Brevet FR2770167A1 — publié le 19990430

PERFECTIONNEMENT POUR DISPOSITIF DE SERRAGE DU TYPE COMPRENANT UN LEVIER ACTIONNE PAR UN PISTON La présente invention concerne un dispositif de serrage comprenant un levier actionné hydrauliquement ou pneumatiquement par un piston du type de ceux utilisés pour maintenir des pièces à usiner ou à souder. Elle concerne plus particulièrement un dispositif d'amortissement équipant le dispositif de serrage. Dans le domaine industriel et plus particulierement dans l'industrie automobile, il est nécessaire de retenir les pièces afin de pouvoir, par exemple, les usiner ou les assembler par soudage. On a recours, bien entendu, à différents dispositifs comme, par exemple, des serre-joints ou des systèmes de genouillères, manoeuvrés manuellement, qui présentent un certain nombre d'inconvénients. Aussi, les constructeurs ont mis au point des systèmes de serrages automatiques, qui comprennent au moins un levier actionné d'une position inactive de libération vers une position active de serrage et inversement, par le déplacement d'un piston pouvant être commandé pneumatiquement ou hydrauliquement. On connaît de nombreux dispositifs de serrage du type comportant un vérin commandant le pivotement d'un bras de levier par l'intermédiaire d'une biellette de liaison ou de plusieurs biellettes, notamment les dispositifs de serrage décrits par les demandes de brevets français publiées sous les numéros 2 340 798 ou 2 536 323. Ces dispositifs de serrage de l'art antérieur présentent cependant certains inconvénients qui altèrent leurs performances et notamment des problèmes liés aux chocs occasionnés sur et par les pièces en mouvement dudit dispositif et qui provoquent une usure et un vieillissement du dispositif de serrage en lui-même. De ce fait, la durée de vie de ces dispositifs de serrage se trouve réduite. De plus, ces chocs entraînent des nuisances au niveau sonore désagréables qui s'ajoutent aux différents bruits de la chaîne de montage sur laquelle sont disposés les dispositifs de serrage. Ainsi, la présente invention a pour objectif de remédier aux inconvénients précités des dispositifs de serrage actuels grâce à des moyens simples, fiables, peu onéreux et qui permettent notamment d'augmenter sensiblement la vitesse de position de détente et les masses embarquées, la durée de vie du dispositif de serrage, tout en réduisant les nuisances auditives qu'il engendre lors de son fonctionnement. n permet, de plus, d'éviter une usure prématurée du dispositif de serrage proprement dit et du vérin commandant le dispositif ou de sa tige de piston. Selon sa caractéristique principale, le dispositif de serrage selon l'invention, destiné à retenir une pièce de construction à usiner ou à souder est du type comprenant un levier monté pivotant autour d'un axe de rotation par rapport à un corps de dispositif pour être actionné en pivotement par le déplacement de la tige de piston d'un vérin d'axe longitudinal entre une première position dite position inactive de libération ou position de détente, et une deuxième position dite position active de serrage, ledit levier étant relié à l'extrémité de la tige de piston par l'intermédiaire de moyens de commande et de liaison, et est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'amortissement destinés à amortir les chocs occasionnés dans les pièces mobiles des moyens de commande et de liaison lorsque la tige de piston revient dans sa position de détente qui correspond à la position inactive du levier de serrage. Selon une autre caractéristique, la tige de piston, une pièce intermédiaire de liaison ou une pièce de butée et de répartition solidaire en déplacement de ladite tige au moins lorsque celle ci se déplace à proximité de sa position de détente présente une surface de butée destinée à venir en butée sur une surface d'appui complémentaire solidaire du corps du dispositif ou du vérin lorsque ledit vérin est en position de détente. Selon le mode de réalisation préféré du dispositif de serrage selon l'invention, les moyens d'amortissement sont constitués par au moins une pièce d'amortissement destinée à