Brevet FR2696120A1 — publié le 19940401

I.a présente invention concerne les dispositifs de serrage, plus particulièrement les dispositifs destinés à étre commandés dc I'açon automatique, par exemple par des vérins, et généralement associés à des robots, par exemple de soudage, ces dispositifs de serrage maintenant les pièces à assembler en exerçant une force pressante constante quelle que soit leur épaisseur. Il est déjà connu de tels dispositifs de serrage. Ces dispositifs comportent généralement une bielle, des moyens pour monter la bielle rotative autour d'un axe de rotation, un bras de commande de la rotation de la bielle, une surface de guidage rectiligne fixe par rapport à l'axe de rotation, un galet, une came reliant le galet au bras de commande, et des moyens pour exercer une force sur le galet de façon qu'il puisse se translater au contact de la surface de guidage et transmettre au bras de commande une force sensiblement constante. Ces dispositifs donnent satisfaction mais présentent malgré tout des inconvénients. Tout d'abord, ils ne donnent satisfaction, quant à l'intensité de la forcie de pression sur les pièces à maintenir, que pour des valeurs relativement faibles de l'angle de serrage, ce qui limite l'utilisation de chaque dispositif pour le serrage de pièces dont l'épaisseur se situe dans une plage de valeurs assez étroite et nécessite l'existence d'une gamme de dispositifs pour couvrir toutes les plages d'épaisseurs.Ils comportent en outrc un nombre relativement grand d'éléments, comme des cames ou analogues, montés en rotation sur des arbres de rotation qui, de façon connue, sont assez rapidement et inéluctablement le siège de jeux mécaniques nuisibles au bon fonctionnement des dispositifs, ce qui contribue à donner à ces dispositifs une durée de vie trop courte. l;a présente invention a ainsi pour but de réaliser un dispositif de serrage qui fonctionne sur une plage de valeurs de l'angle de serrage relativement importante en vue de limiter le nombre de ces dispositifs pour les industriels qui sont susceptibles de les utiliser, qui comporte un nombre d'éléments en rotation moins important que ceux de l'art antérieur du même type et qui soit donc moins onéreux que ces dispositifs antérieurs, aussi bien à la fabrication qu'à l'utilisation. Plus précisément, la présente invention a pour objet un dispositif de serrage comportant: une bielle, des premiers moyens pour monter ladite bielle rotative autour d'un axe de rotation, un bras de commande de la rotation de ladite bielle, une surface de guidage fixe par rapport audit axe de rotation, un galet, et des seconds moyens pour exercer une force sur ledit galet de façon qu'il puisse se translater au contact de ladite surface de guidage, caractérisé par le fait que ledit bras de commande comporte une rampe et que ledit galet est monté en coopération avec ladite rampe et ladite surface de guidage de façon à être au contact de cette rampe et de cette surface de guidage, ladite rampe étant conformée pour que, en chaque point de contact avec ledit galet, le produit de la valeur de la composante de ladite force exercée sur ledit galet, dénie par la projection de ladite force sur la droite perpendiculaire à la tangente à la rampe au point de contact dudit galet avec cette rampe, suivant la perpendiculaire à ladite surface de guidage, et de la distance entre ledit axe de rotation de ladite bielle et cette composante, soit égal à une valeur constante prédéterminée. Selon une autre caractéristique de la présente invention, la surface de guidage est plane. Selon une autre caractéristique de la présente invention, lesdits seconds moyens exercent sur ledit galet une force constante. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif, mais nullement limitatif, dans lesquels: I a figure 1 représente une vue de côté d'un mode de réalisation d'un dispositif de serrage selon l'invention, et l a figure 2 représente un schéma permettant d'expliciter le fonctionnement du dispositif selon figure 1. I..e dispositif de serrage 10 selon la figure 1 comporte une embase 100, une bielle 1.1, des moyens 12 pour monter cette bielle 11 rotative autour d'un axe de rotation 13 fixe par rapport à l'embase 100, un bras de commande 14 de la rotation de la bielle 11 constitué avantageusement par une partie en saillie solidaire de la bielle, une surface de guidage 15 fixe par rapport à l'axe de rotation 13 et à l'embase 100, un galet 16 ou analogue, et des moyens pour exercer sur ce galet 1G une force avantageusement constante schématisée par la flèche 17, de façon qu'il puisse se translater en étant guidé au contact de la surface de guidage 15. Cette force peut être donnée, par exemple, par un vérin dc tout type ou analogue qui est bien connu en lui-même et ne sera donc pas décrit ici. Sur le bras de commande 14 est réalisée une rampe 20 et le galet 16 est monté en coopération avec le bras de commande et la