Brevet FR2690863A1 — publié le 19931112

DISPOSITIF DE BLOCAGE D'UNE PIECE A USINER L'invention concerne un dispositif de blocage d'une pièce de forme quelconque, sur un plan de travail, lors d'une opération d'usinage. Jusqu'à présent, ce type d'opération s'effectuait soit en maintenant la pièce avec un étau si celle-ci comportait deux faces parallèles, soit avec des brides ou tout autre dispositif similaire si la pièce avait une forme incompatible pour être maintenue par un étau. Ces solutions ont le défaut commun de prendre du temps pour leur mise en place sur la pièce, ainsi que pour les opérations de blocage ou de déblocage. C'est pourquoi on a cherché à améliorer ces dispositifs de manière notamment à pouvoir bloquer tout type de pièce de façon rapide. Ainsi, le document EP-A-00 45 272 décrit un dispositif de blocage d'une pièce lors d'une opération d'usinage, notamment de perçage. L'ensemble de blocage proprement dit comprend : deux bagues disposées face à face de part et d'autre de la colonne, une tige de pression associée aux bagues et susceptible de pouvoir coulisser par rapport à elles, et des moyens permettant, sous l'action d'un levier de commande unique, d'une part de serrer les deux bagues sur la colonne et, d'autre part, simultanément ou avec un léger décalage, de provoquer le pivotement en direction du plan de travail de l'extrémité de la tige de pression qui est en contact avec la pièce à bloquer. Cependant, outre le fait que l'architecture de ce dispositif est compliquée, rendant de ce fait son utilisation difficile par le technicien et son coût de fabrication non négligeable du fait de la multitude des pièces le constituant, ce dispositif ne prend pas en compte plusieurs effets mécaniques, notamment l'effet de glissement des doigts qui survient dans le cas de serrage de pièces avec grande différence entre les hauteurs de points de serrage. Un-premier objet de la présente invention est donc de proposer un dispositif de blocage d'une pièce de forme quelconque sur un plan de travail qui d'une part permet de pallier les inconvénients mentionnés ci-dessus et, d'autre part, est conçu pour n'utiliser que des pièces standard se trouvant dans le commerce et des matières premières également standard qui ne nécessitent aucun traitement thermique pour le durcissement superficiel de ces pièces ou matières premières. A cet effet, l'invention propose un dispositif de blocage d'une pièce de forme quelconque, sur un plan de travail du type comprenant une colonne métallique, de section rectangulaire, fixée perpendiculairement au plan de travail et un système mobile de blocage. Selon l'invention, le système mobile de blocage comprend une noix rectangulaire coulissant sur la colonne, sur laquelle s'articule deux doigts de pression réglables en position indépendamment l'un de l'autre et positionnés par un palonnier, ledit système étant commandé par un levier de commande maintenu de chaque côté de la noix par une pièce de liaison recouvrant chaque doigt de pression et permettant un auto-verrrouillage rendant les doigts solidaires du levier de commande. La noix rectangulaire comporte deux orifices circulaires sur chacun de ses grands côtés, permettant la mise en place d'une goupille élastique, en acier traité, ayant pour fonction de permettre l'arc-boutement du système de blocage sur la colonne lorsque l'on positionne les doigts de pression sur la pièce à bloquer. Les autres caractéristiques de l'invention seront bien comprises grâce à la description qui suivra en référence aux dessins annexés dans lesquelles - La figure 1 est une vue en perspective montrant le dispositif de blocage d'une pièce, objet de l'invention. - La figure 2 est une vue en perspective du système mobile de blocage objet de la présente invention. - La figure 3 est une vue en perspective de la colonne métallique du dispositif de blocage objet de la présente invention. L'invention concerne donc un dispositif de blocage instantané d'une pièce (1) sur un plan de travail. Il vient donc en remplacement, par exemple, d'un étau destiné à serrer une pièce pour des opérations d'usinage, notamment de perçage, collage ou soudure. Le dispositif de blocage de la présente invention permet de bloquer tout type de pièce 1 de forme quelconque, que celle-ci soit symétrique ou asymétrique, de forme ronde ou très mince et plate. Ce dispositif comprend une colonne (2) métallique, de section rectangulaire, fixée perpendiculairement au plan de travail et un système mobile de blocage. Le système mobile de blocage comprend une noix (3) rectangulaire, coulissant sur la colonne (2) sur laquelle s'articule deux doigts (4) de pression, réglables en position indépendamment l'un de