Brevet FR2903926A1 — publié le 20080125

L'invention concerne un support pour guide d'usinage aisément déplaçable d'un poste de travail à un autre. L'usinage et les différentes opérations permettant l'enlèvement de matière à des pièces métalliques, telles que la coupe, le forage, le fraisage... sont usuellement réalisées sur des machines-outils de grandes dimensions, lourdes et généralement intransportables d'un atelier à un autre en fonction des besoins. II est cependant extrêmement fréquent d'usiner des pièces sur des sites ne disposant pas de telles machines-outils et habituel de travailler des éléments ne pouvant être déplacés. Cette situation se rencontre notamment lorsque des machines complexes sont installées sur un site de production et que les pièces doivent être précisément ajustées en fonction des contraintes locales, lesquelles contraintes ne pouvant pas être anticipées dans l'atelier. Lorsque un usinage doit être réalisé hors de l'atelier le travail est souvent réalisé manuellement avec une précision approximative en raison du fait que les outils ne sont pas guidés, un tel travail compromet parfois le bon fonctionnement de la machine sur laquelle les pièces sont assemblées. Les opérateurs amenés à réaliser ces travaux travaillent souvent dans des situations inconfortables qui accentuent l'imprécision sur l'usinage à réaliser. Cette façon de procéder, sans guide d'usinage, entraîne donc une grande variabilité de résultat et de précision d'un opérateur à un autre, ce qui n'est généralement pas acceptable pour la fabrication d'ensembles complexes. II existe donc un problème sérieux quant à la réalisation d'opérations d'usinage hors de l'atelier dédié à cet effet, notamment pour des pièces de grandes dimensions devant être travaillées avec précision sur le site d'assemblage. 2903926 2 L'invention a pour objectif de résoudre ces principales difficultés en proposant un support pour guide d'usinage pouvant être aisément déplacé et adapté sur une grande diversité de pièces à travailler. La présente invention concerne un support pour guide d'usinage caractérisé 5 par le fait qu'il comporte : - un moyen de fixation permettant de placer ledit support pour guide d'usinage directement sur la pièce à usiner, lequel moyen de fixation étant porté par une colonne. - des moyens permettant le positionnement et le déplacement d'un guide 10 d'usinage le long d'un axe, lequel axe étant prévu mobile en rotation dans un plan parallèle à celui de la pièce à usiner. Les moyens permettant le positionnement et le déplacement du guide d'usinage sont un rail solidairement relié à un rapporteur d'angle orientable en rotation, lequel rapporteur d'angle étant articulé avec un plateau placé 15 sous lui et situé au-dessus du moyen de fixation. Le support pour guide d'usinage selon l'invention présente de multiples avantages : - Le dispositif permet la réalisation d'un usinage précis sur le site même de l'assemblage des pièces, soit donc hors d'un atelier spécifique, en 20 tous lieux. - Le support pour guide d'usinage peut être placé sur des pièces de grandes dimensions et éventuellement sur des pièces complexes en cours d'assemblage, ce qui est totalement impossible avec les machines-outils traditionnelles. 25 - Le support pour guide d'usinage est aisément configurable pour l'emploi d'outils divers devant être guidés et la réalisation de travaux de précision. 2903926 3 Dans une configuration donnée et sans déplacer le support pour guide d'usinage il est envisageable de réaliser des usinages multiples, par exemple dans les trois dimensions, selon les pièces à traiter et les opérations à effectuer. 5 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. La figure 1 est une vue en coupe du moyen de fixation du support pour guide d'usinage positionné sur une pièce à usiner. 10 La figure 2 illustre en coupe la colonne de soutien et la plaque d'appui pour la pièce à usiner. La figure 3 est une vue de dessus du plateau supportant le rapporteur d'angle du guide d'usinage La figure 4 montre un support selon l'invention avec son guide d'usinage 15 selon une première variante d'application, en vue de dessus. La figure 5 est une vue en coupe selon C - C' de l'ensemble support et guide d'usinage présenté dans la figure 4. La figure 6 illustre en vue de dessus une deuxième variante d'emploi d'un support pour guide d'usinage. 