Brevet FR2752181A1 — publié le 19980213

VERIN DE BRIDAGE A COMMANDE UNIQUE L'invention se rapporte aux outillages d'usinage et plus particulièrement aux outillages permettant de positionner et de brider une pièce sur une table ou un plateau de machineoutil. Pour usiner une pièce de grandes dimensions et de forme imprécise, soit des pièces brutes ou des ébauches, il est nécessaire 1) de positionner la pièce sur une table ou un plateau d'usinage par rapport à des surfaces de références, 2) d'amener des vérins au contact d'autres endroits de la pièce, 3) de brider la pièce au droit de ces vérins, la fonction des vérins étant de tenir la pièce et de s'opposer aux efforts des brides. La pièce étant de forme imprécise, il est nécessaire de régler les vérins à chaque pièce et de les bloquer ensuite. Pour ce faire, un tel vérin est habituellement constitué - d'une embase vissée ou simplement posée sur la table, - d'un corps dont la partie inférieure coulisse dans un alésage de l'embase, la partie supérieure du corps émergeant de l'embase et comportant un support ou une touche qu'il faut amener avec précision au contact de la pièce, - d'un moyen d'immobilisation du corps dans l'embase. On connaît des vérins à réglage automatique, le corps étant poussé par un ressort et immobilisé ensuite à l'aide d'une vis latérale appuyant sur une portée oblique aménagée dans le corps. Un tel vérin est décrit par exemple dans le brevet FR 2.648.069. Ce type de vérin permet de réduire le temps de montage de la pièce à usiner sur la table en supprimant l'opération de réglage manuel, mais il faut toujours immobiliser le vérin et serrer ensuite la bride sur la pièce, ce qui prend d'autant plus de temps que la pièce est grande et les vérins et brides nombreux. On connaît aussi des vérins de bridage combinant en un seul appareil les fonctions de support et d'immobilisation de la pièce. Habituellement, le support n'est réglable que par des cales d'épaisseur, et il ne permet en conséquence pas de compenser l'imprécision des pièces à usiner. Le problème est en conséquence de réaliser un vérin de bridage à réglage automatique dont la fonction immobilisation du vérin et la fonction bridage sont commandées par un moyen unique. Pour résoudre ce problème, l'invention propose un vérin de bridage à réglage automatique du vérin et dont les fonctions d'immobilisation du vérin et de serrage de la bride sont mise en oeuvre en une seule opération par un moyen de commande unique, le vérin de bridage comportant un corps allongé dont la partie inférieure coulisse dans l'alésage d'une embase et est poussée vers l'extérieur par un ressort, alors que la partie supérieure du corps est extérieure à l'embase et comporte un support destiné à arriver au contact de la pièce à usiner sous l'effet de la poussée du ressort, ledit vérin de bridage comportant aussi des moyens d'immobilisation du corps avec l'embase. Un tel vérin de bridage est remarquable en ce que a) Les moyens d'immobilisation sont solidaires de la partie inférieure du corps et agissent par serrage contre la paroi de l'alésage de l'embase, b) le corps creux et une tige traversent librement ce corps dans le sens de la longueur et commande depuis la partie supérieure du corps les moyens d'immobilisation dans la partie inférieure, c) une bride coulisse sur la partie supérieure du corps en regard du support, d) un moyen de commande disposé à l'extrémité de la partie supérieure du corps agit simultanément sur les moyens d'immobilisation par l'intermédiaire de la tige et sur la bride par l'intermédiaire d'une interface. Avantageusement, les moyens d'immobilisation comporteront e) un mandrin expansible solidaire de la partie inférieure du corps à son extrémité et comportant un alésage intérieur conique, f) un doigt conique de forme complémentaire à l'alésage conique du mandrin expansible et solidaire de la tige à son extrémité. Dans un mode de réalisation préféré g) L'alésage conique du mandrin expansible a son grande diamètre tourné du côté de la partie supérieure du corps, h) les moyens de commande sont constitués par un