Brevet FR2768956A1 — publié le 19990402

L'invention concerne le domaine technique du serrage et de l'immobilisation de pièces diverses en vue, notamment, d'effectuer des opérations d'usinage, de transformation et/ou de soudure sur ces dernières. Il est connu, dans le domaine ci-dessus, d'immobiliser des pièces à travailler au moyen d'un dispositif de serrage du type étau. Un tel dispositif connu comprend, généralement, deux demi-corps dont l'un est fixe et l'autre mobile. Le corps fixe est, le plus souvent, adapté sur un bâti ou un établi, tandis que le corps mobile est lié au corps fixe, par, d'une part, un système de glissières et, d'autre part, une vis de serrage engagée dans un taraudage du corps fixe, de manière à assurer le déplacement du corps mobile par rapport à ce dernier. Enfin, les corps fixe et mobile présentent chacun une mâchoire ou mors faisant partie intégrante du corps ou réalisée sous la forme d'un barreau rapporté. Ces mâchoires sont destinées à venir en contact avec la pièce à immobiliser entre les deux corps rapprochés par rotation de la vis de serrage. Un tel dispositif donne entière satisfaction pour l'immobilisation de pièces à travailler présentant deux faces opposées sensiblement parallèles. Toutefois, le dispositif connu ci-dessus ne permet pas d'assurer, avec autant d'efficacité, I'immobilisation de pièces ne présentant pas de surfaces régulières ou parallèles. De même, un tel système d'étau n'est pas adapté au serrage de pièces présentant des faces concaves. Il apparaît donc le besoin d'un dispositif permettant de prendre en compte les irrégularités et/ou les formes complexe d'une pièce à travailler. L'objectif de l'invention est de répondre à ce besoin en proposant un nouveau type de mâchoire présentant des moyens permettant une adaptation à la forme des pièces à serrer. Pour répondre à cet objectif, l'invention vise une mâchoire pour un dispositif du type étau ou analogue, de serrage et d'immobilisation, caractérisée en ce qu'elle comprend un corps pourvu d'au moins deux touches qui sont mobiles l'une par rapport à l'autre en translation selon des directions sensiblement parallèles et dont l'extension par rapport au corps est réglable. Selon l'invention, cette nouvelle mâchoire peut faire partie intégrante de l'étau qu'elle équipe ou, au contraire, être rapportée sur ce dernier. L'invention vise donc également un dispositif de serrage et d'immobilisation caractérisé en ce qu'il est équipé d'au moins une mâchoire selon l'invention. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une vue d'ensemble d'un dispositif de serrage et d'immobilisation du type étau, équipé de mâchoires conformes à ]'invention. La fig. 2 est une vue de dessus d'une mâchoire selon l'invention. La fig. 3 est une vue de côté, partiellement arrachée, d'une forme de réalisation d'un dispositif de serrage du type étau conforme à l'invention. La fig. 4 est une vue de dessus du dispositif selon la fig. 3. Les fig. 5 à 7 sont des vues en coupe d'autres formes de réalisation d'une mâchoire conforme à l'invention. La fig. 8 est une vue de dessus d'une variante de réalisation d'une mâchoire selon la fig. 2. Dans une application préférée, mais non exclusive, la mâchoire selon l'invention peut être mise en oeuvre sur un dispositif d'immobilisation et de serrage du type étau d'établi, tel que désigné dans son ensemble par la référence 1 à la fig. 1. Un tel étau comprend, généralement, un corps fixe 2 adapté sur un support E plan, tel que, par exemple, le plateau d'un établi. L'étau 1 comprend, également, un corps mobile 3 lié, par une liaison hélicoïdale, au corps fixe 2. Une telle liaison, largement connue de l'homme du métier, peut, par exemple, faire intervenir au moins une et, de préférence, deux tiges de guidage 4, solidaires du corps mobile 3 et formant des coulisseaux coopérant avec des glissières complémentaires solidaires du corps fixe 2. Les coulisseaux 4 sont complétés par une vis de serrage 5, liée en translation au corps mobile 3 et libre en rotation par rapport à ce dernier. La vis de serrage 5 est engagée dans un taraudage complémentaire du corps fixe 2, de manière à asservir, par sa rotation, les déplacements du corps mobile 3 par rapport au corps fixe 2. Les deux corps fixe 2 et mobile 3 sont chacun équipés d'une mâchoire 10 conforme à l'invention. Selon l'exemple illustré fig. 1 et 2, chacune des mâchoires 10, équipant les deux corps fixe 2 et mobile 3, sont identiques et rapportées sur leurs corps respectifs. Seule la mâchoire, équipant le corps fixe 2, sera donc décrite, étant entendu que seule l'orientation de montage de la mâchoire équipant