Brevet FR2628018A1 — publié le 19890908

RÉPUBLIQUE FRAN AISE NI de publication: 2 628 018 (à n'utiliser que pour les INSTITUT NATIONAL commandes de reproduction) DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE NI d'enregistrement national: 88 03 1 45 PARIS Int Cl: B 25 B 1/18. DEMANDE DE BREVET D'INVENTION Ai Date de dépôt: 4 mars 1988. S Demandeur(s) S.A. LEJEUNE. - FR. ( Priorité ( Inventeur(s) Date de la mise à disposition du public de la demande: BOPI " Brevets"r n0 36 du 8 septembre 1989. Références à d'autres documents nationaux appa- rentés: rentés Titulaire(s): \7 Mandataire(s): Bugnion associés, Etau à serrage hydropneumatique. Q Etau à serrage hydropneumatique comportant un piston pneumatique et primaire et deux pistons hydrauliques secon- daires agissant sur la mâchoire mobile 5 de l'étau et montés 60 58 59 6 6 sur une culasse 4 mobile sur un bâti 1. cette culasse étant ' '/" déplacable au moyen d'une vis 6 traversant un écrou 7 soli-. ' '. daire du bâti. Pour décharger l'écrou 7 de la force de serrage, il est prévu un dispositif de blocage de la culasse 4 sur le bâti,.... .. comprenant un piston pneumatique 43 agissant sur un piston -à m secondaire hydraulique 53 tirant sur une bride de blocage 56, ', , En outre, les mors 58, 59 de l'étau sont montés élastiquement 6?,7 1. 4 4 5 Y 2- sur des ressorts 67 et descendent lors de leur serrage. ! Utilisation pour le maintien de pièces sur des machines outils. oe 0U Un. D Vente des fascicules à L'IMPRIMERIE NATIONALE, 27, rue de la Convention -75732 PARIS CEDEX 15 L'invention a pour objet un étau à serrage hydropneuma- tique comprenant un bâti muni d'une mâchoire fixe et portant une culasse mobile sur ce bâti, dans une glis- sière, la culasse comprenant un piston primaire action- né pneumatiquement et agissant hydrauliquement sur au moins un piston secondaire solidaire de la mâchoire mobile de l'étau, le rapport des sections des pistons étant tel que l'ensemble constitue un multiplicateur de force. Du brevet FR 2 404 492 on connait un étau comportant deux pistons primaires pneumatiques agissant sur un piston hydraulique commun agissant lui-même au centre de la mâchoire mobile. La culasse portant ces pistons peut-être déplacée sur le bâti en desserant une vis perpendiculaire au plan de glissement et en soulevant la culasse afin de permettre le déplacement d'une bille solidaire de la culasse face à un autre trou prévu sur le bâti. Lors du serrage, la bille et la vis doivent supporter toute la force de serrage. Or, cette force de serrage peut atteindre 100 à 150 kN et il arrive par- fois que ces éléments ne supportent pas cette force de serrage et se rompent. En plus l'obligation de soulever la culasse, lors de chaque déplacement pour libérer la bille, présente le risque que des corps étrangers par exemple des copeaux se glissent entre la culasse et le bâti et.d'autre part, le déplacement de la culasse se faisant par pas d'au moins quelques mm un réglage fin est laborieux. En outre, on a constaté parfois que le serrage des mâchoires n'était par uniforme, ce qui peut provoquer des déformations de la pièce à usiner mainte- nue dans l'étau. L'invention a pour but de réaliser un étau obviant aux inconvénients ci-dessus, c'est-à-dire un étau présen- tant des moyens de déplacement continu, des moyens de protection pour les moyens assurant le déplacement de la culasse contre les efforts auxquels sont soumis lors du serrage, et dont les mâchoires serrent la pièce à usiner de façon uniforme. L'étau selon l'invention, contrairement à l'étau selon l'art antérieur, présente un seul piston primaire sur- dimensionné et deux pistons secondaires montés paral- lèlement et agissant sur la mâchoire mobile en deux points situés symétriquement par rapport au plan médian de la mâchoire. D'un manière générale, l'étau selon l'invention est ca- ractérisé en ce que la culasse est déplaçable au moyen d'une vis solidaire en translation de la culasse et traversant un écrou fixé au bâti et qu'il comprend deux pistons secondaires parallèles et des moyens auxiliai- res de blocage de la culasse sur le bâti. En utilisant, pour le déplacement de la culasse, une vis solidai're de la culasse et traversant un écrou fixé au bâti, on obtient un déplacement précis et continu de la culasse tout en diminuant le risque de laisser pas- ser des corps étrangers entre