Brevet FR2792863A1 — publié le 20001103

Dispositif de blocage d'un élément mobile de machine-outil. L'invention concerne le domaine de la conception et de la réalisation des machines-outils. Plus précisément, la présente invention concerne le domaine des machines-outils présentant au moins un élément mobile de poids important dont il est nécessaire de prévoir, le cas échéant, le blocage dans le but de répondre à des impératifs de sécurité. De nombreuses machines-outils sont en effet équipées d'un ou plusieurs éléments mobiles pouvant peser plusieurs centaines de kilos ou même plusieurs tonnes. Les personnes opérant sur de telles machines-outils doivent dans certains cas, pour l'accomplissement de leur tâche, se positionner au-dessous de tels éléments mobiles. Ainsi, il s'expose à un risque d'être blessé gravement ou d'être tués par la chute inopinée d'un tel élément. Il est donc impératif d'équiper de telles machines-outils de moyens permettant de minimiser ou, dans l'idéal, de supprimer complètement ce risque. Le cas de figure le plus souvent rencontré concerne les machines-outils qui présentent un plateau horizontal auquel est fixé un porte-outil et qui est monté sur une barre verticale, l'ensemble constituant un élément mobile qui monte et qui descend. Lorsque l'élément mobile est en position haute, l'opérateur a à positionner une pièce ou à ôter cette pièce d'une platine de travail. Lorsque l'élément mobile est en position basse, il conforme ladite pièce ou lui fait subir un autre type de traitement. Ainsi, lorsque l'élément mobile est en position haute, l'opérateur doit se positionner sous le plateau de celui-ci et s'expose à une descente inopinée de l'élément mobile sur lui. Ce type de machines-outils est donc pourvu de moyens de sécurité permettant de bloquer l'élément mobile lorsqu'il est en position haute et de ne libérer celui-ci que pour la descente. Ces moyens de sécurité sont également automatiquement mis en oeuvre en cas de descente accidentelle de l'élément mobile. Plus précisément, ces moyens de sécurité incluent une crémaillère et un crochet de sécurité qui vient se bloquer dans une dent de la crémaillère lorsque l'élément mobile est en position haute ou lorsqu'une descente inopinée de l'élément mobile se produit. Pour des raisons de solidité de construction, la valeur du pas entre les différentes dents de la crémaillère ne peut être inférieure à une certaine valeur qui dépend du poids de 1' élément mobile à retenir. Ainsi, pour un élément mobile pesant 8 tonnes, on ne dispose pas de matériaux suffisamment résistant pour fabriquer des crémaillères de sécurité présentant un pas inférieur à 15 cm. Cette limitation constitue un inconvénient très important. En effet, la valeur du pas de la crémaillère détermine la distance minimale qui va être parcourue par l'élément mobile avant son blocage. On comprendra que dans le cas d'un élément mobile très lourd, le déplacement de cette pièce selon cette distance minimale peut engendrer une énergie cinétique conséquente susceptible de blesser un opérateur ou même de le tuer. En conséquence, il existe un besoin pour un dispositif de blocage d'un élément mobile de machine-outil ne présentant pas un tel inconvénient. L'objectif de la présente invention est de proposer un dispositif de blocage pour machine-outil permettant de bloquer ledit élément mobile beaucoup plus rapidement et de diminuer l'énergie cinétique engendré par le déplacement de cet élément mobile avant son blocage. Un autre objectif de la présente invention est de décrire un tel dispositif de blocage qui soit moins faillible que les dispositifs à crémaillère. En effet, dans les dispositifs à crémaillère, l'énergie cinétique acquise par l'élément mobile est telle qu'elle peut concourir dans certains cas extrêmes à la dégradation du dispositif de sécurité. Encore un autre objectif de la présente invention est de proposer un tel dispositif de blocage qui soit facile à réaliser et peu coûteux à mettre en oeuvre. Ces différents objectifs sont atteints grâce à l'invention qui concerne un dispositif de blocage d'un élément mobile de machine-outil caractérisé en ce qu'il comprend au moins un plan incliné selon un angle cc par rapport à l'axe de déplacement dudit élément mobile, au moins un élément de blocage monté en rotation selon un axe de rotation essentiellement perpendiculaire audit axe de déplacement dudit élément mobile, ledit élément de blocage étant prévu entre ledit plan inclinée et ledit élément mobile, et des moyens de déplacement dudit élément de blocage permettant de conférer à celui-ci au moins deux positions, à savoir une position de travail selon laquelle ledit élément de blocage n'est pas en contact avec ledit élément mobile et une position de blocage selon laquelle ledit élément de blocage est en contact à la fois avec ledit élément mobile