Brevet FR2770166A1 — publié le 19990430

ELEMENT DE MAINTIEN DE PIECES La présente invention concerne un élément de maintien de pièces destiné à permettre le positionnement et le maintien des pièces dans un dispositif de serrage, de manière à permettre, par exemple, l'usinage de celles-ci. Elle concerne également plus particulièrement les moyens de blocage des cales de serrage de l'élément de maintien ainsi que des dispositifs de serrage associés qui comportent un ensemble d'éléments de maintien selon l'invention. L'usinage des pièces mécaniques en grande série oblige les fabricants, soucieux d'améliorer leur productivité, à limiter au maximum les changements d'outils sur leurs machines-outils afin de gagner du temps pour augmenter leur rendement. De ce fait, il existe des montages appelés dispositifs de serrage destinés à permettre le positionnement et le blocage de plusieurs pièces identiques à usiner sur un même support. Cependant, de tels dispositifs ne sont pas toujours adaptés à plusieurs types de pièces à usiner et sont souvent spécifiques à un seul type de pièce. De plus, ils sont souvent peu pratiques et obligent à de nombreuses manipulations pour assurer le positionnement desdites pièces. Les dispositifs existants présentent ainsi des inconvénients liés à leur mise en oeuvre et à leurs différents modes de construction. Ainsi, la présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités grâce à des moyens simples, fiables, faciles à mettre en oeuvre et peu onéreux. Pour ce faire, I'invention présente un élément ou module de maintien destiné à être utilisé dans un dispositif de serrage afin de permettre le positionnement et le blocage de plusieurs pièces simultanément dans le dispositif. L'invention permet également, par la mise en place dans le dispositif de plusieurs éléments de maintien cinématiquement reliés, de positionner un grand nombre de pièces, et ce, en réduisant considérablement les opérations de manutention. Par ailleurs, ces éléments peuvent avantageusement permettre de serrer plusieurs types de pièces différentes et sont aisés à mettre en place. Selon sa caractéristique principale, l'élément de maintien de pièces dans un dispositif de serrage selon l'invention, destiné à positionner des pièces à usiner, par exemple, est du type comportant un corps de boîtier équipé d'un ensemble de cales mobiles de serrage émergeant de différentes faces dudit boîtier, lesdites cales de serrage étant liées entre elles par des moyens de liaison et d'actionnement destinés à transmettre les efforts entre lesdites cales et à provoquer leurs déplacements. Selon une autre caractéristique, I'élément de maintien de pièces comporte des moyens de blocage destinés à limiter le déplacement des cales mobiles. Selon une caractéristique complémentaire, l'élément de maintien de pièces selon l'invention est caractérisé en ce que les moyens de blocage limitent le déplacement respectif de chacune des cales mobiles de serrage entre deux positions extrêmes, une position en saillie où la tête de la cale émerge de la face du boîtier et une position de retrait où la tête de la cale mobile est disposée en retrait par rapport à la face au niveau de celle-ci ou très légèrement en saillie. Selon un mode de réalisation de l'élément de maintien selon l'invention, les moyens de blocage sont constitués par un profil en creux longitudinal disposé latéralement sur la cale, destiné à coulisser entre deux positions extrêmes autour d'un teton de blocage solidaire du corps. Selon ce mode de réalisation, les cales mobiles sont de forme cylindrique et le profil en creux de celles-ci est réalisé par un méplat latéral. Selon une variante d'exécution, les tétons de blocage sont constitués par des portions de tiges, emmanchées forcées dans des alésages complémentaires internes orthogonaux à l'axe longitudinal de la cale dont ils limitent le déplacement. Selon une caractéristique complémentaire, l'élément de maintien comporte trois cales mobiles de serrage de forme cylindrique disposées dans un plan longitudinal du boîtier, deux cales dont l'extrémité située dans le boîtier est biseautée étant disposées selon un axe longitudinal dit de coulissement, tandis que la troisième cale parfaitement cylindrique est disposée selon un axe transversal médian orthogonal à l'axe longitudinal porteur des autres cales. Selon une autre caractéristique de l'élément de maintien de pièces, les moyens de liaison et d'actionnement sont constitués par une pièce intermédiaire de transmission de forme cylindrique, disposée entre les cales mobiles de serrage selon l'axe longitudinal de coulissement, dont les extrémités ont une forme biseautée complémentaire à celle des deux cales biseautées et dont le diamètre est inférieur au diamètre des cales de serrage. Par ailleurs, I'invention concerne également un dispositif de serrage de pièces du type comportant un ensemble d'éléments de maintien tels que ceux décrits précédemment, lesdits éléments étant cinématiquement reliés. 