écrou vissé à l'extrémité de la partie supérieure du corps, cet écrou arrivant en appui sur la bride par l'intermédiaire d'une interface, cet écrou étant lié en translation à l'extrémité de la tige opposée au doigt conique. L'interface comporte des rondelles coniques élastiques afin de permettre le serrage simultané du mandrin expansible et de la bride tout en assurant un serrage puissant de cette bride. L'interface sera utilement complété d'une butée à aiguille pour supprimer le couple de frottement pendant le serrage. Au desserrage, la bride sera écartée par un ressort. On comprend que la conception du vérin de bridage conformément aux caractéristiques a,b,c et d autorise un moyen de commande unique bien accessible en haut du corps, ainsi que'la fermeture complète des moyens d'immobilisation à l'intérieur du corps et de l'embase, qui se trouvent ainsi protégés des agents extérieurs. On comprend aussi qu'avec une telle conception, le vérin étant à réglage automatique et la bride suivant les déplacements du vérin pendant le réglage, la course de la bride entre la position serrée et la position desserrée sera fonction non pas de la position absolue du point de serrage de la pièce dans l'espace, mais de sa position relative par rapport au point de contact de la touche supportant la pièce. Avantageusement, la bride sera montée pivotante sur le corps, afin de faciliter la mise en position de la pièce et du vérin de bridage. On comprend aussi que l'utilisation d'un mandrin expansible commandé par la translation d'un doigt conique dans un alésage conique permet un serrage puissant susceptible d'être commandé depuis l'extrémité de la partie supérieure du corps. On comprend enfin que l'utilisation d'un écrou vissé à l'extrémité de la partie supérieure du corps permet une commande unique avec un double avantage 1) il permet d'engager ou de dégager sans effort le doigt conique dans l'alésage du mandrin expansible, ce doigt ayant tendance à se coincer dans l'alésage du fait de sa conicité réduite et de l'importance des efforts en jeux, 2) il autorise un filetage de grand diamètre et très robuste, compatible avec les. efforts de serrage à exercer sur les grosses pièces L'invention sera mieux comprise et les avantages qu'elle procure apparaîtront plus clairement au vu d'un exemple détaillé de réalisation et de la figure unique annexée. On se reportera à la figure unique. La pièce 1 partiellement représentée est positionnée sur la table 2 de la machineoutil par l'intermédiaire d'une pluralité de vérins de bridage 5 conformes à l'invention. Le vérin de bridage 5 comporte en premier lieu une embase 6 vissée sur la table 2, cette embase ayant une forme générale de révolution autour d'un axe géométrique 7 perpendiculaire à la table 2. L'embase 6 est traversée par un alésage 8 cylindrique d'axe géométrique 7, cet alésage 8 étant fermé vers le bas par une coupelle 9 maintenue contre un épaulement 10 de l'alésage 8 par un anneau d'arrêt 11, cet alésage 8 étant aussi fermé vers le haut par un joint d'étanchéité annulaire 12. L'embase 6 comporte aussi une vis à téton 13 traversant radialement la paroi 14 de ladite embase 6 et débouchant dans l'alésage 8. Cet alésage 8 comporte aussi une pluralité de chambres 15 permettant d'accumuler de la graisse, ces chambres 15 se présentant comme des parties de l'alésage 8 avec un diamètre agrandi. Le vérin de bridage 5 comporte aussi un corps 20 de forme générale circulaire et coaxial à l'axe géométrique 7.Le corps 20 comporte une partie inférieure 21 à l'intérieur de l'embase 6 et coulissant avec un jeu réduit dans l'alésage 8. Le corps 20 est positionné en rotation par une rainure 22 de sa partie inférieure 21, la vis à téton 13 pénétrant dans ladite rainure 22. La partie inférieure 21 comporte aussi à sa surface une pluralité de chambres 23 en regard des chambres 15 permettant d'augmenter la quantité de graisse accumulée et d'augmenter la précision du coulissement du corps 20 en limitant la longueur du contact entre l'alésage 8 et la partie inférieure 21 du corps 20. Le corps 20 émerge de l'embase 6, et le joint