être comprimée lors de l'accostage de la surface de butée sur la surface d'appui. Selon une autre caractéristique, la pièce d'amortissement est disposée de manière fixe dans une chambre d'amortissement située dans la partie inférieure du corps du dispositif. Selon une variante d'exécution du dispositif de serrage selon l'invention, la surface de butée est constituée par une pièce de butée et de répartition disposée au dessus de la pièce d'amortissement du dispositif. Selon cette variante d'exécution du dispositif de serrage, la pièce d'amortissement et la pièce de répartition et de butée présentent chacune dans un plan transversal une section de forme rectangulaire de longueur sensiblement identique, la largeur de la pièce de butée étant supérieure à la largeur de la pièce d'amortissement de manière à ce que ladite pièce de butée présente latéralement sur la périphérie de sa face inférieure la surface de butée mobile. Selon un mode de réalisation du dispositif de serrage, la surface d'appui complémentaire est constituée par au moins un profil en creux disposé sur la ou les paroi(s) latérale(s) d'une chambre d'amortissement formant la partie inférieure du corps du dispositif. Selon une autre caractéristique du dispositif de serrage selon l'invention, celui-ci est caractérisé en ce que les moyens d'amortissement sont réalisés à l'aide d'un matériau d'amortissement tel un élément d'amortissement métallique, ou en matière plastique. Selon un mode d'exécution préférentiel, le matériau d'amortissement est un polyuréthanne souple. Selon une caractéristique complémentaire, le matériau d'amortissement comporte une capacité anti rebond importante, c'est-à-dire une capacité à empêcher le rebond après le choc. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. Les figures 1 à 4c illustrent le mode de réalisation préféré du dispositif de serrage selon l'invention. Les figures 1 et 2 illustrent schématiquement en vue latérale un dispositif de serrage susceptible de comporter des moyens d'amortissement (MA), respectivement en positions passive et active. La figure 3a illustre en coupe longitudinale le mode de réalisation préféré du dispositif dans sa position active. La figure 3b illustre dans une vue similaire à la figure 3a le dispositif en position intermédiaire. La figure 3c représente dans une vue similaire à la figure 3a le dispositif de serrage en position passive ou position de détente. La figure 4a représente en coupe transversale le dispositif de serrage en position active. La figure 4b illustre dans une vue similaire à la figure 4a le dispositif de serrage en position intermédiaire. La figure 4c illustre dans une vue similaire à la figure 4a le dispositif de serrage en position passive. Le dispositif de serrage (1) selon l'invention, de plan de symétrie général médian (P), comprend un levier de serrage portant la référence générale (2) monté pivotant autour d'un axe transversal de rotation (3) sur un corps de dispositif (4), permettant audit levier d'être mobile entre deux positions, une première position (A), dite position inactive de libération de la pièce à souder ou à usiner, et une deuxième position (B), dite position active de serrage, comme le montrent respectivement les figures 1 et 2. Le levier de serrage (2) est actionné en pivotement autour de son axe (3) par le déplacement de la tige de piston (6) d'un vérin (7) d'axe longitudinal (ZZ') par l'intermédiaire de moyens de commande et de liaison (MC) comme, par exemple, un ensemble d'axes de pivotement et de biellettes de liaison. Selon l'invention, le dispositif de serrage (1) est muni de moyens d'amortissement (MA), lesdits moyens d'amortissement étant destinés à amortir les chocs occasionnés lors de l'accostage des différentes pièces mobiles du dispositif, notamment lorsque le levier de serrage (2) se positionne dans une de ses positions extrêmes. Selon le mode de réalisation préféré du dispositif de serrage (1) selon l'invention, les moyens d'amortissement (MA) sont avantageusement destinés à amortir les chocs occasionnés par la tige de piston (6) du vérin (7) lorsqu'elle passe vers sa position