Brevet FR2820351A1 — publié le 20020809

La présente invention concerne un dispositif de bridage magnétique utilisable pour le bridage de pièces en feuille, telle que des tôles de carrosserie automobile, par exemple dans un poste de soudage bord à bord de pièces en feuille. La fixation d'une pièce en feuille ou d'une tôle sur une table est le plus souvent assurée par divers moyens mécaniques produisant un serrage de cette tôle sur la table. Ces moyens comportent notamment des liaisons mécaniques établies entre une pièce inférieure (la table) sur laquelle la tôle repose et des pièces de bridage supérieures qui appliquent une pression sur la tôle pour maintenir celle-ci serrée en étau entre elles et la table. Ces mécanismes de fixation sont en général complexes et encombrants. On connaît, notamment du document FR-A-2 749 528, un dispositif de bridage magnétique dans lequel la pièce en feuille est maintenue sur la table par attraction magnétique d'une culasse de serrage complètement amovible. Plus précisément, ce dispositif de bridage comprend un arrangement régulier d'aimants permanents situés sous la table et un circuit magnétique pour chacun de ces éléments comportant la culasse en matériau ferromagnétique (rapportée de manière amovible sur la pièce en feuille reposant sur la table) et des éléments ferromagnétiques de fermeture du circuit magnétique. Les aimants et les éléments ferromagnétiques de fermeture du circuit magnétique sont mobiles en rotation les uns par rapport aux autres entre une position de verrouillage dans laquelle le circuit magnétique est principalement refermé sur la culasse de manière à brider la pièce en feuille entre la culasse et la table et une position de déverrouillage dans laquelle le circuit magnétique est principalement refermé sur les éléments eux-mêmes de façon à libérer la culasse et, partant, la pièce en feuille. Toutefois, ce genre de dispositif, bien qu'il soit plus simple et moins encombrant que son homologue mécanique, demeure relativement complexe et coûteux à fabriquer. Il existe également des dispositifs de bridage électromagnétiques dans lesquels le champ magnétique est obtenu en alimentant en énergie électrique des électroaimants, la libération de la pièce bridée étant obtenue en coupant l'alimentation des électroaimants. L'alimentation des électroaimants occasionne en outre un échauffement très important qui risque de déformer les pièces à brider, en particulier lorsque celles-ci sont de faible épaisseur. D'une manière générale, les dispositifs actuels de bridage par champ magnétique fonctionnent ainsi en créant un champ magnétique pour brider la pièce et en rompant celui-ci pour libérer la pièce. L'invention procède d'une approche différente qui permet d'obtenir un dispositif de bridage magnétique, simple et relativement peu coûteux. Ainsi, l'invention a pour objet un dispositif de bridage magnétique comprenant un bâti présentant une surface de support d'une pièce à maintenir et au moins un élément magnétique ayant une face active sensiblement parallèle à la surface de support et au travers de laquelle l'élément magnétique émet un champ magnétique vers la pièce à maintenir, l'élément magnétique étant monté sur le bâti pour être mobile entre une position active de bridage dans laquelle la face active affleure la surface de support et une position inactive dans laquelle la face active est en retrait de la surface de support, l'élément magnétique étant agencé de telle manière que le champ magnétique se referme sensiblement dans la pièce à maintenir lorsqu'il est en position active, et le dispositif comprenant un moyen de déplacement de l'élément magnétique entre ses deux positions. Le bridage de la pièce reposant sur la surface de support est alors obtenu lorsque l'élément magnétique est en position active. Le champ magnétique qu'il produit se referme alors sensiblement dans la pièce de sorte que la force d'attraction qui en résulte est importante et plaque la pièce à maintenir contre la surface de support et la face active. La libération de la pièce est obtenue en amenant l'élément magnétique de sa position active à sa position inactive. Ce déplacement, même faible, produit une diminution du champ magnétique, et donc de la force d'attraction, suffisante pour que la pièce puisse être dégagée de la surface de support. De préférence, l'élément magnétique comprend au moins deux plaques ferromagnétique qui sont maintenues espacées l'une de l'autre par un aimant permanent et qui présentent un chant en saillie de l'aimant permanent