le corps mobile differe. La mâchoire 10 comprend un corps 11 rapporté sur le corps fixe 2 au moyen de quatre vis 111. Bien entendu, la fixation du corps 11 sur le corps fixe 2 pourrait être assurée par tout autre moyen approprié, tel que, par exemple, par soudure. Le corps 11 est pourvu d'au moins deux et, selon l'exemple illustré, de trois touches 12 qui sont mobiles, les unes par rapport aux autres, en translation selon des directions x-x' parallèles entre elles et à la direction X-X' de translation du corps mobile 3 par rapport au corps 2. Les touches 12 sont chacune formées par une tige, d'axe x-x', qui coulisse dans un alésage traversant complémentaire du corps 11. Chaque touche 12 présente, à une extrémité, une tête de serrage 13 montée pivotante selon un axe y-y' sensiblement vertical et, à une extrémité opposée, une partie filetée 121 de plus faible section également engagée dans un alésage traversant le corps 11. La touche 12 est soumise à l'action d'un ressort hélicoïdal 14, interposé entre cette dernière et le corps 11, de manière à s'opposer à une pression exercée dans le sens de la flèche f1 sur la tête de serrage 13. Selon cet exemple, le ressort 14 est monté coaxialement à la partie filetée, de manière à venir en appui sur la touche 12 au niveau d'un épaulement définit par la réduction de section de la partie filetée 121. Enfin, la partie filetée de la touche 12 porte un écrou, tel que par exemple de type papillon, venant en butée contre le corps 11, de manière à pouvoir maintenir en compression le ressort 14 et à déplacer, dans le sens de la flèche f1, la touche 12. Comme cela apparaîtra par la suite, le ressort 14 et l'écrou 15 forment des moyens de réglage de l'extension e de la touche 12 par rapport au corps 11. Afin d'interdire toute rotation autour de l'axe x-x', chaque touche 12 est équipée d'une goupille 16 qui vient en appui de part et d'autre de la touche sur des portées de guidage aménagées dans le corps 11. Bien entendu, l'immobilisation en rotation des touches 12 par rapport à l'axe x-x' pourrait être réalisé par tout autre moyen approprié tel que, par exemple, la mise en oeuvre d'une tige de section carrée pour la partie non filetée des touches. Comme dit précédemment, les deux corps de l'étau 1, fixe 2 et mobile 3, sont équipés chacun d'une mâchoire 10 montée de manière que les têtes de serrage 13 des touches 12 soient disposées en regard les unes des autres. L'étau 1 ainsi constitué fonctionne de la manière suivante. Lorsqu'une pièce doit être immobilisée, celle-ci est placée entre les têtes de serrage 13 des touches 12 équipant les deux mâchoires 10 des corps fixes 2 et mobile 3. Ensuite, la vis de serrage 5 est actionnée en rotation, de manière à rapprocher le corps mobile 3 du corps fixe dans le sens de la flèche f2 pour amener les têtes de serrage 13 en contact avec la pièce à immobiliser. Au fur et à mesure de ce serrage, les touches 12 se déplacent axialement les unes par rapport aux autres et les ressorts 14 des touches 12 d'une même mâchoire se compriment plus ou moins, de manière que chaque touche présente une extension e par rapport au corps 11 adapté à la forme de la pièce à serrer. Ainsi, chacune des touches 12 peut présenter une extension différente de celle des autres touches. Bien entendu, afin de permettre un assujettissement performant de la pièce à immobiliser, les ressorts 14 présentent un coefficient d'élasticité élevé. De plus, par la mise en oeuvre des ressorts 14, il est obtenu un réglage automatique de l'extension des touches qui peuvent alors s'adapter à la forme de la pièce à serrer sans autre action que le serrage par la vis 5. De manière avantageuse, l'articulation des têtes de serrage 13 autorise la prise en compte de l'inclinaison locale ou générale des faces ou des bords de la pièce 1 immobilisée. Lorsque l'étau 1 selon l'invention est utilisé pour le serrage successif de plusieurs pièces sensiblement identiques, il est possible de procéder à un pré-réglage de l'extension des touches 12 au moyen des écrous-papillons 15 qui permettent d'assurer une mise en compression des ressorts 14. Comme cela apparaîtra par la suite, le ressort 14 et l'écrou 15 forment des moyens de réglage de l'extension e de la touche 12 par rapport au corps 11. En plus de permettre un réglage automatique de l'extension e des touches, les ressorts 14 peuvent, également, assurer une fonction de protection des pièces à immobiliser en indiquant, par leur écrasement, l'intensité de la force de serrage appliquée sur les faces de ladite pièce. Un autre avantage de la mâchoire selon l'exemple illustré réside dans sa réalisation sous