annulaire 12 assure l'étanchéité en enserrant la surface de la partie inférieure 21. A l'extrémité 24 de la partie inférieure 21 est disposé un mandrin expansible 25 comportant au moins trois mors 26 arrivant dans un proche voisinage de la paroi 8a de l'alésage 8, ce mandrin 25 comportant aussi un alésage conique 27 disposé au niveau des mors 26 ainsi qu'un doigt conique 28 de forme complémentaire à l'alésage conique 27, la pénétration du doigt 28 dans l'alésage 27 ayant pour effet d'écarter les mors 26 contre la paroi 8a de l'alésage 8 et de provoquer ainsi l'immobilisation du corps 20 par rapport à l'embase 6. L'alésage conique 27 a son grand diamètre tourné vers le corps 20 et est prolongé jusqu'à ce corps 20 par un alésage cylindrique 29 de diamètre supérieur au grand diamètre de l'alésage conique 27. Entre le mandrin 25 et la coupelle 9 fermant l'alésage 8 est disposé un ressort hélicoïdal 30 en pré-compression dont la fonction est de repousser le corps 20 en haut vers l'extérieur de l'alésage 8. Le corps 20 comporte aussi une partie supérieure 35 complètement à l'extérieur de l'embase 6 et sur laquelle ont été successivement disposés depuis le milieu du corps 36 jusqu'à son extrémité supérieure 37 - un support 38 solidaire du corps 20, ce support 38 partant perpendiculairement au corps 20 et se terminant par une touche 39 bombée et tournée vers le haut et destinée à arriver au contact de la pièce et à la supporter en ce point, - une bride 40 disposée perpendiculairement au corps 20 et coulissant à la surface de la partie supérieure 35 de ce corps 20 longitudinalement et angulairement, - un écrou 41 vissé sur un filetage 42 disposé à l'extrémité supérieure 37 du corps 20, cet écrou 41 appuyant sur la bride 40 par l'intermédiaire d'une interface 43, - un ressort hélicoïdal 44 en pré-compression entoure la partie supérieure 35 entre le support 38 et la bride 40, ce ressort 44 ayant pour fonction de repousser la bride 40 vers l'écrou 41 en prenant appui sur le support 38, ce support 38 faisant office d'épaulement, ce ressort 44 permettant ainsi l'écartement automatique de la bride 40 par rapport au support 38 lorsqu'on dévisse l'écrou 41. L'interface 43 est composé d'une pluralité de rondelles élastiques coniques 45 montées en opposition l'une par rapport à l'autre de façon à ce qu'elles puissent fléchir sans frotter entre elles, ainsi que d'une butée à aiguilles 46 permettant de supprimer le couple de frottement entre la bride 40 et l'écrou 41 lorsque l'on fait tourner l'écrou. Avantageusement, l'interface 43 sera protégée de l'extérieur, notamment de la poussière, par une chicane composée de deux parois minces et cylindriques 47 et 48 concentriques sur l'axe géométrique 7 et se chevauchant partiellement, la paroi de plus faible diamètre 47 étant solidaire de la bride par un côté et pénétrant à l'intérieur de la paroi de plus grand diamètre 48 solidaire elle-même par un côté de l'écrou 41. La bride 40 appuie sur la pièce 1 en un point de contact 50 situé à la même distance de l'axe géométrique 7 que la touche 39, la bride 40 et le support 38 agissant ainsi à la façon d'une pince pour tenir la pièce 1. A l'opposé du point de contact 50 est disposé un doigt 51 faisant saillie sur la bride 40 perpendiculairement à l'axe géométrique 7, ledit doigt 51 étant solidaire de ladite bride 40. La bride 40 comporte aussi une paroi cylindrique 52 centrée sur l'axe géométrique 7, cette paroi cylindrique 52 étant solidaire de la bride 40 par exemple par brasage, cette paroi 52 entourant le ressort 44 et venant coulisser dans un alésage 53 du support 38, cette paroi 52 protégeant le ressort 44 et améliorant le coulissement de la bride 40 sur la partie supérieure 35 du corps 20. Enfin, le corps 20 est traversé de part en part par un alésage 55 d'axe géométrique 7. Une tige 56 traverse le corps 20 par cet alésage 55. La tige 56 est solidaire par une extrémité 57 au doigt conique 28 agrandissant le mandrin 25, alors que son extrémité opposée 58 traverse le fond 41a de l'écrou borgne 41, s'appuie sur ce fond 41a par épaulement 59 et est maintenue