20 La figure 7 est une vue en coupe selon D û D' de la deuxième variante d'emploi présentée sur la figure 6. Selon l'invention le support pour guide d'usinage est destiné à être positionné sur une pièce à usiner et comporte un moyen de fixation dudit support sur la pièce elle-même, ce moyen de fixation est illustré en détail sur la figure 1. 25 La figure 1 montre la pièce 1 à usiner insérée dans le moyen de fixation du support pour guide d'usinage. Ce moyen de fixation comporte : 2903926 4 une plaque d'appui 2 en forme de L comprenant une surface pour un appui supérieur 3 et une surface perpendiculaire pour un appui latéral 4, un dispositif de serrage 5 mobile sur une colonne 6 comportant un mors 7 et un système de verrouillage, 5 un plateau 8 recouvrant la plaque d'appui 2. Le moyen de fixation permet de maintenir fermement la pièce 1 à usiner entre le mors 7 et la surface pour l'appui supérieur 3, lorsque ladite pièce 1 est en butée contre la surface d'appui latéral 4. Avantageusement selon l'invention les deux surfaces d'appui, supérieure et 10 latérale, sont prévues suffisamment grandes pour que la pièce 1 soit fermement tenue lors de l'opération d'usinage. Tel que cela est illustré sur la figure 1 le mors 7 est disposé au niveau de l'extrémité antérieure de la surface d'appui supérieure 3 de manière à favoriser le maintien de la pièce à usiner. La surface de ce mors sera 15 également prévue suffisamment grande de manière à éviter tout mouvement de la pièce lors de l'usinage. Le moyen de fixation, après positionnement de la pièce 1 et après verrouillage du dispositif de serrage 5 sur la colonne 6, emprisonne ladite pièce à usiner entre trois surfaces en formant ainsi une sorte d'étau. 20 Selon l'invention et tel que cela est illustré sur la figure 2 la plaque d'appui 2 est fixée solidairement dans le haut de la colonne 6 et sur son pourtour par des moyens connus par ailleurs, la surface pour l'appui supérieur 3 étant perpendiculaire à l'axe de la colonne 6. Tel que cela est représenté sur la figure 2 la plaque 2 est prévue avec une 25 épaisseur E assez fine pour que les outils employant le guide d'usinage ne soient pas trop éloignés de la pièce 1 à usiner. 2903926 5 Selon l'invention la plaque 2 est recouverte dans sa partie supérieure par un plateau 8 sur lequel est articulé un rapporteur d'angle 20 illustré dans les figures 4 à 6. La forme du plateau 8 illustrée sur la figure 3 est sensiblement hexagonale, 5 avantageusement la surface du plateau sera supérieure à la surface d'appui supérieure 3 qu'elle recouvre, cependant il peut être envisagé des formes et des dimensions variées pour cette pièce sans sortir du cadre de l'invention. Le plateau 8 a pour fonction de supporter le rapporteur d'angle 20 sus-jacent et son axe de rotation 9, ledit plateau 8 comporte également un orifice fileté 10 10 permettant le blocage du rapporteur d'angle sus-jacent dans une configuration d'angle déterminée au moyen d'une vis 22. La figure 3 illustre la forme rectangulaire de la colonne 6 et la large surface d'appui latéral 4 disposée entre les extrémités A et B. Le moyen de fixation comporte un dispositif de serrage 5 mobile sur la 15 colonne 6, ce dispositif de serrage permet de maintenir fermement la pièce 1 à usiner lors du travail. Le dispositif de serrage 5 mobile, illustré sur la figure 1, comporte une structure coulissante 11 placée sur le pourtour de la colonne 6 qui porte le mors 7. 20 La structure coulissante 11 est une pièce très résistante, transmettant et supportant des contraintes importantes, munie d'un système de verrouillage et déverrouillage comportant : - un levier 12 articulé en rotation autour d'un axe 13, - une poignée 14 articulée en rotation autour d'un axe 15, 25 - deux clapets basculants 16 et 17, deux ressorts 18 et 19. 2903926 6 Les actions sur la poignée et sur le levier permettent le verrouillage ou le déverrouillage de la structure 11 le long de la colonne 6 et donc le glissement vers le bas ou la remontée du mors 7, soit donc le déblocage ou le verrouillage de la pièce 1 dans le support pour guide d'usinage. 