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 8b illustrent le mode de réalisation préféré de l'élément de maintien. La figure 1 illustre en perspective un dispositif de serrage dans lequel plusieurs éléments de maintien sont disposés pour maintenir un grand nombre de pièces à usiner. La figure 2 illustre en perspective un élément de maintien. La figure 3 représente l'élément de maintien en vue arrière. La figure 4 représente en vue latérale l'élément de maintien. La figure 5a illustre en coupe transversale selon BB l'élément de maintien et ses moyens de blocage. La figure 5b illustre dans une vue similaire à la figure 5a une variante d'exécution des moyens de blocage. La figure 6 illustre en perspective une cale mobile de serrage biseautée. La figure 7 illustre en perspective la pièce de liaison et d'actionnement. Les figures 8a et 8b illustrent respectivement en coupe longitudinale une cale mobile de serrage dans une position dite en saillie et dans sa position de retrait. L'élément de maintien selon l'invention portant la référence générale (1) est destiné à positionner et à bloquer des pièces à usiner (2) dans un dispositif de serrage (100), comme par exemple dans un montage de type cadre tel qu'illustré figure 1. Selon cet exemple, le dispositif de serrage permet de positionner un grand nombre de pièces (2) à l'aide d'un ensemble d'éléments de maintien (1, la, lb, lc) grâce à des moyens de serrage (MS) qui peuvent être constitués par une ou plusieurs vis ou boulons de serrage (101) destiné(s) à actionner simultanément plusieurs éléments de maintien pour assurer le serrage de l'ensemble des pièces situées dans le cadre. 11 va de soi que l'invention concerne également un dispositif de serrage (100) muni d'un ensemble d'éléments de maintien tels que ceux décrits ultérieurement, lesdits élément étant avantageusement reliés cinématiquement afin de réduire le nombre des opérations de serrage des pièces. Selon l'invention, I'élément de maintien (1) comporte un corps ou boîtier (3) duquel émerge un ensemble de cales mobiles de serrage (4, 4a, 4b, 4c). Ces cales mobiles, appelées également doigts de maintien (4a, 4b, 4c), sont destinées à se déplacer axialement de manière à coopérer directement, soit avec les pièces (2) pour les serrer, soit avec d'autres doigts de maintien appartenant à un autre élément de maintien disposé dans le dispositif de serrage pour leur transmettre l'effort de serrage nécessaire au positionnement de l'ensemble des pièces (2) à usiner. Le corps (3) de l'élément de maintien (1) est avantageusement de forme parallélépipédique et présente sur certaines de ses faces (5a, 5b, 5c) un orifice (7) duquel émerge une cale mobile de serrage (4), comme le montre la figure 2. Selon le mode de réalisation préféré de l'élément de maintien (1), chacun des doigts de maintien (4a, 4b, 4c) se déplace avantageusement selon son axe longitudinal orthogonalement à la face respective (Sa, 5b, 5c) du boîtier (3) dont il émerge. L'élément de maintien (1) comporte avantageusement des moyens de blocage (MB) destinés à limiter le déplacement longitudinal des différentes cales de serrage (4a, 4b, 4c) selon leur axe respectif. Ainsi, chacune des cales (4a, 4b, 4c) ne peut se déplacer qu'entre une position dite en saillie où la tête (6) de la cale (4) émerge de la face (5, Sa, Sb, 5c) du boîtier (3) d'une distance maximale (d) tel qu'illustré figure 8a et une position dite de retrait dans laquelle la tête (6) de la cale (4) se trouve sensiblement au niveau de la face (5). Notons que, dans la position de retrait, ladite tête (6) peut émerger légèrement de la face (5) ou affleurer au niveau de celleci de manière à éviter toute projection de salissures dans l'orifice (7) du boîtier, comme le montre la figure 8b. Il va de soi que la position de retrait pourrait être différente, la tête de la cale se retirant dans l'orifice sans pour autant sortir du champ de protection de