l'autre et positionnés par un palonnier (5), ce système étant commandé par un levier de commande (6) maintenu de chaque côté de la noix (3) par une pièce (1) de liaison (7) recouvrant chaque doigt (4) de pression et permettant un auto-verrouillage rendant les doigts (4) solidaires du levier de commande (6). La pièce maîtresse du système mobile de blocage est la noix (3) réalisée par exemple dans de l'acier profilé creux, rectangulaire de cotes standard. Cette noix (3) a été tronçonnée pour en diminuer le prix de revient. Ses dimensions sont choisies pour que la noix (3) puisse coulisser avec un jeu convenable sur la colonne (2). La noix (3) rectangulaire comporte deux orifices circulaires sur chacun de ses grands côtés permettant la mise en place d'une goupille élastique, en acier traité, ayant pour fonction de permettre l'arc-boutement du système de blocage sur la colonne (2) lorsque l'on positionne les doigts (4) de pression sur la pièce à bloquer. Lorsque l'on serre les doigts (4) de pression sur la pièce (1) à usiner en faisant tourner le levier de commande (6), l'ensemble reste bloqué sur la colonne (2) à la position de réglage prévue. La noix (3) rectangulaire comporte également un orifice circulaire sur son petit côté arrière (illustré par la figure 2) permettant le passage d'un foret pour usiner, avec un fraisage conique intérieur, un trou sur le petit côté opposé à la noix (3), ce trou étant destiné au logement d'une tête de vis faisant office d'axe du palonnier (5). La noix (3) rectangulaire comporte encore sur ses grands côtés, deux autres orifices circulaires d'un diamètre de l'ordre de 15 mm séquants avec deux orifices circulaires d'un diamètre de l'ordre de 9 mm, pour permettre le passage de la partie coudée du levier de commande (6) qui est usiné avec deux portées excentrées pour la commande des doigts (4) de pression, ces portées étant séparées par une partie cylindrique d'un diamètre de l'ordre de 9 mm qui vient se placer dans les orifices circulaires d'un diamètre de l'ordre de 9 mm. L'épaisseur des côtés de la noix (3) et le diamètre des orifices circulaires d'appui de la partie coudée du levier de commande (6) sont donc choisis de façon à avoir un surface de contact capable de supporter les charges de serrage, au moment de la mise sous pression des doigts (4), sans dépasser les limites élastiques en compression de l'acier, permettant ainsi de s'abstenir du traitement thermique de la noix (3), opération délicate et onéreuse. Les doigts (4) de pression comportent chacun des canelures (8) permettant leur positionnement, indépendamment l'un de l'autre sur la pièce (1) à bloquer. Ces doigts (4) de pression sont maintenus en place au moyen d'un ressort (9). Les doigts (4) de pression comportent en outre, à leurs extrémités libres, une première gorge (10), d'une largeur de l'ordre de 20 mm, pour le blocage par quatre points de contact d'une pièce cylindrique de grand diamètre. Les doigts (4) de pression comportent également, à leurs extrémités libres, une deuxième gorge (11), d'une largeur de l'ordre de 8 mm, pour le blocage par quatre points de contact d'une pièce cylindrique de petit diamètre. Les doigts (4) de pression sont par exemple en acier étiré doux, d'un diamètre de l'ordre de 14 mm. Ces doigts (4) de pression comportent donc chacun à partir de leurs extrémités opposées aux points de contact avec la pièce à bloquer, successivement une gorge pour circlip pour assurer les fins de course des doigts (4) avec un circlip, des gorges d'un pas de l'ordre de 6 mm, permettant donc de positionner les doigts indépendamment l'un de l'autre sur la pièce à bloquer, grâce au ressort (9) de blocage se trouvant à l'arrière du palonnier (5). Enfin, à l'extrémité libre des doigts (4), sont situées deux gorges, de largeurs différentes permettant de bloquer par quatre points de contact soit un cylindre de grand diamètre, soit une pièce cylindrique de petit diamètre. Le palonnier (5) comporte deux évidements (12a, b) avec trois bossages permettant aux doigts (4) de pression qui le traversent de disposer de trois positions angulaires indépendamment l'un de l'autre selon la forme de la pièce à bloquer. Ce palonnier (5) est percé d'un trou central d'un diamètre de l'ordre de 8 mm pour sa fixation sur un axe central constitué d'une vis à tête fraisée, tête qui vient se loger dans la fraisure prévue intérieurement sur l'un des petits côtés de la noix (3). Cette vis est bloquée avec une rondelle et un écrou auto-freiné, la rondelle étant interposée entre la noix (3) et le palonnier (5). Elle a une épaisseur approximativement plus grande que le diamètre du fil du ressort (9) de blocage et permet de loger celui-ci. Le