacé sans aucun guidage à la surface de la pièce. Le bras 32 constitue alors une poignée facilitant le travail de l'opérateur lorsque le centreur 38 est démonté. Comme L'illustre également la figure 3, la possibilité de réglage précis de la position de la partie haute 14 du corps central 12, dans laquelle -est fixée la tête de l'outil, par rapport à la partie basse 16 qui est en appui sur l'épaulement 17 de la partie 13, permet d'effectuer par des passes successives de profondeur contrôlée un usinage en gradin tel que celui qui est représenté en G sur la figure 3, le patin 30 ainsi que Le pied 28 étant maintenus en permanence en contact avec la surface S de La pièce. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour supporter et positionner un outil (O) à la surface (S) d'une pièce (P) de forme quelconque, ce dispositif (10) étant caractérisé en ce qu'il comprend un corps central (12) équipé d'organes de contact (28, 30) définissant un plan de référence apte à être amené sur ladite surface, ce corps central présentant un logement (22) pour ledit outil, qui débouche entre ces organes de contact, le dispositif comprenant de plus un bras (32) articulé sur le corps central (12) autour d'un axe parallèle au plan de référence, ce bras portant un pied de centrage (38b) par L'intermédiaire de moyens de positionnement (36, 4C) permettant de régler la distance séparant le pied de centrage de L'axe d'articulation du bras. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que Le bras (32) est articulé sur une partie (13) du corps central (12) portant les organes de contact (28, 30), une autre partie (14) du corps central (12), apte à tourner autour de l'axe du logement (22) par rapport à La partie (13), comportant un réceptacle (22a) pour l'outil (O). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé .en ce que la partie (14) du corps central (12) comprenant le réceptacle (22a) est immobilisée en translation sur la partie (13) portant les organes de contact (28, 30) par des butées mécaniques (15). 4. Dispositif selon L'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que Le pied de centrage (38b) est amovible. 5. Dispositif selon L'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les organes de contact comprennent un patin de guidage (30) pourvu d'une surface plane de contact (30a) avec ladite surface (S) et d'un bord plan de guidage (30b) tourné vers l'extérieur du corps central (12). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le patin de guidage (30) est placé entre Le logement (22) et le bras articulé (32), les-organes de contact comprenant de plus un pied (28) de longueur réglable situé de l'autre côté du logement (22) par rapport au patin de guidage (30), de telle sorte que le patin de guidage (30) s'étende de part et d'autre d'une droite joignant ce pied de longueur réglable (28) au pied de centrage (38b). 7. Dispositif selon L'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, le logement (22) ayant un axe approximativement perpendiculaire au plan de référence, le corps central (12) comprend des moyens (24, 26) de blocage de l'outil (O) dans un réceptacle (22a), et des moyens de réglage de positionnement (18) dudit réceptacle selon l'axe du logement. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'axe d'articulation du bras (32) est perpendiculaire à L'axe du logement (22). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 å 8, caractérisé en ce qu'une conduite d'aspiration (31) debouche dans le logement (22) formé dans le corps central (12).