Brevet FR2639569A1 — publié le 19900601

La présente invention concerne une tête de bridage pour tenir ou serrer au moins une pièce à travailler ou à traiter, comprenant un organe pivotant de serrage solidaire d'un vilebrequin, qui est monté à rotation dans un carter et qui peut être déplacé entre une position de serrage et une position de desserrage par un organe d'entraînement, qui est linéairement mobile dans le carter et qui est relié au vilebrequin par un embiellage comportant au moins une bielle, dont l'une des extrémités est articulée sur le villebrequin et dont l'axe d'articulation, à l'autre extrémité de la bielle, porte au moins un galet, qui peut rouler sur une rampe d'un dossier mobile prévu dans le carter, ledit dossier étant sollicité par un ressort dans une direction orthogonale à l'axe de rotation du vilebrequin et à la direction de mouvement de l'organe d'entraînement, pour communiquer une force de serrage à l'organe de serrage par l'intermédiaire du galet, de la bielle et du vilebrequin quand celui-ci est dans la position de serrage. La Demanderesse a déjà réalisé en 1984 une tète de bridage du type susindiqué, dans laquelle le dossier mobile est constitué par une lame métallique flexible, qui s'étend en gros parallèlement & la direction de mouvement de l'organe d'entraînement et dont l'une des extrémités est fixée rigidement au carter par une liaison du type encastrement, Quand l'organe d'entraînement se déplace depuis la position correspondant au desserrage à la position correspondant au serrage, le galet roule sur la lame flexible de l'extrémité encastrée vers l'extrémité libre de ladite lame. Pendant ce mouvement du galet, la lame est déformée par flexion autour de son point d'encastrement et elle comprime le ressort qui emmagasine de ce fait de l'énergie. Quand le vilebrequin arrive dans la position de serrage, l'axe longitudinal de la bielle s'étend en gros orthogonalement à l'axe de rotation du vilebrequin et à la direction de mouvement de l'organe d'entraînement. Dans ces conditions, l'effort de serrage n'est plus fourni par l'organe d'entraînement, mais par l'énergie emmagasinée dans le ressort. En effet, celui- ci repousse la lame flexible, qui repousse & son tour la bielle pour fournir l'effort de serrage. Dans la tête de bridage connue, le ressort est disposé de manière à agir sur la lame flexible, près de l'extrémité libre de celle-ci, de telle façon que la force exercée par le ressort soit sensiblement colinéaire avec l'axe longitudinal de la bielle dans la position de serrage. Bien qu'avec un tel arrangement de la tête de bridage connue il soit en principe possible de serrer des pièces dont l'épaisseur peut varier dans les limites d'une certaine tolérance, il s'est avéré, dans la pratique, qu'il fallait utiliser un puissant ressort (un empilage de rondelles Belleville associées à un piston) pour obtenir un serrage efficace, et que la plage de tolérance sur l'épaisseur des pièces à serrer, dans laquelle le serrage reste efficace, était relativement étroite. La présente invention a donc pour but de fournir une tête de bridage dans laquelle on peut obtenir un serrage efficace avec un ressort moins puissant que dans la tête de bridage connue, et dans laquelle le serrage reste efficace dans une large plage de variation de l'épaisseur des pièces & serrer. A cet effet, la tête de bridage de l'invention est caractérisée en ce que le dossier peut pivoter autour d'un point d'appui situé près de l'extrémité de la rampe o se trouve le galet quand le vilebrequin est en position de serrage, et en ce que le ressort agit sur le dossier en un point qui est plus éloigné du point d'appui que le point de contact entre le galet et la rampe quand le vilebrequin est en position de serrage. Grace a une telle disposition, on obtient un effet multiplicateur ou effet de levier, qui permet d'utiliser un ressort moins puissant que dans la tête de bridage connue, par exemple un ressort hélicoïdal, qui, a encombrement longitudinal égal, conserve une efficacité sur une plus grande plage de compression. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux au cours de la description qui va suivre d'une forme d'exécution de l'invention donnée & titre d'exemple en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en coupe verticale de la tête de bridage de l'invention, les éléments mobiles de la tête étant représentés dans une position correspondant & la position ouverte ou position de desserrage de ladite tête. La figure 2 est une vue semblable & la figure 1, les éléments mobiles étant montrés dans une position correspondant & la position fermée ou position de serrage de la tête de bridage. La figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 1. La figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV- IV de la figure 2. La figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la figure 1. La figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne VI- VI de la figure 2. Les figures 7 et 8 montrent, à plus grande échelle, des détails des figures 1 et 2. La tête de bridage montrée dans les figures 1 et 2 comprend, de façon connue, un carter ou corps 1, composé de deux parties la et lb assemblées l'une à l'autre par des vis 2. Un vilebrequin 3 est monté à rotation dans le carter 1 par l'intermédiaire de roulements 4, à billes ou à aiguilles. Au moins l'une des deux extrémités du vilebrequin 3, par exemple les deux extrémités 3a et 3b font saillie à l'extérieur du carter 1 et ont par exemple une section transversale carrée pour pouvoir être accouplées à un organe de serrage et pour mouvoir celui-ci quand le vilebrequin 3 est animé d'un mouvement de rotation.' L'organe de serrage peut comprendre, de façon connue, un porte-mAchoire 5, en forme d'étrier, composé de deux bras 5a et 5b, qui sont fixés, à une de leurs extrémités, respectivement aux extrémités 3a et 3b du vilebrequin 3 et, à leur autre extrémité, aux extrémités d'une entretoise 5c. Une mâchoire (non montrée) adaptée à la forme de la pièce à tenir ou à serrer, peut être fixée de façon connue au porte- mâchoire 5. La tête de bridage comporte en outre, de façon connue, un coulisseau 6, qui est guidé dans le carter 1 de façon à pouvoir me déplacer dans une direction orthogonale à l'axe de rotation du vilebrequin 3. Ce dernier est relié cinématiquement au coulisseau 6 par un embiellage, qui peut comprendre de façon connue deux bielles 7 et 8. La bielle 7 est articulée sur le bras de manivelle du vilebrequin 3 par un axe d'articulation 9, la bielle 8 est articulée sur le coulisseau 6 par un axe d'articulation 11 et les deux bielles 7 et 8 sont articulées entre elles par un axe d'articulation 12. Le coulisseau 6 peut être déplacé dans le carter 1 au moyen d'un actionneur linéaire 13, par exemple un vérin pneumatique ou hydraulique, dont le cylindre 14 est attaché au carter 1 et dont la tige de piston 15 est accouplée au coulisseau 6. Plus précisément, pour déplacer le coulisseau 6 vers le haut figures 6 & 8. La tête de bridage comporte en outre, de façon connue, un dossier 19, sous la forme d'une pièce allongée présentant une rampe 20, qui s'étend en gros dans la direction de mouvement du coulisseau 6. Sur la rampe 20 peut rouler au moins un galet, par exemple deux galets 21, qui sont portés respectivement par les extrémités de l'axe 12, de part et d'autre de la bielle 8. Un ressort ou autre organe élastique 22 est prévu pour solliciter le dossier 19 dans une direction qui est orthogonale & la fois à la direction de mouvement du coulisseau 6 et de la tige de piston 15 et à l'axe de rotation du vilebrequin 3. Le ressort 22 agit dans un sens tel que, lorsque les éléments mobiles 3,6,7,8 et 15 de la tête de bridage occupent des positions respectives montrées sur les figures 2,6 et 8, correspondant & la position fermée ou position de serrage de la tète de bridage (on notera que dans cette position la bielle 7 s'étend dans une direction parallèle à la direction d'action du ressort 22), le ressort 22 transmette une force de serrage au porte-mâchoire 5 par l'intermédiaire du dossier 19, des galets 21, de la bielle 7 et du vilebrequin 3. Conformément à la présente invention, le dossier 19 peut pivoter autour d'un point d'appui, par exemple un axe d'articulation 23, qui