passive ou position de détente, c'est-à-dire vers sa position qui correspond à la position inactive du levier de serrage du dispositif. Selon un des modes de réalisation du dispositif de serrage (1) sur lequel peuvent être disposés les moyens d'amortissement (MA), illustré notamment figures 3a à 4c, la tige de piston (6) porte à son extrémité supérieure (8) une pièce intermédiaire de liaison (21) sur laquelle est articulée au moins une biellette de liaison (16) autour d'un axe de pivotement principal (22). La biellette de liaison (16) est articulée à son autre extrémité sur le levier de serrage (2) et plus particulièrement sur la partie d'encastrement (13) proprement dite du levier de serrage (2) autour d'un axe secondaire de pivotement (23) de manière à constituer les moyens de commande et de liaison (MC) du dispositif. Selon ce mode de réalisation préféré de l'invention, le corps (4) du dispositif de serrage (1) est constitué d'une partie supérieure (9a) à l'intérieur de laquelle pivote le levier de serrage (2), et d'une partie inférieure (9b) dans laquelle coulisse la tige de piston (6) du vérin (7). Notons que le dispositif de serrage (1) comporte des moyens de fixation dudit vérin, de manière à permettre l'adaptation audit dispositif de plusieurs types de vérin, ainsi que le remplacement aisé d'un vérin défectueux. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, la partie supérieure (9a) du corps (4) du dispositif de serrage a la forme générale d'une chape (10) qui est formée par deux parois latérales parallèles (10a, 10b) créant entre elles une fente (11) destinée au passage du levier (2), lesdites parois latérales parallèles (10a, 10b) sont, par ailleurs, percées d'un trou transversal d'axe (XX') dans lequel est engagé l'axe transversal de rotation (3) du levier (2), comme le montrent les figures 4a, 4b et 4c. Notons que les moyens de commande (MC) proprement dit du dispositif sont disposés dans la partie supérieure (9a) du corps (4). Ledit levier (2) comporte un bras de levier (14) prolongeant une partie d'encastrement (13) qui constitue sa partie d'actionnement et de pivotement sur lequel est montée pivotante la biellette de liaison (16) des moyens de commande et de liaison (MC). Selon le mode de réalisation préféré, la partie inférieure (9b) du corps (4) forme une première chambre (17) fermée, à l'intérieur de laquelle coulisse la tige de piston (6) du dispositif de serrage (1). Notons qu'elle forme également une deuxième chambre (40), dite chambre d'amortissement, disposée juste au Selon le mode de réalisation préféré, la partie inférieure (9b) du dispositif de serrage (1) est montée directement sur un vérin (7) pneumatique ou hydraulique d'axe longitudinal (ZZ') dont l'extrémité (8) de la tige de piston (6) est destinée à se déplacer sensiblement verticalement entre une position de détente (A), illustrée figures 1, 3c et 4c, correspondant à la position inactive du levier (2) et une position dite de verrouillage (B), illustrée figures 2, 3a et 4a, où le levier se trouve dans sa position active de serrage. Selon un mode de réalisation préféré du dispositif de serrage selon l'invention, la pièce intermédiaire de liaison (21) est constituée d'une paroi d'extrémité (21c) et d'une paroi verticale (21a). Ladite paroi verticale porte transversalement à son extrémité supérieure l'axe principal de pivotement (22) sur lequel est montée la biellette de liaison (16) qui peut être constituée par une double biellette (16a, 16b), comme le montrent les figures 4a à 4c. Ledit axe (22) est muni à chacune de ses extrémités d'un galet ou roulement d'extrémité (24a, 24b) destiné à être guidé dans son déplacement sensiblement vertical par des moyens de guidage (MG) tels que des gorges longitudinales ou des lumières borgnes situées sur les parois latérales (10a, 10b, 18a, 18b) du corps (4) du dispositif de serrage (1). Notons que les biellettes de liaison (16a, 16b) sont montées à une de leurs extrémités autour de la paroi verticale (21a) de la pièce intermédiaire (21) et à l'autre de leurs extrémités autour de la partie d'encastrement (13) du levier (2). Le dispositif