la forme d'un ensemble unitaire qui peut être rapporté sur un étau, tel que représenté, ou sur tout autre dispositif de serrage fonctionnant sur le même principe de rapprochement relatif de deux corps. Bien entendu, les mâchoires selon l'invention peuvent faire partie intégrante des corps fixes 2 et mobile 3 de l'étau qu'elles équipent, comme cela ressort des fig. 3 et 4. Selon cet autre exemple de réalisation, les mâchoires 10 different de celles décrites en relation avec les fig. 1 et 2, en ce qu'elles comprennent chacune cinq touches 12. Les têtes de serrage 13 des touches 12 sont articulées sur des rotules et en ce que les touches 12 sont dépourvues de parties filetées équipées d'un écroupapillon. Comme pour l'exemple précédent, chaque touche 12 est indépendante de sa voisine et soumise à l'action d'un ressort hélicoïdal 14 interposé entre la touche et son support, de manière à s'opposer à une action allant dans le sens d'un rapprochement des corps fixe 2 et mobile 3. Selon une autre disposition de cette deuxième forme de réalisation, la vis de serrage 5 est adaptée sur les corps fixe 2 et mobile 3 par l'intermédiaire de rotules 20, de manière que les corps fixe 2 et mobile 3 puissent être orientés angulairement l'un par rapport à l'autre, selon un axe de rotation perpendiculaire au plan défini par les axes x-x' des touches 12. A cette fin, le corps mobile 3 présente un pied de guidage 21 engagé dans un fourreau 22 qui présente des dimensions nettement supérieures à celles du pied 21 et qui définit deux plans de guidage P, P' parallèles sensiblement horizontaux sur lesquels glissent les faces inférieure et supérieure du pied 21. Pour assurer un meilleure glissement, la face supérieure du pied 21 peut présenter des billes roulant sur le plan supérieur P'. Le pied 21 peut alors connaître un déplacement parallèle au plan P-P' dans le fourreau 22 selon l'orientation relative du corps mobile 3 par rapport au corps fixe 2. Cette disposition avantageuse permet de prendre en considération des formes complexes de pièces au moyen, d'une part, des touches à extension réglable et, d'autre part, de la possibilité d'orientation relative des mâchoires 10 solidaires des corps, fixe 2 et mobile 3. La fig. 5 illustre une autre forme de réalisation d'une mâchoire 10 destinée à être rapportée sur un étau, tel que celui illustré fig. 1. Selon cette autre forme de réalisation, la mâchoire 10 comprend deux touches 12 parallèles entre elles et sensiblement identiques. Chaque touche 12 est constituée d'une tige guidée en translation axiale par des alésages complémentaires du corps Il de la mâchoire 10. Chaque touche 12 présente une tête de serrage 13 fixe et, à l'opposé de cette tête, une partie filetée 121 sur laquelle est engagé un écrou moleté 25, immobilisé en translation par rapport au corps 11 entre deux parties de ce dernier comportant chacune un alésage lisse de guidage en translation axiale de la touche 12. L'écrou moleté 25 définit alors une butée s'opposant au déplacement axial de la touche 12 dans le sens de la flèche fl sous l'action d'une pression exercée sur la tête de serrage 13. L'écrou moleté 25 forme, également, une butée s'opposant à un déplacement axial de sens contraire, tel qu'indiqué par la flèche f. Ainsi, il est possible, au moyen de l'écrou moleté 25. de régler l'extension axiale e de chacune des touches 12 par rapport au corps 11, de manière à prendre en considération des irrégularités ou des différences de niveaux des faces par lesquelles la pièce à immobiliser doit être serrée. La fig. 6 illustre une autre forme de réalisation d'une mâchoire 10 conforme à l'invention. Selon cette autre forme, la mâchoire 10 comprend deux touches parallèles, guidées en translation axiale par rapport au corps Il de la mâchoire. Chaque touche sensiblement identique est équipée d'une tête de serrage 13 et, à l'opposé, de moyens de réglage de son extension axiale e par rapport au corps 11 formés par un vérin hydraulique 28. Chaque touche 12 est alors, à l'opposé de la tête de serrage 13, solidaire d'un piston 29 du vérin hydraulique 28. Le piston 29 définit, en relation avec le corps 30 du piston et à l'opposé de la tête de serrage 13, une chambre 31 remplie d'un liquide, tel que, par exemple, de l'huile ou de l'eau. Cette chambre 31 communique, par une canalisation 32, avec la chambre 31 de l'autre vérin 28 équipant l'autre touche 12. Lorsque les deux touches 12 présentent une extension axiale e sensiblement égale, les pistons 29 des deux vérins 28 équipant les touches 12 sont, de préférence, à mi-course dans une position sensiblement identique. La mise en oeuvre des