est situé près de l'extrémité supérieure de la rampe 20 en considérant les figures 1,2 et 8, c'est-à-dire près de l'extrémité o se trouvent les galets 21 quand le vilebrequin 3 est en position de serrage (figures 2 et 8). En outre, suivant une autre caractéristique de l'invention, le ressort 22 agit sur le dossier 19 à un endroit de celui-ci qui est plus éloigné de l'axe d'articulation 23 que le point C de contact entre les galets 21 et la rampe 20, quand le vilebrequin 3 est en position de serrage. De cette manière, la force appliquée par le ressort 22 au dossier 19 et transmise par celui-ci au vilebrequin 3, par l'intermédiaire de la bielle 7, est multipliée par un effet de levier. Il en résulte que, en comparaison des têtes de bridage antérieurement connues, dans lesquelles le dossier était encastré à son extrémité inférieure dans le carter et dans lesquelles la direction d'action du ressort était confondue avec l'axe longitudinal de la bielle 7 en position de serrage, la tête de bridage de l'invention permet d'obtenir une force finale de serrage plus grande avec un ressort 22 de force égale à celle du ressort de la tête de bridage connue, ou, à forces égales de serrage, elle permet d'utiliser un ressort 22 plus faible que dans la tête de bridage connue. De préférence, le ressort 22 est constitué par un ressort hélicoïdal, car un tel ressort permet de conserver un serrage efficace même si l'épaisseur de la pièce & serrer varie dans une mesure relativement large par rapport à son épaisseur nominale compression auxquelles ils sont soumis. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la rampe 20 a un profil rectiligne sur la majeure partie de sa longueur, et elle comporte une partie en creux 20a (figures 1 et 8> près de l'axe d'articulation 23 et un bossage 20b de fluide comprimé dans le vérin 13. La tête de bridage qui a été décrite ci-dessus fonctionne de la manière suivante. Pour commencer, on supposera que les éléments mobiles de la tête de bridage se trouvent dans la position montrée sur les figures 1 et 5, position dans laquelle la tige de piston 15 du vérin 13 est complètement rentrée dans le cylindre 14 sous l'action d'un fluide sous pression admis par un orifice approprié du cylindre 14. On notera que, même en cas de manque de fluide sous pression, sous l'action du ressort 22 le bossage 20b de la rampe 20 agit par sa partie inclinée 20c (figure 8) sur les galets 21 pour bloquer ceux-ci et, par suite, maintenir la tête de bridage dans la position ouverte. Quand la source de fluide sous pression est commutée pour admettre le fluide sous pression dans le cylindre 14 & travers un autre orifice de celui-ci, pour faire sortir la tige de piston 15, celle-ci applique, par l'intermédiaire du galet 16 et de l'axe 11, une poussée & la bielle 8. Cette poussée est transmise, par l'intermédiaire de l'axe 12 et des galets 21, au dossier 19, ce qui a pour effet de le faire pivoter autour de son axe d'articulation 13 en comprimant le ressort 22. Il en résulte que le bossage 20b de la rampe 20 s'efface pour laisser passer les galets 21. Aussitôt après que les galets 21 ont franchi le point dur constitué par le bossage 20b, le dossier 19 reprend sa place initiale et tant que la mâchoire (non montrée) portée par le porte- mâchoire 5 ne rencontre aucun obstacle (pièce à serrer), l'équipage mobile formé par les éléments 6,7 et 8 se déplace vers le haut (en considérant les figures 1 et 2) sous l'action de la tige de piston 15, obligeant ainsi le vilebrequin 3 à tourner dans le sens inverse des aiguilles d'une montre et le porte-m&choire 5 à pivoter de manière correspondante. Pendant ce temps, les galets 21 roulent sur la partie rectiligne de la rampe 20 sans comprimer le ressort 22. Quand la mâchoire fixée au porte-mâchoire 5 rencontre la pièce à serrer, la force de réaction qui en résulte applique au vilebrequin 3 un couple de réaction, dirigé dans le sens des aiguilles d'une montre, tel que les galets 21, tout en continuant à rouler sur la rampe 20, pousse le dossier 19 en le faisant pivoter autour de son axe d'articulation 23 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, comprimant