comporte ainsi deux biellettes de liaison parallèles disposées de part et d'autre de la pièce coulissante et de la partie d'encastrement du levier. I1 va de soi que les biellettes (16a, 16b) et leur axe (22) pourraient être montés directement sur l'extrémité de la tige de piston, par exemple. De même, le dispositif pourrait comporter une biellette unique ou plusieurs biellettes articulées entre elles. Dans les dispositifs de serrage traditionnels, la pièce intermédiaire de liaison (21) ou la tige de piston (6) présente une surface de butée mobile destinée à venir se positionner en appui sur une surface d'appui complémentaire solidaire du corps (4) du dispositif, lorsque celui-ci est en position inactive ou position de détente. Selon le mode de réalisation préféré du dispositif de serrage (1), celui-ci comporte une surface de butée mobile (30a) destinée à venir en appui sur une surface d'appui complémentaire (31) du corps (4), ladite surface de butée étant disposée sur une pièce de répartition et de butée (30) solidaire en mouvement de la tige de piston (6) lorsque celle-ci se déplace à proximité de sa position de détente, tel qu'il sera décrit ultérieurement. Selon le mode de réalisation préféré du dispositif de serrage, les moyens d'amortissement (MA) sont disposés de manière à amortir l'accostage entre la surface de butée mobile (30a) et la surface d'appui complémentaire (31), ledit accostage s'effectuant ainsi avec une vitesse réduite par rapport aux dispositifs de serrage traditionnels de manière à limiter les chocs ou à absorber une bonne partie de ceux-ci et en donnant une position précise au levier par limitation de sa course. Selon ce mode de réalisation préféré du dispositif de serrage selon l'invention, les moyens d'amortissement (MA) sont constitués par une pièce d'amortissement (50) disposée de manière fixe à l'intérieur du corps (4) du dispositif (1) et plus précisément dans la chambre d'amortissement (40) située dans la partie inférieure (9b) du corps (4). La chambre (40) comporte une paroi inférieure (70) munie d'un orifice destiné au passage de la tige de piston (6) et sur laquelle est disposée la pièce d'amortissement (50). Notons que la pièce d'amortissement (50) comporte, de même, un alésage interne destiné au coulissement de la tige de piston (6). Selon ce mode de réalisation, la pièce de répartition et de butée (30) est disposée sur la face supérieure (50a) de la pièce d'amortissement. La pièce de butée (30) s'étend latéralement au-delà de la pièce d'amortissement (50) de manière à présenter sur la périphérie de sa face inférieure la surface de butée mobile (30a). Notons que cette pièce de butée est également munie d'un orifice de passage destiné au coulissement de la tige de piston. Selon le mode de réalisation préféré du dispositif, la surface d'appui complémentaire est formée par un profil en creux (31) disposé dans les parois latérales (18a, 18b) du corps (4) du dispositif, de manière à ce que, lorsque le dispositif est en position active, la surface de butée (30a) soit séparée de ladite surface d'appui d'une hauteur H1 appelée hauteur de compression illustrée figures 3a et 4a. Ainsi, selon le mode de réalisation décrit et comme le montrent respectivement les figures 3a, 3b, 3c, 4a, 4b, 4c, lorsque le dispositif de serrage (1) passe de sa position de serrage (B) vers sa position de détente (A), le retrait de la tige de piston déplace la pièce de liaison intermédiaire (21) qui vient accoster sur la face supérieure (30b) de la pièce de butée (30), comme le montrent les figures 3b et 4b. La pièce de butée (30) devient ainsi solidaire en déplacement de la pièce intermédiaire (21) et de la tige de piston (6), ce sous ensemble se déplaçant en comprimant la pièce d'amortissement sur la hauteur de compression H1 jusqu'à ce que la pièce de butée (30) vienne en appui sur les surfaces d'appui complémentaires (31) du corps, le dispositif (1) se trouvant alors en position de détente, comme le montrent les figures 3c et 4c. La pièce de butée et de répartition (30) est avantageusement réalisée dans un matériau rigide tel que les matériaux métalliques, par