la culasse et le bâti. Afin de protéger l'écrou qui supporte la quasi totalité de la force de serrage on a prévu les moyens auxiliai- res de blocage qui sont de préférence automatiques et sont actionnés juste avant les moyens de serrage de l'étau. Ces moyens auxiliaires de blocage sont de pré- férence constitués par une bride solidaire d'un piston hydraulique actionné par un piston primaire pneumatique monté parallèlement au piston pneumatique assurant le serrage de l'étau. 2 6 2 8 0 1 8 A titre auxiliaire, il est en outre prévu d'obvier à un autre inconvénient des étaux connus. Dans les étaux connus, la pièce à usiner, lors du serrage de l'étau, a tendance à se soulever et à décoller de la cale sur laquelle elle repose et qui la soutient. Or, l'appui de la pièce à usiner sur cette cale est déterminant pour la précision du positionnement vertical de la pièce à usiner. Jusqu'ici, l'opérateur a corrigé ces défauts en tapant sur la pièce serrée avec un maillet. Une telle opération n'est pas toujours recommandée et elle n'est même pas envisageable dans un processus automatisé. Pour obvier à cet inconvénient, l'étau selon l'inven- tion est équipé de préférence de mâchoires munies de mors coulissant mobiles obliquement dans un plan verti- cal et soutenus élastiquement. Ces mors présentent, à cet effet, des faces obliques en contact avec les mâchoires qui les portent, ces faces coopérant avec des faces des mâchoires obliques et convergeant vers le haut de telle sorte que les mors descendent, ensemble, lors de leur serrage, en appliquant la pièce serrée sur sa cale. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'invention et une variante de celle-ci. La figure 1 est une vue en coupe selon A-A de la figure 3 dont la partie gauche supérieure est une coupe selon B-B de la figure 3 et qui montre en outre une coupe partielle selon F-F de la figure 2. La figure 2 est une vue en coupe de la culasse selon C-C de la figure 4. La figure 3 est une vue en coupe selon D-D de la figure 1. 26280 18 La figure 4 est une vue en coupe selon E-E de la figure 2. La figure 5 est une vue de dessus d'un mors mobile, seul. La figure 6 représente, à titre de variante, une modification de la figure 1. La figure 7 est une vue de la face de serrage de l'un des mors. La figure 8 représente la vue en coupe F-F à plus grande échelle. L'étau représenté comprend un bâti 1 de section rectan- gulaire dont la face inférieure et les deux faces latérales sont Iectifiées, de telle sorte que l'étau peut être utilisé dans trois positions différentes sur une table de machine outils. Les faces latérales sont munies à cet effet d'une rainure la, respectivement lb, pour leur fixation par des brides. Le bâti 1 présente une glissière 2 et une mâchoire fixe 3 venue d'une pièce avec le batî. Sur le bâti 1 sont montées mobiles dans la glissière 2 une culasse 4 et une mâchoire 5 solidaire de la culasse 4. Le déplacement de la culasse 4 sur le bâti 1 est assuré par une vis 6 à pas trapé- zoidal solidaire en translation de la culasse 4 et vis- sée dans un écrou 7 fixé à l'extrémité du bâti 1. La vis 6 présente une portée cylindrique lisse 8 tournant dans un flasque 9 de la culasse et se termine par un carré 10 destiné à recevoir une manivelle ou autre moyen d'entraînement manuel ou automatique. Contre la face arrière verticale 11 de la culasse 4 est fixée une plaque de bronze 12. Entre cette plaque 12 et le flasque 9 sont montés parallèlement céte à côte un cylindre pneumatique primaire principal 13 et un cylin- dre pneumatique auxiliaire 14. Le flasque 9 et la pla- que 12 sont maintenus ensemble par des tirants 15 et 16 aux extrémités décolletées et filetées, vissées d'une part dans la plaque 12 et munies à leurs autres extré- mités d'un écrou borgne 17 et 18. Les extrémités du cy- lindre 13 sont fermées par des disques 19 et 20 garnis d'un joint O-ring. De la même manière le cylindre auxi- liaire 14 est fermé par deux disques 21 et 22 garnis d'un joint O-ring. Dans le cylindre pneumatique 13 se déplace un piston primaire 23 solidaire d'une tige de piston 24 traversant le disque 20 par un alésage garni d'un joint O-ring 25. La tige de piston 24, qui est partie intégrante du piston primaire, pénètre librement dans un alésage central 26 de la culasse 4 dont l'en- trée est munie d'une garniture de joint 27 de profil en L. l' alésage 26 