ainsi le ressort 22. Quand la tige de piston 15 arrive dans la position montrée dans les figures 2,6 et 8, les bielles 7 et 8 étant pratiquement en butée contre la paroi supérieure de la cavité interne du carter 1, les galets 21 s'engagent dans la partie en creux 20a de la rampe 20. A g ce moment, l'axe longitudinal de la bielle 7 s'étend perpendiculairement à la fois à l'axe longitudinal de la tige de piston 15 et à l'axe de rotation du vilebrequin 3. Il en résulte que la tige de piston 15 ne fournit plus aucun effort utile pour le serrage, l'effort de serrage étant alors uniquement fourni par le ressort 22, dont la force est transmise au portemâchoire 5 par l'intermédiaire du dossier 19, des galets 21, de la bielle 7 et du vilebrequin 3. On notera que même en cas de manque de fluide sous pression dans le vérin 14, la tête de bridage reste alors dans la position fermée du fait de l'engagement des galets 21 dans la partie en creux 20a de la rampe 20. Quand la ou les pièces serrées par la tête de bridage a ou ont subi le traitement désiré, la tête de bridage peut être à nouveau ouverte en commandant le vérin 13 de manière à faire rentrer sa tige de piston 15. Au début du mouvement de rentrée de la tige de piston 15, le coulisseau 6 entraîne vers le bas la bielle 8 qui fait tourner la bielle 7 autour de son axe d'articulation 9. Le dossier 19, poussant les galets 21 sous l'action du ressort 22, fait tourner rapidement la bielle 7 autour de son axe d'articulation 9. Afin d'amortir le choc des galets 21 sur des guides intérieurs du carter 1, deux tampons élastiques 24 (figure 4) sont prévus dans ledit carter. Pendant le mouvement de rentrée de la tige de piston 15, le ressort 22 se détend et le dossier 19 vient en butée contre des épaulements 25 (figure 4> prévus dans le carter 1. A la fin du mouvement de rentrée de la tige de piston 15, le bossage 20b de la rampe 20 vient agir sur les galets 21 pour maintenir la tête de bridage dans la position ouverte. Il va de soi que la forme d'exécution de l'invention qui a été décrite cidessus a été donnée & titre d'exemple purement indicatif et nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent être facilement apportées par l'homme de l'art sans pour autant sortir du cadre de la présente invention tel qu'il est défini dans les revendications suivantes. Par exemple, av lieu de relier le vilebrequin 3 au coulisseau 6 par un embiellage composé de deux bielles 7 et 8, l'embiellage peut ne comporter qu'une seule bielle comme cela est connu. REVENDICATIONS 1.- Tête de bridage pour tenir ou serrer au moins une pièce à travailler ou & traiter, comprenant un organe pivotant de serrage (5) solidaire d'un vilebrequin (3), qui est monté à rotation dans un carter (1) et qui peut être déplacé entre une position de serrage et une position de desserrage par un organe d'entraînement (6,15), qui est linéairement mobile dans le carter (1) et qui est relié au vilebrequin (3) par un embiellage (7,8) comportant au moins une bielle (7), dont l'une des extrémités est articulée sur le vilebrequin et dont l'axe d'articulation (12), à l'autre extrémité de la bielle, porte au moins un galet (21), qui peut rouler sur une rampe (20) d'un dossier mobile (19) prévu dans le carter position de serrage. 2.- Tête de bridage selon la revendication 1, caractérisée en ce que le point d'appui (23) est constitué par un axe d'articulation. 3.- Tête de bridage selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le ressort (22) est un ressort hélicoïdal. 4.- Tête de bridage selon l'une quelconque des revendications 1 & 3, caractérisée en ce que la rampe (20) a un profil rectiligne sur la majeure partie de sa longueur et comporte une partie (20a) en creux à son extrémité adjacente au point d'appui (23) et un bossage (20b) à son extrémité opposée libre, ladite partie en creux et ledit bossage définissant, en combinaison avec le galet (21) et le ressort (22), des moyens de blocage propres & maintenir élastiquement les éléments mobiles (3,6,7,8) de la tête de bridage respectivement dans la position de serrage et dans la position de desserrage.