surface de guidage 15 de façon qu'il soit au contact, à la fois, de la rampe 20 et de la surface de guidage 15. Par ailleurs, la surface de guidage est avantageusement plane et la rampe 20 réalisée sur le bras 14 présente une forme telle que, en chaque point de contact avec le galet, le produit de la valeur de la composante Fz (figure 2) de la force 17 appliquée sur le galet 16, définie par la projection de cette force suivant la direction perpendiculaire à la surface de guidage 15, sur la droite perpendiculaire à la tangente à la rampe 20 au point de contact entre cette rampe et le galet 16, et de la valeur de la distance comprise entre l'axe de rotation 13 et cette composante, soit égal à une valeur constante prédéterminée. En se reportant plus particulièrement à la figure 2, le galet 16 est schématisé par son point de contact 30 avec la rampe, ce point étant représenté dans trois positions différentes 301, 302 et 303. La rampe est schématisée en portant la référence 32 et est représentée en trois positions 321, 322 et 323 correspondant respectivement aux trois positions du point 30. Ia bielle 1 1 est schématisée par des traits interrompus en trois positions 331, 332 et 333. Du fait de la forme particulière de la rampe 20, les composantes 1;2.1, Il2.2 et 1:2.3 de la force 17 définies ci-avant, perpendiculaires aux tangentes à la rampe dans trois de ses différentes positions 321, 322 et 323, varient en fonction de la position du point de contact du galet 30 avec cette rampe, et donc de la distance d1, d2, d3 entre l'axe de rotation 13 de la bielle et chaque composante, de façon que, lorsque le galet parcourt la rampe, le moment de cette composante par rapport à l'axe de rotation 13, c'est-à-dire le produit entre l'intensité de la composante et sa distance à l'axe de rotation, soit égal à une constante "C" prédéterminée. De cette façon, lorsque la bielle 1 1 vient, par son extrémité opposée à celle qui est solidaire du bras de commande 14, au contact d'une pièce 50 à pincer, comme représenté schématiquement sur la figure 1, le moment de réaction, égal au moment de la force F2, engendré sur la pièce à pincer est, lui aussi, constant, quelle que soit l'épaisseur de cette pièce. Puisque la distance "D" séparant l'axe 13 et le point d'application 51 de la force F4 exercée par la bielle il sur cette pièce 50 est constante, I'intensité de la force 14 est constante puisqu'elle est égale au quotient C/D de deux termes constants, et ce, quelle que soit la position du bras de commande 14, et donc de la bielle 11, par rapport à la surface de guidage 15, et donc de l'épaisseur de la pièce 50. En élaborant une rampe d'une longueur suffisante, c'est-à-dire un bras de commande d'une longueur adaptée, on peut, avec un tel dispositif de serrage, venir emprisonner des pièces 50 dont l'épaisseur varie sur une large plage de valeurs. A la description structurelle donnée ci-avant, on constate de plus que le dispositif de serrage selon l'invention comporte un très petit nombre d'éléments constitutifs et que peu d'entre eux sont montés sur des arbres de rotation. la bielle 1 1 et le galet sont seuls dans ce cas, ce qui limite de façon très importante les jeux mécaniques, d'autant plus que le jeu du galet sur son arbre de rotation n'a pas d'influence sur la valeur du moment de force engendré par la bielle au niveau de la pièce à serrer, et donc sur la fiabilité du dispositif de serrage selon l'invention. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de serrage comportant: une bielle (11), des moyens (12) pour monter ladite bielle rotative autour d'un axe de rotation (13), un bras de commande (14) de la rotation de ladite bielle, une surface de guidage (15) fixe par rapport audit axe de rotation, un galet (1G), des moyens pour appliquer sur ledit galet une force (17) de façon qu'il puisse se translater au contact de ladite surface de guidage, caractérisé par le fait que ledit bras de commande (14) comporte une rampe (20) et que ledit galet est monté en coopération avec ledit bras de commande et ladite surface de guidage de façon à être au contact de la rampe et de la surface de guidage, ladite rampe (20) étant conformée pour que, en chaque point de contact (301, 302, 303) avec ledit galet, le produit de la valeur de la composante (1; ;2) de ladite force (17) appliquée sur ledit galet, définie par la projection de ladite force sur la droite perpendiculaire à la tangente à la rampe au point de contact dudit galet avec cette rampe, suivant la perpendiculaire à ladite surface de guidage, et de la distance (d) entre ledit axe de rotation (13) de ladite bielle (1) et cette composante, soit égal à une valeur constante prédéterminée. 2 - I)ispositiT selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la surface de guidage (15) est plane. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdits seconds moyens exercent sur ledit galet (16) une force (17) constante.