communique avec un conduit transversal 28 (figure 3) débouchant dans deux alésages secondaires 29 et 30 parallèles fermés par des disques 31, respectivement 32 munis de garniture d'étanchéité de section cruciforme. Dans ces alésages 29 et 30 sont mon- tés des pistons secondaires 33, respectivement 34 munis d'une tige 35, respectivement 36, tiges munies d'une tête profilée 37, respctivement 38 par lesquelles elles sont solidarisées de la mâchoire mobile 5. Les alésages 26, 29 et 30 sont remplis d'huile introduite par le con- duit 39 bouché ensuite par un bouchon 40. Une purge de ces alésages peut etre effectuée en dévissant les bou- chons-41 et 42 fermant des conduits de purge. Le cylin- dre pneumatique primaire 13 présente bien entendu une entrée d'air comprimé non visible sur le dessin. Le pis- ton primaire 23 et sa tige 24 constituent un multiplica- teur de force comme décrit dans le brevet FR 2 404 492. La pénétration de la tige de piston 24 dans l'alésage 26 a pour effet de chasser l'huile de cet alésage et de pousser les pistons secondaires 33 et 34 qui poussent i leur tour la mâchoire mobile 5 contre la mâchoire fixe 3. Les pistons sont représentés au dessin en position de serrage. De manière analogue au cylindre 13, le cylindre auxi- liaire 14 contient un piston 43 solidaire d'une tige de piston 44 (figure 1) traversant le flasque 22 et péné- trant librement dans un alésage 45 de la culasse 4, s'étendant parallèlement à l'alésage 26. L'arrière de l'alésage 45 est fermé par un cylindre 46 traversé sans jeu par la tige 44 et par une garniture d'étanchéité 47 analogue à la garniture 27. L'alésage 45 est rempli d'huile par un conduit de remplissage 48 fermé par un bouchon 49. L'alésage 45 communique par un conduit 50 avec un alésage vertical 51 situé en avant de l'alésage 26, fermé par une plaque 52 et contenant un piston 53 solidaire d'une tige 54 traversant verticalement la culasse, sans jeu, dans un alésage 55. Le conduit 50 débouche sous le piston 53, comme indiqué par le trait mixte à la figure 1. L'extrémité inférieure de la tige de piston 54 est filetée et elle est vissée dans une bride 56 dont les extrémités latérales sont engagées dans les rainures de la glissière 2. Lorsque le piston 53 est repoussé vers le haut, la bride 56 est serrée contre les faces horizontales supérieures des rainures de la glissière 2, ce qui a pour effet de bloquer la culasse 4 sur le bàti 1. Le piston pneumatique auxi- liaire 43 est à double effet. Le déblocage s'effectue par un conduit 77 (figure 1). La purge du système de blocage de la culasse se fait par le conduit 57 (figure 21. Les mâchoires 3 et 5 de l'étau sont munies de mors 58 et 59 mobiles obliquement dans un plan vertical. A cet effet, ils présentent une face oblique 60, respective- ment 61 coopérant avec une surface oblique correspon- dante des mâchoires respectives. Chacun de ces mors est monté entre deux plaques latérales 62 et 63 fixées de chaque côté de chacune des mâchoires. A cet effet les mors présentent deux pattes 64 et 65 (figure 5) s'enga- geant dans une rainure oblique 66 de la plaque corres- pondante (figure 8) dont la longueur est supérieure à la largeur des pattes 64 et 65. Les pattes 64 et 65 reposent sur des ressorts 67 logés dans les plaques latérales 62 et 63 et leur position initiale, desserrée, peut être ajustée au moyen de vis 68 portées par les plaques latérales 62 et 63. Les mors sont donc suspendus élastiquement et ils descendent lors du serrage, sous l'effet des rampes 60 et 61. ' La face 69 de serrage des mors 58 et 59 est striée comme représentée à la figure 7. Ces stries se présen- tent sous la forme d'arcs de cercles parallèles 70 dont les centres sont situés dans le plan médian vertical des mors, en-dessous du bâti. La forme de ces stries contribue à obtenir un meilleur maintien de la pièce à usiner daps l'étau. L'étau étant ouvert, la pièce à usiner est disposée entre les mors 58 et 59. Les mâchoires de l'étau sont ensuite partiellement refermées en entraînant la culas- se 4 au moyen de la vis 6. On laissera, en général quelques mm de jeu ce qui permettra d'enlever la pièce sans agir sur la vis 6. Ensuite, le piston auxiliaire 43 est actionné et la culasse 4 est bloquée sur son bâti 1. On peut ensuite actionner le piston principal 23 pour serrer l'étau par les deux tiges 35 et 36. On peut obtenir l'actionnement