l'invention. Selon le mode de réalisation préféré de l'élément de maintien, les moyens de blocage (MB) sont avantageusement constitués par un profil longitudinal en creux (8) de longueur finie, disposé latéralement sur la cale de serrage (4) et qui est destiné à coulisser longitudinalement autour d'un organe de blocage tel qu'une pige ou un téton de blocage (9) solidaire du corps (3). La pige de blocage (9) vient ainsi en appui alternativement contre les deux surfaces d'extrémité longitudinales (8a, 8b) du profil en creux (8) lors du déplacement de la cale de serrage (4) délimitant ainsi les deux positions extrêmes de ladite cale mobile de serrage illustrées respectivement figures 8a et 8b. Selon le mode de réalisation préféré de l'élément de maintien (1) celui-ci comporte trois cales mobiles de serrage (4a, 4b, 4c). Lesdites cales sont avantageusement disposées dans le boîtier (3) de l'élément (1) de manière à ce que leurs axes longitudinaux respectifs soient coplanaires. Ainsi, les trois cales sont disposées dans un plan longitudinal (P) situé avantageusement dans la partie supérieure du corps (3), comme le montrent les figures 3, 4, 5a et 5b. Selon ce mode de réalisation, les cales mobiles (4a, 4b, 4c) sont de forme cylindrique de diamètre (D1) identique et se déplacent dans des alésages internes (10) du corps (3) débouchant sur les faces respectives (Sa, Sb, Sc) de manière orthogonale à celles-ci. I1 va de soi que le nombre de cales de serrage pourrait être différent, sans pour autant sortir du champ de protection revendiqué de l'invention. De même, la disposition des cales pourrait être tridimensionnelle, par exemple, et le profil desdites cales d'une forme géométrique différente. Notons que le profil en creux (8) des cales cylindriques (4, 4a, 4b, 4c) peut être réalisé par une gorge longitudinale, par exemple. ll peut, comme dans le mode de réalisation préféré du dispositif, être constitué par un méplat latéral, comme le montre la figure 6. Selon le mode de réalisation préféré et ses variantes d'exécution, les organes de blocage (9) sont disposées à l'intérieur du corps (3) de manière fixe. Ainsi, ils peuvent par exemple être constituées par des vis sans tête à téton (50), comme le montre la figure 5b. Lesdites vis sont disposées dans des alésages complémentaires (11) filetés, situés avantageusement dans le plan longitudinal (P) des cales de serrage (4a, 4b, 4c) et sont disposées orthogonalement aux alésages internes respectifs (10) dans lesquels coulissent lesdites cales. Notons que lors du montage des éléments de maintien, les vis à téton peuvent être de dimension ajustée en longueur, de manière à ce que leur téton proprement dit (9a) sorte dans l'alésage interne (10) pour opérer le blocage des surfaces d'extrémité (8a, 8b) du profil en creux (8) de la cale (4) et que leur extrémité arrière aMeure à la surface (5) du boîtier sur laquelle débouche l'alésage complémentaire (11), de manière à empêcher toute intrusion de salissures, projection ou autres particules à l'intérieur du boîtier (3). Selon la variante d'exécution illustrée figure 5a, les piges de blocage (9) sont constituées par des portions de tiges ajustées à leur alésage complémentaire (11), lesdites tiges étant avantageusement disposées dans leurs alésages respectifs par emmanchement forcé, par exemple. Selon l'invention, les cales mobiles de serrage (4a, 4b, 4c) sont reliées entre elles par des moyens de liaison et d'actionnement (MLA) destinés à permettre la transmission d'un effort de serrage exercé sur l'une des cales (4a) aux autres cales (4b, 4c) de l'élément de maintien (1) et réciproquement ainsi qu'à provoquer le déplacement des cales (4b, 4c) pour les amener en buttée sur une pièce (2) ou une cale d'un autre élément afin de leur transmettre l'effort de serrage. Selon le mode de réalisation préféré de l'élément de maintien, une des cales (4a) est de forme parfaitement cylindrique, tandis que les deux autres cales de serrage (4b, 4c) illustrées figure 6 ont une forme cylindrique biseautée, de manière à présenter une surface d'appui inclinée (12) destinée à coopérer avec une pièce intermédiaire de transmission (13) illustrée figure 7 dans une liaison du type camepoussoir, ladite pièce constituant les moyens de liaison et d'actionnement (MLA) de l'élément de maintien (1). Les cales mobiles de serrage (4b, 4c) possédant une extrémité biseautée sont disposées selon un même axe longitudinal (XX') dit de coulissement dans le plan (P), tandis que l'autre cale (4a) est disposée orthogonalement selon un axe médian (YY'), la pièce intermédiaire de transmission (13) étant disposée à l'intersection des trois cales (4a, 4b, 4c) selon l'axe de coulissement (XX'). La pièce intermédiaire de transmission (13) se présente de manière connue en soi sous le forme d'un cylindre biseauté à ses deux extrémités de manière à présenter deux surfaces d'appui (14a, 14b) complémentaires de celles des cales biseautées (4b, 4c). Elle présente un diamètre (D2) inférieur au diamètre (D1) de manière à pouvoir se déplacer selon l'axe (YY') sous l'action de la cale cylindrique (4a) de manière à agir sur les cales biseautées (4b, 4c) ou sous l'action d'une ou des deux cales biseautées pour agir sur la cale cylindrique. Selon le mode de réalisation préféré, l'élément de maintien (1) et plus particulièrement son boîtier (3) comporte dans sa partie inférieure des moyens de positionnement et de fixation. Lesdits moyens peuvent, par exemple, être constitués par des trous filetés longitudinaux ou transversaux (15a, 15b, 1Sc, 15d) ou par un profil inférieur (16) en forme de queue d'aronde permettant un guidage approprié ou par tout autre moyen équivalent. 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. Elément de maintien (1) de pièces (2) dans un dispositif de serrage (100) destiné à positionner des pièces à usiner, par exemple, du type comportant un corps de boîtier (3) équipé d'un ensemble de cales mobiles de serrage (4, 4a, 4b, 4c) émergeant de différentes faces (5a, Sb, Sc) du boîtier (3), lesdites cales de serrage (4, 4a, 4b, 4c) étant liées entre elles par des moyens de liaison et d'actionnement (MLA) destinés à transmettre les efforts entre les cales et à provoquer leurs déplacements. 2. Elément de maintien (1) de pièces (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de blocage (MB) destinés à limiter le déplacement des cales mobiles (4, 4a, 4b, 4c). 3. Elément de maintien (1) de pièces (2) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de blocage limitent le déplacement respectif de chacune des cales mobiles de serrage (4, 4a, 4b, 4c) entre deux positions extrêmes, une position en saillie où la tête (6, 6a, 6b, 6c) de la cale émerge de la face (5, Sa, Sb, Sc) du boîtier (3) et une position de retrait où la tête de la cale mobile est disposée en retrait par rapport à la face au niveau de celle-ci ou très légèrement en saillie. 4. Elément de maintien (1) de pièces (2) selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de blocage (MB) sont constitués par un profil en creux (8) longitudinal disposé latéralement sur la cale (4), destiné à coulisser entre deux positions extrêmes autour d'un téton de blocage (9) solidaire du corps (3). 5. Elément de maintien (1) de pièces (2) selon la revendication 4, caractérisé en ce que les cales mobiles (4, 4a, 4b, 4c) sont de forme cylindrique et en ce que le profil en creux (8) est réalisé par un méplat latéral. 6. Elément de maintien (1) de pièces (2) selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les tétons de blocage (9) sont constitués par des portions de tiges emmanchées forcées dans des alésages complémentaires internes (11) orthogonaux à l'axe longitudinal de la cale (4, 4a, 4b, 4c) dont ils limitent le déplacement. 7. Elément de maintien (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte trois cales mobiles de serrage (4a, 4b, 4c) de forme cylindrique de diamètre (dol), disposées dans un plan longitudinal (P) du boîtier (3), deux cales (4b, 4c) dont l'extrémité située dans le boîtier est biseautée étant disposées selon un axe longitudinal (XX'), tandis que la troisième cale parfaitement cylindrique est disposée selon un axe transversal médian (YY') orthogonal à l'axe (XX'). & Elément de maintien (1) de pièces (2) selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de liaison et d'actionnement (MLA) sont constitués par une pièce intermédiaire de transmission (13) de forme cylindrique, disposée entre les cales mobiles de serrage (4a, 4b, 4c) selon l'axe longitudinal (XX'), dont les extrémités ont une forme biseautée complémentaire à celle des deux cales biseautées (4b, 4c) et dont le diamètre (D2) est inférieur au diamètre (D1) des cales de serrage (4a, 4b, 4c). 9. Dispositif de serrage (100) de pièces (2) comportant un ensemble d'éléments de maintien (1, la, lb, lc) selon l'une quelconque des revendications précédentes, lesdits éléments étant cinématiquement reliés.