pour définir la face active. Lorsqu'une pièce en matériau ferromagnétique est placée sur la face active, elle constitue un élément ferromagnétique réalisant la fermeture du circuit magnétique entre les plaques adjacentes. Cette structure de l'élément magnétique est particulièrement intéressante lorsque les pièces à maintenir sont des feuilles de faible épaisseur car il peut être choisi un entrefer entre les plaques étroit tel qu'une ligne de champ sortant des chants des plaques forme un arc suffisamment petit pour ne pas sortir de la pièce en la traversant de telle manière que la force d'attraction exercée sur la pièce est maximale. Selon un mode de réalisation particulier, le moyen de déplacement comprend au moins une platine qui supporte l'élément magnétique et qui est montée dans le bâti pour coulisser perpendiculairement à la surface de support entre une première position rapprochée de la surface de support et une deuxième position écartée de la surface de support, et au moins un vérin fixé au bâti et pourvu d'une tige reliée à la platine pour déplacer celle-ci entre ses deux positions, la tige du vérin étant de préférence sensiblement parallèle à la surface de support et le moyen de déplacement comprenant au moins une genouillère ayant une extrémité articulée à la platine et une extrémité opposée articulée au bâti, la tige du vérin étant articulée à la genouillère entre les deux extrémités de celle-ci. La structure du moyen de déplacement est alors particulièrement compacte. Avantageusement alors, l'élément magnétique est monté sur la platine avec un jeu pour coulisser entre une première et une deuxième position telles que, lorsque la platine est dans sa première position et l'élément magnétique est dans sa première position, le chant des plaques ferromagnétiques définissant la face active affleurent la surface de support et que, lorsque la platine est dans sa première position et l'élément magnétique est dans sa deuxième position, le chant des plaques ferromagnétiques définissant la face active est en retrait de la surface de support, l'élément magnétique étant rappelé élastiquement dans sa deuxième position. Ainsi, lorsqu'une pièce repose sur la surface de support, que la platine est dans sa première position et que l'élément magnétique est dans sa deuxième position, le champ magnétique produit par l'élément magnétique exerce un effort d'attraction entre la pièce et l'élément magnétique qui va provoquer le déplacement de l'élément magnétique vers sa première position à l'encontre de l'effort de rappel élastique exercé sur l'élément magnétique. Cet effort de rappel plaque la pièce contre la surface de support qui peut alors constituer un référentiel de positionnement des outils par rapport à la pièce. Avantageusement encore, le dispositif comprend au moins une biellette, sensiblement parallèle à la tige du vérin, qui possède une extrémité articulée à la platine et une extrémité opposée articulée au bâti. La biellette maintient latéralement la platine en position lors de son déplacement entre sa première et sa deuxième position avec un minimum de frottement. Selon une caractéristique avantageuse, le dispositif présente un rapport entre une aire de la face active et une aire de la surface de support tel que la surface de support assure un soutien suffisant de la pièce à maintenir pour éviter une déformation plastique de celle-ci lorsque l'élément magnétique est amené de sa position active à sa position inactive. Ceci est particulièrement intéressant lorsque la pièce a une faible épaisseur et que l'on veut limiter le risque qu'elle se déforme plastiquement lorsque l'élément magnétique est amené de sa position active à sa position inactive. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention. Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 est une vue de profil avec coupe partielle d'un dispositif de bridage magnétique conforme à l'invention, les éléments magnétiques étant en position inactive, - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 du dispositif de bridage magnétique, les éléments magnétiques étant dans une position intermédiaire entre leur position inactive et leur position active, - la figure 3 est une vue analogue à la figure 1 du dispositif de bridage magnétique, les éléments magnétiques étant en position active. En référence aux figures, le dispositif de bridage magnétique conforme à l'invention comprend un bâti généralement désigné en 1 qui présente une face de support 2 sur laquelle la pièce à brider P en matériau ferromagnétique (représenté schématiquement en trait mixte aux figures) est destinée à reposer. Le dispositif de bridage magnétique comprend également des éléments magnétiques généralement désignés en 3. Les éléments magnétiques 3 comprennent des plaques ferromagnétiques 4 disposées en regard parallèlement les unes aux autres et maintenues espacées les unes des autres par des aimants 5 ici permanents. Les plaques ferromagnétiques 4 ont un chant 6 en saillie par rapport aux aimants permanents 5 pour définir une face active 7 des éléments magnétiques 3. Les plaques ferromagnétiques 4 et les aimants 5 sont disposés les uns par rapport aux autres de telle manière que dans chaque paire de plaques ferromagnétiques 4 adjacentes, des champs magnétiques de polarité inverse soient créés si bien que les chants 6 de chaque paire de plaques ferromagnétiques 4 considérées constituent les pôles inverses d'un aimant produisant un champ magnétique au travers de la face active 7. Les éléments magnétiques 3 sont montés dans des logements 8 du bâti 1 débouchant sur la surface de support 2 pour coulisser entre une position inactive et une position active. En position inactive (représentée à la figure 1), la face active 7 des éléments magnétiques 3 est en retrait de la face de support 2 et, en position active (représentée à la figure 3), la face active 7 des éléments magnétiques 3 affleurent la surface de support 2. Les éléments magnétiques 3 sont associés à des moyens, généralement désignés en 9, de leur déplacement entre leurs positions active et inactive. Les moyens de déplacement 9 comprennent des pions 10 s'étendant sensiblement perpendiculairement à la surface de support 2 dans des perçages 11 du bâti 1 débouchant dans le fond des logements 8. Chaque pion 10 a une extrémité 10.1 en saillie dans un logement 8 et sur laquelle est fixé un élément magnétique 3 (l'extrémité 10.1 est ici filetée et coopère avec un taraudage de l'élément magnétique) et une extrémité opposée 10.2 reçue à coulissement entre une première position et une deuxième position dans un perçage 18 d'une platine 12 sensiblement parallèle à la surface de support 2. Les première et deuxième positions des pions 10 qui seront explicitées plus loin sont respectivement définies par un épaulement de butée 13 solidaire de la portion terminale de l'extrémité 10.2 et un épaulement de butée 14, tel qu'un segment d'arrêt ou un anneau élastique de type CIRCLIPS, rapporté sur le pion 10 entre cette portion terminale et l'extrémité 10.1. Des moyens 15 de rappel élastique du pion 10 dans sa deuxième position sont intercalés entre l'épaulement de butée 13 et la platine 12. Ces moyens de rappel élastique 15 sont ici des rondelles de type BELLEVILLE mais peuvent également être formés d'un ressort hélicoïdal de compression ou autre. Avantageusement, ces moyens de rappel peuvent être formés de blocs élastiques de polyuréthanne mettant en jeu des frottements limités durant leur fonctionnement. La platine 12 est montée dans le bâti 1 pour être mobile perpendiculairement à la surface de support 2 entre une première position (représentée aux figures 2 et 3) dans laquelle la platine 12 est rapprochée de la surface de support 2 et une deuxième position (représentée à la figure 1) dans laquelle la platine 12 est éloignée de la surface de support 2. La platine 12 est guidé latéralement entre ses deux positions par des biellettes 16 (dont une seule est visible aux figures) qui possèdent une extrémité articulée au bâti 1 et une extrémité opposée articulée à la platine 12 pour s'étendre sensiblement parallèlement à la surface de support 2. La platine 12 est également reliée au bâti 1 par des genouillères 17 formées de façon classique de deux biellettes reliées par un axe d'articulation 19, chaque genouillère 17 ayant une extrémité 17.1 articulée à la platine 12 et une extrémité opposée 17.2 articulée au bâti 1 de telle manière que, lorsque la platine 12 est dans sa première position, les genouillères 17 sont déployées et s'étendent sensiblement perpendiculairement à la surface de support 2 et que, lorsque la platine 12 est dans sa deuxième position, les genouillères 17 sont pliées. Les genouillères 17 sont associées à un vérin de commande 20 par l'intermédiaire d'une tringle 21 reliant les axes d'articulation 19 des genouillères 17 les uns aux autres. Ce vérin de commande 20 s'étend sensiblement parallèlement à la surface de support 2 et comporte une tige 22 ayant une extrémité libre reliée à la tringle 21 de telle manière que, lorsque la tige 22 est en