et ledit plan incliné. Le principe de la présente invention consiste donc à prévoir un plan incliné, fixe, et un élément de blocage monté en rotation qui vient automatiquement s'intercaler entre ce plan incliné et l'élément mobile de façon à stopper la chute de celui-ci. Grâce à un tel dispositif, la position de blocage est adoptée très rapidement et la rotation de l'élément de blocage permet d'absorber l'essentiel de l'énergie cinétique de l'élément mobile en cas de chute de celui-ci. On notera que l'invention s'appliquera principalement aux éléments mobiles se déplaçant selon un axe vertical mais que l'on pourra également l'adapter à des éléments mobiles se déplaçant selon un axe incliné par rapport à la verticale. On pourra envisager différents modes de réalisation d'éléments de blocage nécessaires à la réalisation du dispositif de blocage suivant la présente invention. Toutefois, selon une variante préférentielle de celle-ci, cet élément de blocage sera cylindrique. Une telle forme cylindrique, permet d'augmenter la surface de contact avec l'élément mobile dans la position de blocage. On pourra toutefois également envisager de conférer à cet élément une forme sphérique (rotule). On comprendra également qu'il pourra être envisagé différentes façons de réaliser les moyens de déplacement de cet élément de blocage afin de lui permettre d'adopter la position de travail et la position de blocage. Au sujet de ces deux positions, on notera que l'on entend par position de travail, la position de l'élément de blocage dans laquelle l'élément mobile se déplace de façon normale au cours du fonctionnement de la machine-outil. La position de blocage est quant à elle adoptée lorsque l'élément mobile met potentiellement en danger l'opérateur au cours du fonctionnement de la machine-outil et, bien sûr, lorsqu'une défaillance de cet élément mobile est observée. Selon une variante préférentielle, ces moyens de déplacement incluent un actionneur qui est avantageusement un vérin. Un tel vérin pourra être hydraulique, pneumatique ou électrique mais sera préférentiellement pneumatique car présentant un temps de latence plus faible. Egalement préférentiellement, ces moyens de déplacement peuvent inclure un ressort qui ramène l'élément de blocage dans la position de blocage, le vérin pouvant alors vaincre la force du ressort pour la position de travail. L'angle at d'inclinaison du plan mobile sera préférentiellement déterminé en fonction de la nature de matériau constituant l'élément mobile à bloquer. Plus précisément, cette valeur correspondra préférentiellement essentiellement à la valeur de la tangente du coefficient de frottement de ce matériau. Ainsi, lorsque ce matériau sera de l'acier, dont le coefficient de frottement est généralement de 0,1 à 0,3, l'angle ac par rapport à l'axe de déplacement de l'élément mobile sera de 5 à 17 . Selon une autre variante préférentielle de l'invention, le dispositif de blocage comprend également une chape permettant de relier l'élément de blocage audit moyen de déplacement. Afin de faciliter le blocage de l'élément mobile, on prévoira également une plage de frottement, l'élément mobile étant prévu entre l'élément de blocage et cette plage de frottement, celle-ci avantageusement fixé à une paroi de la machine-outil adjacente à la zone de coulissement de l'élément mobile. L' invention, ainsi que les différents avantages qu'elle présente seront plus facilement compris grâce à la description qui va suivre d'un mode non limitatif de réalisation de celle-ci, donné en référence aux dessins dans lesquels: - la figure 1: représente une vue schématique d'une machine-outil équipée d'un dispositif de blocage selon l'invention, représentée en position de travail; lafigure 2: représente la machine-outil montrée schématiquement à la figure 1 en position de blocage. En référence à la figure 1, une machine-outil est représentée de façon schématique. Cette machine-outil est essentiellement constituée d'un bâti 0 fixe et d'un élément mobile 5. Cet élément mobile 5 est essentiellement constitué par une barre verticale 5a à l'extrémité de laquelle est fixé un plateau 5b sur lequel peut être monté un outillage (non représenté). Cette machine-outil inclut également des moyens permettant de déplacer l'élément mobile 5 selon un axe de déplacement vertical comme symbolisé par la double flèche A. Ces moyens classiques autorisant ce déplacement ne sont pas représentés sur le schéma de la figure 1. Conformément à la présente invention, la machine-outil représentée est pourvue d'un dispositif de blocage de l'élément mobile 5. Dans le cadre du présent mode de réalisation, ce dispositif de blocage comprend: - d'une part, un plan 4 incliné selon un angle cc par rapport à la verticale de 5 , fixé à une partie du bâti 0 de la machine-outil; d'autre part, un ensemble constitué