vérins hydrauliques 28, à chambres 31 communiquantes, permet, de manière avantageuse, d'obtenir un réglage complètement automatique de l'extension axiale e des touches 12, en fonction de la forme de la pièce à serrer, tout en assurant une transmission totale de l'effort de serrage exercé, par exemple, par la vis de l'étau, sur lequel sont montées les mâchoires 10. Bien entendu, la mâchoire 10 pourrait présenter plus de deux touches équipées de pistons 28 mais, de préférence, un nombre pair, de manière que les vérins 28 soient couplés deux à deux. De même, I'asservissement de la position des touches 12 pourrait être assuré au moyen de vérins pneumatiques. Selon une variante de réalisation représentée fig. 7, le couplage deux à deux des touches 12 de la mâchoire conforme à l'invention peut être assuré au moyen d'un palonnier 40 pourvu d'un pivot d'axe z-z', situé à égale distance des deux touches couplées, et perpendiculaire au plan des axes x-x'. Les deux touches 12, couplées par le même palonnier 40, viennent alors en butée contre les deux branches de ce dernier, de part et d'autre de l'axe z-z', par leur extrémité opposée à la tête de serrage 13. Enfin, le palonnier 40 et les deux touches 12 associées sont conçus de manière que, quelle que soit l'extension relative e des deux touches 12, le palonnier 40 est toujours sensiblement parallèle à une droite passant par les têtes de serrage 13 des touches associées. La fig. 8 illustre une variante de réalisation de la mâchoire telle que décrite en relation avec la fig. 2. Selon cette variante, la mâchoire 10 comporte deux touches 12 qui présentent chacune une tête de serrage fixée, de manière articulée, sur la touche par un cardan 41. Le corps 11 présente quatre passages oblongs 42 pour une fixation de la mâchoire sur un étau. Enfin, les moyens de réglage de l'extension e de chaque touche, formés par le ressort 14 et l'écrou 15, sont complétés par un fourreau 43 qui autorise un réglage de la compression du ressort 14 indépendamment de la valeur de l'extension e. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS: 1 - Mâchoire pour un dispositif du type étau ou analogue, de serrage et d'immobilisation, caractérisée en ce qu'elle comprend un corps (11) pourvu d'au moins deux touches (12) qui sont mobiles l'une par rapport à l'autre en translation selon des directions sensiblement parallèles (x-x') et dont l'extension (e) par rapport au corps est réglable. 2 - Mâchoire selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque touche (12) possède une tête de serrage (13) articulée. 3 - Mâchoire selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque touche (12) est constituée d'une tige qui est mobile en translation axiale par rapport au corps et qui est équipée de moyens (14, 28, 25) pour le réglage de son extension par rapport audit corps. 4 - Mâchoire selon la revendication 3, caractérisée en ce que les moyens pour le réglage de l'extension sont constitués par une partie filetée (121) de la touche (12) qui coopère avec un dispositif (25) présentant un taraudage complémentaire pour former une butée s'opposant à un déplacement de la tige, par rapport au corps (11), sous l'action d'une pression exercée sur la tête (13). 5 - Mâchoire selon la revendication 3, caractérisée en ce que les moyens de réglage sont constitués par un ressort (14) interposé entre sur le corps (11) et la touche (12)pour s'opposer à un déplacement de cette dernière sous l'action d'une pression exercée sur la touche lors du serrage. 6 - Mâchoire selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de réglage assurent un couplage, au moins deux à deux, des touches (12). 7 - Mâchoire selon la revendication 3 ou 7, caractérisée en ce que les moyens de réglage sont constitués par un vérin hydraulique qui est interposé entre le corps (11) et la touche (12) et dont la chambre (31) communique en circuit fermé avec la chambre (31) d'au moins un autre vérin hydraulique interposé entre le corps (11) et une autre touche (12). 8 - Mâchoire selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle forme un ensemble unitaire destiné à être adapté sur un dispositif de serrage et d'immobilisation. 9 - Dispositif de serrage et d'immobilisation, caractérisé en ce qu'il est équipé d'au moins une mâchoire selon l'une quelconque des revendications 1 à 8. 10 - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il forme un étau comprenant deux mâchoires (10) dont les touches (12) se font face et dont les deux corps présentent un degré de liberté en rotation autour d'une direction perpendiculaire au plan défini par les directions de translation des touches.