palonnier (5) est également percé de deux orifices circulaires à chacune de ses extrémités permettant la fixation du ressort (9) de blocage, ressort maintenant la position choisie pour les deux doigts (4) de pression. Pour assurer le maintien des doigts (4) sur le levier de commande (6) en toutes leurs positions, une pièce de liaison (7) est disposée de chaque côté de la noix (3) provoquant un auto-verrouillage qui rend les doigts (4) solidaires du levier de serrage (6). Le levier de commande (6) est exécuté dans de l'acier étiré mi-dur dont une partie est coudée avant son entrée dans la noix (3). Ce levier (6) porte d'un côté de la noix (3) un doigt (4) de pression maintenu par une pièce de liaison (7) en tôle pliée et de l'autre côté de la noix (3) une pièce de liaison (7) identique à la première qui maintient le deuxième doigt (4) de pression. La partie du levier (6) qui se trouve dans la noix (3), comporte deux diamètres excentrés qui donnent aux doigts (4) la pression nécessaire pour bloquer la pièce en rabattant le levier de commande (6) vers l'avant du dispositif. Lors de ce mouvement, le diamètre réduit du levier de commande (6) vient buter au fond de la rainure prévue dans la noix (3) engendrant un effort maximal sur la colonne (2) par l'intermédiaire de la goupille élastique d'arc-boutement. La colonne (2) de la présente invention est fixée au plan de travail au moyen d'une équerre (13) comportant un lardon (14) de fixation constitué par une vis de serrage (15) et une pièce rectangulaire (16). Ladite pièce (16) est destinée à venir coulisser dans une rainure en "T" du plan de travail. L'équerre (13) est fixée à la partie inférieure de la colonne (2) au moyen d'une vis et d'un écrou, l'écrou obtenu par taraudage d'une pièce métallique joue le rôle de raidisseur de la colonne (2). L'équerre est placée de telle sorte que sa face d'appui horizontale soit légèrement au dessus de la face d'appui de la base de la colonne (2) et permet de fixer cette colonne avec l'orientation désirée pour le système de blocage. La colonne (2) est en acier profilé creux de cotes standard rectangulaire et ne nécessite aucun traitement thermique pour son durcissement. Cette colonne (2) comporte à sa partie supérieure, opposée au plan de travail, un cache en matière plastique enclippable. Enfin, il est disposé sur le côté de la colonne (2), opposé à la fixation de l'équerre (13), une pince métallique ayant pour effet d'éviter le fléchissement de la colonne au moment du blocage de la pièce (1). Ainsi, la combinaison des caractéristiques géométriques et mécaniques des pièces constituant le dispositif de blocage de la présente invention permet de répondre à toutes les conditions nécessaires pour un dispositif de blocage fiable - Effet d'arc-boutement de la noix (3) sur la colonne (2). Deux types d'arc-boutement sont possibles Arc-boutement avant, le traitement thermique de la noix (3) permet d'assurer la fiabilité du principe. En effet, l'arc-boutement étant basé sur l'angle de portée (100 maximum correspondant au coefficient de frottement des aciers secs), si pour une raison quelconque cet angle varie en augmentant soit par usure ou par fluage, l'arc-boutement devient impossible. Deuxième possibilité, un arc-boutement vers l'arrière. En positionnant la goupille élastique de manière à faire porter l'ouverture sur la colonne, on obtient un arc-boutement fiable puisque la goupille est en acier traité. - Effet de palonnage qui permet d'assurer le serrage d'une pièce en s'appuyant à des hauteurs différentes. - Effet combiné d'arc-boutement et de palonnage qui permet de mettre en équilibre de force quatre points quelconques dans l'espace, deux sur la pièce et deux autres sur la noix et la colonne. - Serrage, les quatre points étant en équilibre de force, l'arc-boutement permet le serrage par effet des excentriques sur les doigts. - Effet parasite. - Effet de cliquet. Par effet de roulement, le blocage des pièces a tendance à faire avancer les doigts de pression vers la pièce à bloquer, ce qui n'est pas possible etant donné l'angle d'inclinaison des doigts. Au déserrage s'opère un effet inverse, par contre, le recul des doigts est automatique. Si l'on effectue plusieurs manoeuvres de blocage et de déblocage, on obtient un retrait systématique et proportionnel au nombre de manoeuvres. Pour remédier à cet inconvénient, il a été pratiqué des canelures (8) dans les doigts (4) de pression qui provoquent un verrouillage positif des doigts (4). - Effet de glissement des doigts dans le palonnier qui survient dans le cas de blocage de pièces avec grande différence entre les hauteurs de points de blocage. Pour éviter cet effet de glissement, il a été prévu