automatique du piston prin- cipal 23 en utilisant une alimentation en air comprimé commune aux deux pistons pneumatiques 43 et 23. Comme le piston auxiliaire 43 est, d'une part, pratiquement toujours en fin de course car son déplacement utile est court, et d'autre part, le volume de son cylindre est inférieur à celui du piston principal 23, le piston auxiliaire 43 arrive en fin de course et assure le blocage de la culasse 4 sur le bâti avant que le piston principal soit réelement actionné. En utilisant donc la même alimentation pour les deux pistons pneumatiques on obtient une mise en action différenciée ce qui assure le blocage de la culasse avant le serrage de l'étau. Lors de ce serrage, les mors 58 et 59 sont entrainés vers le bas par leurs rampes 60 et 61 en appliquant la pièce à usiner sur la cale préalablement placée sous elle. La force de serrage sera bien entendu fonction des dimensions de l'étau, en particulier des dimensions des cylindres et pistons. Cette force peut être par exemple de 50 à 150 kN. Le blocage de la culasse 4 sur son bâti 1 peut se faire pas d'autres moyens, par exemple au moyen de deux vis verticales 71 tirant la bride 56 vers le haut, comme représenté à la figure 6. Sur la figure 4 on distingue en outre un doigt de sécu- rité 72 monté radialement sur le cylindre 13. Ce doigt de sécurité 72 est repoussé par un chanfrein du piston primaire 23 si une insuffisance d'huile dans le circuit secondaire permet au piston primaire 23 d'arriver à l'extrémité du cylindre 13. Le doigt 72 actionne un in- terrupteur ayant pour effet de stopper la machine sur laquelle est monté l'étau. 2Z628018 REVENDICATIONS 1. Etau à serrage hydropneumatique comprenant un bâti (1) muni d'une mâchoire fixe (3) et portant une culasse (4) mobile sur ce bâti dans une glissière (2), la culasse (4) comprenant un piston primaire (23, 24) actionné pneumatiquement et agissant hydrauliquement sur au moins un piston secondaire solidaire de la mâchoire mobile (5) de l'étau, le rapport des sections des pistons étant tel que '1 ensemble constitue un mul- tiplicateur de force, caractérisé en ce que la culasse est déplaçable au moyen d une vis (6) solidaire en translation de la culasse et traversant un écrou (7) fixé au bâti, et en ce qu'il comprend deux pistons secondaires parallèles (33, 34) et des moyens auxiliai- res de blocage de la culasse sur le bâti (43, 53, 56). 2. Etau selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens auxiliaires de blocage de la culasse (4) sur le bâti (1) sont constitués par une bride (56) trans- versale mobile solidaire de la culasse et coulissant avec celle-ci dans la glissière du bâti, cette bride étant solidaire d'un piston (53) transversal à la direction de déplacement de la culasse, monté dans la culasse et actionné lui-même hydrauliquement par un piston pneumatique (43) monté parallèlement audit piston primaire dans la culasse. 3. Etau selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens auxiliaires de blocage de la culasse sur le bâti sont constitués par une bride (56) solidaire de la culasse et se déplaçant dans la glissière du bâti, et par deux vis de traction (71) vissées dans cette bride. Z6Z8018 4. Etau selon l'une des revendications 1 à 3, caracté- risé en ce que les mâchoires de l'étau sont munies de mors (58, 59) coulissant mobiles obliquement dans un plan vertical et soutenus obliquement élastiquement (67), ces mors présentent, à cet effet, des faces obli- ques (60, 61) en contact avec les mâchoires qui les portent, ces faces coopérant avec des faces des mâchoi- res obliques et convergeant vers le haut, de telle sor- te que les mors descendent, ensemble, lors de leur serrage. 5. Etau selon l'une des revendications 1 à 4, caracté- risé en ce que les faces de serrage des mors présentent des stries en forme d'arcs de cercles parallèles de centres situés dans le plan vertical médian des mors, en dessous de l'étau. Fig.1 l ( 12 11/ / 60 6168 64 62 17 21 15144322 444/956 6676 (() JXl I I /1 52 '3, 109 -7 6 47 D 77 45 4 4a 5654 55 2 CD Co oo co CZ9 89E 9E. t 9 Z LEIOELE ZL LZ91 EL 6 1 ,..1./I A, \ . M ,... i:Yz/u...,...: E 6S ZL 85 S LE OS St 8 EE 6Z ZE ZZE +I LZ L _, _ - P1. 3/IV - Fig.3 B A 40 30 41 l,29 28 3 41 42 46__ -26 la6- b E _à is 1 3722 41 - P1. 4/IV - 628018 Fig.5 69- 59.) 64 65 Fig.6 4 Fig.7 70 58 59 68 3 556 6 Fig.8 58 596 68