position sortie, les genouillères 17 sont pliées et que, lorsque la tige 22 est en position rentrée, les genouillères 17 sont dépliées. Le corps du vérin de commande 20 est ici articulé au bâti 1 et l'extrémité libre de la tige 22 est articulée par un axe 23 à la tringle 21. Des ressorts hélicoïdaux de compression peuvent être intercalés entre le corps du vérin de commande 20 et la tringle 21 pour être comprimés lors de la rétraction de la tige 22 et pour assister en se détendant la sortie de la tige 22. En fonctionnement, la pièce P est amenée et positionnée sur la surface de support 2 alors que les éléments magnétiques 3 sont en position inactive, c'est- à-dire que la platine 12 est dans sa deuxième position et les pions 10 sont dans leur deuxième position (figure 1). Le champ magnétique produit par les éléments magnétiques se referme alors sous la pièce P de sorte que la pièce P n'est pas bridée. Le bridage est réalisé par la rétraction de la tige 22 du vérin de commande 20 qui provoque le déploiement des genouillères 17 et amène la platine 12 vers sa première position dans laquelle la platine 12 est rapprochée de la surface de support 2 (figure 2). Les pions 10 se trouvent dans un premier temps dans leur deuxième position par rapport à la platine 12, de sorte qu'il subsiste un jeu J entre la face active 7 des éléments magnétiques 3 qui sont à proximité de leur position active et la surface de support 2 (et donc avec la surface inférieure de la pièce P). Le champ magnétique produit par les éléments magnétiques 3 se referme alors sensiblement dans la pièce P dans la partie inférieure de celle-ci ou légèrement en dessous de celle-ci et engendre une force d'attraction entre la pièce P et les éléments magnétiques 3 qui va provoquer le coulissement des pions 10 dans leur première position par rapport à la platine 12 (figure 3) en écrasant les moyens de rappel élastique 15. Les éléments magnétiques 3 sont alors dans leur position active. La pièce P est en contact avec la surface de support 2 du bâti 1 et avec la face active des éléments magnétiques 3 et constitue un élément de fermeture du circuit magnétique réalisé par chaque paire de plaques ferromagnétiques 4 adjacentes et l'aimant 6 assurant leur liaison. Le champ magnétique ainsi refermé par l'intermédiaire de la pièce P réalise une attraction magnétique puissante de la pièce P contre la face active 7 des éléments magnétiques 3 et la surface de support 2 du bâti 1. Comme l'entrefer peut être réduit à une dimension très petite (en l'espèce, 1mm), il est possible de réaliser le plaquage d'une pièce P en feuille même lorsque celle-ci est de faible épaisseur sans que le champ magnétique échappe, du fait de sa courbure, à la pièce P à immobiliser. Il n'est donc pas nécessaire d'utiliser une quelconque culasse de bridage à rapporter en supplément sur la surface de la pièce P opposée à la surface de support. En outre, le déplacement des pions 10 dans leur première position s'est effectué à l'encontre de l'effort de rappel exercé par les moyens de rappel élastique 15. Cet effort de rappel tend à plaquer la pièce P contre la surface de support 2 du bâti 1. La libération de la pièce P est obtenue par la sortie de la tige 22 du vérin de commande 20. Lorsque la platine 12 est dans sa deuxième position dans laquelle elle est écartée de la surface de support 2, le champ magnétique produit par les éléments magnétiques 3 se referme sous la pièce P de sorte que la force d'attraction ainsi engendrée n'est pas suffisante pour empêcher de déplacer la pièce P par rapport à la surface de support 2. La pièce P est ainsi libérée et peut être ôtée du dispositif de bridage. On remarquera que le déplacement de la platine 12 entre ses deux positions suit une trajectoire en arc de cercle dont le rayon est égal à la longueur des biellettes 16. Il convient donc de prévoir des jeux entre les perçages 18 et les extrémités 10.2 et/ou entre les perçages 11 et les pions 10, et entre les éléments magnétiques 3 et les logements 8 pour assurer un fonctionnement sans risque de coincement ou de frottement trop important. Pour limiter l'importance de ces jeux, on prévoit de préférence des biellettes 16 relativement longues. Avantageusement, le bâti 1 est en matériau ferromagnétique de manière que les éléments magnétiques 3 soient naturellement attirés et plaqués contre une face des logements 8 afin d'obtenir un rattrapage automatique des jeux. De préférence encore, le rapport entre la somme des aires des faces actives 7 et l'aire de la surface de support 2 effective est tel que la surface de support 2 est suffisamment importante par rapport à la somme des aires des faces actives 7 pour assurer un soutien de la pièce P apte à prévenir le risque d'une déformation plastique de la pièce P lorsque les éléments magnétiques 3 sont amenés de leur position active vers leur position inactive. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications. En particulier, les moyens de déplacement peuvent avoir une structure différente de celle décrite, le vérin pouvant notamment être perpendiculaire à la surface de support. En outre, la platine 12 peut être guidée en coulissement. Par ailleurs, les éléments magnétiques peuvent avoir une structure différente. REVENDICATIONS 1. Dispositif de bridage magnétique comprenant un bâti (1) présentant une surface de support (2) d'une pièce à maintenir (P) et au moins un élément magnétique (3) ayant une face active (7) sensiblement parallèle à la surface de support (2) et au travers de laquelle l'élément magnétique (3) émet un champ magnétique vers la pièce à maintenir, caractérisé en ce que l'élément magnétique (3) est monté sur le bâti (1) pour être mobile entre une position active de bridage dans laquelle la face active (7) affleure la surface de support (2) et une position inactive dans laquelle la face active (7) est en retrait de la surface de support (2), l'élément magnétique (3) étant agencé de telle manière que le champ magnétique se referme sensiblement dans la pièce à maintenir (P) lorsqu'il est en position active, et en ce que le dispositif comprend un moyen (9) de déplacement de l'élément magnétique entre ses deux positions. 2. Dispositif de bridage magnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément magnétique comprend au moins deux plaques ferromagnétiques (4) qui sont maintenues espacées l'une de l'autre par un aimant permanent (5) et qui présentent un chant (6) en saillie de l'aimant permanent (5) pour définir la face active (7). 3. Dispositif de bridage magnétique selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de déplacement (9) comprend au moins une platine (12) qui supporte l'élément magnétique (3) et qui est montée dans le bâti (1) pour coulisser perpendiculairement à la surface de support (2) entre une première position rapprochée de la surface de support (2) et une deuxième position écartée de la surface de support (2) et un vérin (20) fixé au bâti (1) et pourvu d'une tige (22) reliée à la platine (20) pour déplacer celle-ci entre ses deux positions. 4. Dispositif de bridage magnétique selon la revendication 3, caractérisé en ce que la tige (22) du vérin (20) est sensiblement parallèle à la surface de support (2) et en ce que le moyen de déplacement (9) comprend au moins une genouillère (17) ayant une extrémité (17.2) articulée à la platine (12) et une extrémité opposée (17.2) articulée au bâti (1), la tige (22) du vérin (20) étant articulée à la genouillère (17) entre les deux extrémités (17.1, 17.2) de celle-ci. 5. Dispositif de bridage magnétique selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément magnétique (3) est monté sur la platine (12) avec un jeu (J) pour coulisser entre une première et une deuxième position telles que, lorsque la platine est dans sa première position et l'élément magnétique est dans sa première position, le chant (6) des plaques ferromagnétiques (4) définissant la face active (7) affleurent la surface de support (2) et que, lorsque la platine est dans sa première position et l'élément magnétique est dans sa deuxième position, le chant (6) des plaques ferromagnétiques (4) définissant la face active (7) est en retrait de la surface de support (2), et en ce que l'élément magnétique est rappelé élastiquement dans sa deuxième position. 6. Dispositif de bridage magnétique selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une biellette (16), sensiblement parallèle à la tige (22) du vérin (20), qui possède une extrémité articulée à la platine (12) et une extrémité opposée articulée au bâti (1). 7. Dispositif de bridage magnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bâti (1) est en matériau ferromagnétique. 8. Dispositif de bridage magnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il présente un rapport entre une aire de la face active (7) et une aire de la surface de support (2) tel que la surface de support assure un soutien suffisant de la pièce à maintenir pour éviter une déformation plastique de celle-ci lorsque l'élément magnétique est amené de sa position active à sa position inactive.