pivotante à ce fond 41a par une rondelle 60 et un contre-écrou 61 arrivant en appui sur un second épaulement 62 de la tige 56. Pour monter la pièce 1, le fonctionnement de l'ensemble est le suivant - l'écrou 41 étant partiellement dévissé, on fait pivoter la bride 40 à l'aide du doigt 51 de façon à dégager l'espace au dessus de la touche 39 du support 38, - on pose la pièce 1, ce qui a pour effet d'enfoncer le corps 20 dans l'embase 6, la touche 39 restant cependant exactement au contact de la pièce 1 du fait de la poussée exercée par le ressort 30 sur le corps 20, cette poussée se transmettant à la touche 39 par l'intermédiaire du support 38, - on fait pivoter la bride 40 avec le doigt 51 de façon a amener le point de contact 50 sur la pièce 1 approximativement au dessus de la touche 39, - on serre l'écrou 41 sur le corps 20, ce qui a pour effet de serrer la pièce 1 entre le support 38 et la bride 40, - on poursuit le serrage de l'écrou 41, les rondelles élastiques coniques 45 fléchissant encore plus, ce qui a pour effet de pousser le doigt conique 28 dans l'alésage 27 du mandrin expansible 25 par l'intermédiaire de la tige 56, et pour résultat d'appuyer les mors 26 contre la paroi 8a de l'alésage 8, et donc d'immobiliser l'ensemble corps 20 + support 38 + bride 40 dans la position courante. Pour libérer la pièce 1 - on desserre l'écrou 41, ce qui a pour effet dans un premier temps d'extraire le doigt conique 28 de l'alésage 27 en tirant sur la tige 56 et pour résultat de desserrer le mandrin 25 et de libérer l'ensemble corps 20 + support 38 + bride 40, ce qui a aussi pour effet dans un deuxième temps de libérer la bride 40 qui est écartée de la pièce 1 par la poussée du ressort 44, - on fait pivoter la bride 40 par le doigt 51, la pièce 1 pouvant alors être enlevée sous réserve que les autres moyens de bridage maintenant la pièce 1 sur la table 2 soient eux aussi libérés. On comprend que les termes supérieur, haut, inférieur, bas, sont une commodité des langages désignant respectivement les éléments les plus éloignés de la table 2 et les éléments les plus rapprochés de cette table 2, le vérin de bridage pouvant évidemment être utilisé dans toutes les positions. REVENDICATIONS 1. Vérin de bridage à réglage automatique et moyen de commande unique, ledit vérin de bridage (5) comportant un corps allongé (20) dont la partie inférieure (21) coulisse dans l'alésage (8) d'une embase (6), ledit corps (20) étant poussé vers l'extérieur par un ressort (30), ledit corps (20) comportant aussi une partie supérieure (35) solidaire d'un support (38), ledit vérin de bridage (5) comportant aussi des moyens d'immobilisation du corps (20) dans l'embase (6), caractérisé en ce que a) les moyens d'immobilisation sont solidaires de la partie inférieure (21) du corps (20) et agissent par serrage contre la paroi (8a) de l'alésage (8), b) une tige (56) traverse le corps (20) dans le sens de la longueur et commande depuis la partie supérieure (35) du corps (20) les moyens d'immobilisation dans la partie inférieure (21), c) une bride (40) coulisse sur la partie supérieure (35) du corps (20), d) un moyen de commande est disposé à l'extrémité (37) de la partie supérieure (35) et agit simultanément sur les moyens d'immobilisation par l'intermédiaire de la tige (56) et sur la bride (40) par l'intermédiaire d'un interface (43). 2. Vérin de bridage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'immobilisation sont un mandrin expansible (25). 3. Vérin de bridage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mandrin expansible (25) est dilaté par la pénétration d'un doigt conique (28) dans un alésage conique (27), et en ce que le doigt conique (28) est solidaire de l'extrémité inférieure (57) de la tige (56). 4. Vérin de bridage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen de commande est un écrou (41) vissé sur un filetage (42) à l'extrémité supérieure (37) du corps (20). 5. Vérin de bridage selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'interface comporte des rondelles élastiques coniques (45) et une butée à aiguilles (46).