exemple. Notons, de plus, qu'elle permet de répartir sur l'ensemble de la section de la pièce d'amortissement (50) la force de rappel de la tige de piston qui s'exerce par l'intermédiaire de la pièce intermédiaire (21) sur ladite pièce de butée (30). Les moyens d'amortissement (MA) sont avantageusement obtenus à l'aide d'un matériau d'amortissement tel qu'une mousse ou une matière plastique, par exemple, ledit matériau étant destiné à être compressé de manière à réduire la vitesse du déplacement de la tige de piston (6) et de la pièce intermédiaire (21) lorsqu'elles atteignent la position de détente du dispositif, c'est-à-dire à réduire la vitesse d'accostage de la pièce de butée et de répartition (30) sur la surface d'appui (31). Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le matériau d'amortissement comporte des propriétés d'amortissement importantes ainsi qu'une importante capacité à empêcher le rebond après le choc, c'est-à-dire à ne pas restituer l'énergie du choc qu'elle absorbe de manière immédiate et brutale. Le matériau d'amortissement utilisé est avantageusement un matériau plastique tel qu'un polyuréthanne, par R exemple, comme 1'ALLRANER TR 1571 commercialisé par la Société ALLRIM et qui est un polyuréthanne bicomposant transformable à R température ambiante ou comme 1'ALLRANER RX 1425 qui est un élastomère polyuréthanne souple. Notons que la chambre d'amortissement (40) comporte un profil destiné à permettre la compression et donc l'expansion latérale de la pièce d'amortissement (50). La pièce d'amortissement (50) et la pièce de butée (30) présentent avantageusement dans un plan transversal horizontal un profil rectangulaire de manière à pouvoir respectivement pour l'une se comprimer et pour l'autre coulisser dans la chambre (40) qui possède de manière connue en soi un profil transversal complémentaire. fl va de soi que les profils transversaux de la chambre (40) et des pièces de butée et d'amortissement (50, 30) pourraient être de forme circulaire, hexagonale ou autre, sans pour autant sortir du champ de protection revendiqué. Notons également que les profils rectangulaires des pièces de butée et d'amortissement (50, 30) possèdent une longueur L1 sensiblement identique selon un axe transversal (AA), tandis que la pièce de butée (30) présente une largeur L2 supérieure à la largeur L3 de la pièce d'amortissement de manière à créer sur la périphérie de sa face inférieure la surface de butée mobile (30a). I1 est important de noter que le déplacement de la pièce de butée (30) sur la hauteur de compression H1 s'effectue lors du retrait de la tige de piston sous l'action de la force de rappel du vérin et surtout des forces d'inertie dues aux différentes masses en mouvement (M) qui lui sont transmises par la pièce intermédiaire de liaison (21). Lorsque la tige de piston quitte sa position de détente pour revenir vers sa position active, la pièce (30) est ramenée dans sa position initiale par l'expansion de la pièce d'amortissement (50) qui revient dans sa position initiale, ce déplacement s'effectuant en accompagnant le déplacement de la tige de piston (6) sur la hauteur de compression H1, la tige poursuivant ensuite son déplacement avec la pièce de liaison tandis que la pièce de butée et de répartition reste disposée sur la face supérieure (50a) de la pièce d'amortissement (50). Selon une vanante non représentée, la surface de butée mobile n'est pas constituée par une pièce rigide, mais par la paroi inférieure de la pièce intermédiaire de liaison, ladite pièce venant directement provoquer la compression des moyens d'amortissement. I1 va de soi que la pièce d'amortissement pourrait être disposée sur la tige de piston qui est mobile de manière à coulisser avec elle, et non plus être disposée de manière fixe sur la paroi inférieure (70) de la chambre (40). Selon le mode de réalisation préféré du dispositif de serrage, la hauteur (H2) de la pièce d'amortissement, la hauteur (H1) sur laquelle s'effectue la compression, ainsi que le matériau utilisé pour la réaliser sont déterminés et choisis notamment en fonction des différents paramètres du choc, liés au déplacement du vérin, et des moyens de commande et de liaison du dispositif, comme la force de rappel du vérin, et la vitesse de déplacement de la tige de piston et de l'inertie des masses (M) en mouvement, par exemple, de manière à ce que l'accostage entre la surface de butée mobile et la surface d'appui s'effectue avec un choc faible, c'est-à-dire avec une vitesse relativement faible de la tige de piston. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS 1. Dispositif de serrage (1) destiné à retenir une pièce de construction à usiner ou à souder, du type comprenant un levier (2) monté pivotant autour d'un axe de rotation (XX', 3) par rapport à un corps de dispositif (4) pour être actionné en pivotement par le déplacement de la tige de piston (6) d'un vérin (7) d'axe longitudinal (ZZ') entre une première position (A) dite position inactive de libération ou position de détente, et une deuxième position (B) dite position active de serrage, ledit levier (2) étant relié à l'extrémité (8) de la tige de piston (6) par l'intermédiaire de moyens de commande et de liaison (MC), caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'amortissement (MA) destinés à amortir les chocs occasionnés dans les pièces mobiles des moyens de commande et de liaison (MC) lorsque la tige de piston (6) revient dans sa position de détente (A) qui correspond à la position inactive du levier de serrage. 2.Dispositif de serrage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige de piston (6), une pièce intermédiaire de liaison (21) ou une pièce de butée et de répartition (30), solidaire en déplacement de ladite tige au moins lorsque celle-ci se déplace à proximité de sa position de détente, présente une surface de butée (30a) destinée à venir en butée sur une surface d'appui complémentaire (31) solidaire du corps du dispositif (4) ou du vérin (7) lorsque ledit vérin est en position de détente. 3. Dispositif de serrage (1) selon la revendication 2 caractérisé en ce que les moyens d'amortissement (MA) sont constitués par au moins une pièce d'amortissement (50) destinée à etre comprimée lors de l'accostage de la surface de butée (30a) sur la surface d'appui (31). 4. Dispositif de serrage (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la pièce d'amortissement (50) est disposée de manière fixe dans une chambre d'amortissement (40) située dans la partie inférieure (9b) du corps du dispositif (4). 5. Dispositif de serrage (1) selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la surface de butée (30a) est constituée par une pièce de butée et de répartition (30) disposée au 6. Dispositif de serrage (1) selon la revendication 5 caractérisé en ce que la pièce d'amortissement (50) et la pièce de répartition et de butée (30) présentent dans un plan transversal une section de forme rectangulaire de longueur (L1) sensiblement identique, la largeur (L2) de la pièce de butée (30) étant supérieure à la largeur (L3) de la pièce d'amortissement (50) de manière à ce que ladite pièce de butée (30) présente latéralement sur la périphérie de sa face inférieure (30a) la surface de butée mobile. 7. Dispositif de serrage (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que la surface d'appui complémentaire est constituée par au moins un profil en creux (31) disposé sur la ou les paroi(s) latérale(s) (18a, 18b) d'une chambre d'amortissement (40) formant la partie inférieure (9b) du corps du dispositif (4). 8. Dispositif de serrage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'amortissement (MA) sont réalisés à l'aide d'un matériau d'amortissement. 9. Dispositif de serrage (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le matériau d'amortissement comporte une capacité anti rebond importante, c'est-à-dire une capacité à empêcher le rebond après le choc. 10. Dispositif de serrage (1) selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que le matériau d'amortissement est tel qu'une mousse ou une matière plastique, par exemple. 11. Dispositif de serrage (1) selon la revendication 10, caractérisé en ce que le matériau d'amortissement est un polyuréthanne souple.