par un élément de blocage 1 monté en rotation sur un axe de rotation la essentiellement perpendiculaire à l'axe de déplacement vertical de l'élément mobile 5, et par des moyens autorisant le déplacement de cet élément mobile 1 selon un axe B parallèle au plan 4; - enfin, un plan de frottement 6 prévu également sur le bâti 0 de la machine- outil dans le plan de coulissement de l'élément mobile 5. Plus précisément, les moyens de déplacement de l'élément de blocage 1 comprennent un vérin pneumatique 7 et un ressort 3. L'élément de blocage 1 présente une forme cylindrique (il montre donc une section circulaire sur la figure 1 et est relié aux moyens de déplacement 7,3 par l'intermédiaire d'une chape 2. En position de travail, tel que représenté à la figure 1, le vérin 7 vainc la force du ressort 3 empêchant ainsi celui-ci d'agir sur la chape 2 pour pousser l'élément de blocage cylindrique 1 de façon à ce qu'il s'intercale entre le plan incliné 4 et l'élément mobile 5. En position de blocage, tel que représenté à la figure 2, le vérin 7 est relâché. Le ressort 3 peut alors exercer sa force pour agir sur la chape 2 et l'élément de blocage cylindrique 1. Celui-ci roule sur quelques millimètres sur le plan incliné 4 jusqu'à venir en contact à la fois avec ce plan incliné 4 et l'élément 5 et bloquer, par simple frottement celui-ci. Une telle position de blocage peut être adoptée: - soit au cours du cycle de travail, lorsque l'élément mobile 5 est en position haute. Dans ce cas, le relachage du vérin est organisé par tout moyen adéquat tel qu'une simple programmation; - soit lors d'un incident de fonctionnement, pouvant par exemple provenir d'une coupure dans les moyens hydrauliques actionnant l'élément mobile 5. Dans ce cas, l'alimentation en air du vérin est automatiquement coupée. L'avantage d'un tel dispositif du blocage consiste dans le fait que le blocage de l'élément mobile est presque immédiat. La course observée par l'élément mobile est donc minimisée entre le moment de l'information et celui de réaction puisque le blocage peut être effectué à tous les endroits de l'élément mobile. Ceci constitue une amélioration importante par rapport aux systèmes à crémaillères dans lesquels le blocage de l'élément mobile ne peut être effectué que lorsqu'une dent de cette crémaillère arrive en face du crochet. Le mode de réalisation de l'invention ici décrite n'a pas pour objet de réduire la portée de celle-ci. En conséquence, il pourra y être apportées de nombreuses modifications sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Dispositif de blocage d'un élément mobile (5) de machine-outil caractérisé en ce qu'il comprend au moins un plan incliné (4) selon un angle cc par rapport à l'axe de déplacement dudit élément mobile, au moins un élément de blocage (1) monté en rotation selon un axe de rotation essentiellement perpendiculaire audit axe de déplacement dudit élément mobile, ledit élément de blocage (1) étant prévu entre ledit plan inclinée (4) et ledit élément mobile, et des moyens de déplacement (3,7) dudit élément de blocage (1) permettant de conférer à celui-ci au moins deux positions, à savoir une position de travail selon laquelle ledit élément de blocage (1) n'est pas en contact avec ledit élément mobile (5) et une position de blocage selon laquelle ledit élément de blocage (1) est en contact à la fois avec ledit élément mobile (5) et ledit plan incliné (4). 2. Dispositif de blocage selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit élément de blocage (1) est cylindrique. 3. Dispositif de blocage selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que lesdits moyens de déplacement dudit élément de blocage comprennent un actionneur (7). 4. Dispositif de blocage selon la revendication 3 caractérisé en ce que ledit actionneur (7) est un vérin. 5. Dispositif de blocage selon l'une quelconque des revendication 1 à 4 caractérisé en ce que lesdits moyens de déplacement dudit élément de blocage comprennent un ressort (3) ramenant ledit élément de blocage (1) dans ladite position de blocage. 6. Dispositif de blocage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que la valeur de l'angle aocorrespond essentiellement à la valeur de la tangente du coefficient de frottement du matériau constituant ledit élément mobile (5). 7. Dispositif de blocage selon la revendication 6 caractérisé en ce que ledit angle a est de 5 à 17 par rapport à l'axe de déplacement dudit élément mobile (5). 8. Dispositif de blocage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'il comprend une chape (3) de maintien dudit élément de blocage (1). 9. Dispositif de blocage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce qu'il comprend au moins une plage de frottement (6), ledit élément mobile (5) étant prévu entre ledit élément de blocage (1) et ladite plage de frottement (6).