des bossages qui permettent de modifier la position en écartement horizontal des doigts (4) de pression. - Perte de serrage par basculement de la colonne. Au serrage de la colonne, étant donné les conditions d'usinage, on obtient deux points d'appui : un premier point d'appui sur l'avant de l'équerre et un autre point d'appui sur l'avant de la colonne. L'arrière de la colonne, étant systématiquement très légèrement soulevée, en mettant une pince métallique sur l'arrière de la colonne on obtient alors des points d'appui aux deux extrémités, ce qui est la condition idéale pour éviter des pertes de serrage par basculement. Bien entendu! l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment, mais en couvre toutes les variantes réalisées dans le même esprit. REVENDICATIONS 1. Dispositif de blocage d'une pièce (1) de forme quelconque, sur un plan de travail lors d'une opération d'usinage, du type comprenant - une colonne (2) métallique, de section rectangulaire, fixée perpendiculairement au plan de travail, et - un système mobile de blocage, caractérisé en ce que le système mobile de blocage comprend une noix (3) rectangulaire coulissante sur la colonne (2), sur laquelle s'articulent deux doigts (4) de pression réglables en position indépendamment l'un de l'autre et positionnés par un palonnier (5), ledit système étant commandé par un levier de commande (6) maintenu de chaque côté de la noix (3) par une pièce de liaison (7), recouvrant chaque doigt (4) de pression et permettant un auto-verrouillage rendant les doigts (4) solidaires du levier de commande (6). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la noix (3) rectangulaire comporte deux orifices circulaires sur chacun de ses grands côtés, permettant la mise en place d'une goupille élastique, en acier traité, ayant pour fonction de permettre l'arc-boutement du système de blocage sur la colonne (2) lorsqu'on positionne les doigts (4) de pression sur la pièce à bloquer. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'épaisseur des côtés de la noix (3) et le diamètre des orifices circulaires d'appui de la partie coudée du levier de commande (6) sont choisis de façon à avoir une surface de contact capable de supporter les charges de serrage, au moment de la mise sous pression des doigts (4), sans dépasser les limites élastiques en compression de l'acier permettant ainsi de s'abstenir du traitement thermique de ce dernier. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les doigts (4) de pression comportent chacune des gorges (8) permettant leur positionnement, indépendamment l'un de l'autre, sur la pièce (1). 5. Dispositif selon la revendication 1 ou 4, caractérisé en ce que les doigts (4) de pression sont maintenus en place au moyen d'un ressort (9). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 4, 5, caractérisé en ce que les doigts (4) de pression comportent, à leur extrémité libre, une première gorge (10), d'une largeur de l'ordre de 20 mm pour le blocage par quatre points de contact d'une pièce cylindrique de grand diamètre. 7.Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 4 à 6, caractérisé en ce que les doigts (4), de pression comportent en outre, à leur extrémité libre, une deuxième gorge (11), d'une largeur de l'ordre de 8 mm pour le blocage par quatre points de contact d'une pièce cylindrique de petit diamètre. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le palonnier (5) comporte des évidements (12a,b) et des bossages permettant aux doigts (4) de pression qui traversent ledit palonnier de disposer de plusieurs positions angulaires indépendamment l'une de l'autre selon la forme de la pièce à bloquer. 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la colonne (2) est fixée au plan de travail au moyen d'une équerre (13) comportant un lardon (14) de fixation constitué par une vis de serrage (15) et une pièce rectangulaire (16), ladite pièce (16) étant destinée à venir coulisser dans une rainure en "T" du plan de travail, ladite équerre (13) étant fixée à la partie inférieure de la colonne (2) au moyen d'une vis et d'un écrou, l'écrou obtenu par taraudage d'une pièce métallique jouant le rôle de raidisseur de la colonne (2), l'équerre (13) étant placée de telle sorte que sa face d'appui horizontale soit légèrement au-dessus de la face d'appui de la base de la colonne (2) et permettant de fixer ladite colonne avec l'orientation désirée pour le système de blocage. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé en ce qu'est disposée sur le côté de la colonne (2) opposé à la fixation de l'équerre (13) une pince métallique ayant pour effet d'éviter le fléchissement de ladite colonne au moment du blocage de la pièce (1).