5 Le verrouillage et le déverrouillage de la structure 11 le long de la colonne 6 sont fonction de la position relative des clapets basculants 16 et 17. Lesdits clapets sont orientés au moyen du levier 12 et de la poignée 14 Tel que cela est illustré sur la figure 1 le levier 12 agit sur le clapet basculant 16, la poignée 14 agit sur le clapet basculant 17, le ressort 19 est situé entre 10 les deux clapets et le ressort 18 est placé dans la partie basse de la structure 11 sous le clapet 17. Les deux ressorts 18 et 19 sont disposés autour de la colonne 6 et chacun d'eux appuie à la fois sur un clapet et sur la structure coulissante. Lorsque les clapets sont en position inclinée la structure est verrouillée et ne 15 peut coulisser vers le bas, lorsque les clapets sont en position horizontale un déplacement vers le bas est possible, la pièce 1 peut être dégagée de l'étau formée par le mors 7 et la plaque 2. Le système de verrouillage préférentiel, simple et efficace, est celui décrit précédemment, toutefois, sans sortir du cadre de l'invention, il peut être 20 imaginé d'autres dispositifs de serrage pour bloquer le coulissement du mors vers le bas et immobiliser la pièce à usiner, par exemple sous forme d'un dispositif à vis ou à écrou porté par un tube coaxial à la colonne 6, ou éventuellement encore un dispositif à crémaillère, de multiples moyens, connus par ailleurs, sont envisageables. 25 Le support pour guide d'usinage est illustré en vue de dessus selon une première variante d'application sur la figure 4. Le support pour guide d'usinage comporte un rapporteur d'angle 20 orientable en rotation sur lequel est solidairement installé un rail 21, lequel rail étant employé pour la mobilité et le maintien du guide d'usinage. 2903926 7 Le rapporteur d'angle 20 est articulé en rotation autour de l'axe 9 et verrouillé, lorsque l'angle choisi est atteint, au moyen de la vis 22 qui se loge dans l'orifice fileté 10 porté par le plateau 8. La figure 4 montre deux positions angulaires différentes du rail 21 et du 5 rapporteur d'angle, le passage d'une position à l'autre étant symbolisé par la flèche représentée sur la figure. Le rail 21 est fixé solidairement avec le rapporteur d'angle 20. Tout déplacement en rotation du rail se traduit par une modification de l'angle mesurable sur une échelle de lecture 24 disposée sur la périphérie du 10 rapporteur. Afin de permettre le passage de la vis 22 de verrouillage du rapporteur 20, lors de la rotation du rail, il est aménagé une rainure 23 en arc de cercle dans l'épaisseur du rapporteur. Le rail 21 est configuré de manière à porter le guide d'usinage, la partie 15 latérale 25 du rail sert d'appui pour les outils manuels ou mécaniques pour exécuter les travaux d'usinage. La figure 5 est une représentation en coupe selon le plan C ù C' perpendiculaire au rail et au rapporteur du support pour guide d'usinage selon une première variante d'application. Dans cette variante un guide de 20 perçage 26 a été installé sur le rail 21. La figure 5 montre, par exemple, une forme en T de l'intérieur du rail 21 apte à recevoir un guide de perçage 26. Ce guide de perçage 26 comporte un canon de perçage 27 permettant le passage et le guidage du foret lors de l'opération d'usinage. 25 Le guide de perçage est maintenu sur le rail 21 au moyen d'un talon 28 apte à coulisser dans le rail et bloqué, par exemple, au moyen d'une vis de serrage 29. 2903926 8 Le support pour guide d'usinage selon l'invention peut comporter diverses géométries permettant l'emploi de différents guides d'usinages et l'emploi de divers dispositifs de verrouillage desdits guides sur le rail 21 lorsque la position d'usinage est atteinte. Ledit rail 21 peut disposer par exemple de une 5 ou plusieurs rainures permettant de faire coulisser le guide d'usinage. Dans cet exemple d'application le canon de perçage 27 est prévu amovible pour permettre son remplacement par un canon de diamètre différent, ledit canon de perçage 27 est maintenu sur le guide d'usinage au moyen d'un écrou 32. 10 Il a été disposé dans cet exemple d'application deux dispositifs complémentaires : • une tige 30 reliant différents guides de perçage identiques au guide 26 et disposés le long du rail 21, chaque guide de perçage 26 étant immobilisé sur la tige 30 au moyen d'une vis 31 à des distances 15 déterminées, de telle manière que le déverrouillage des vis 29 des différents guides de perçage installés sur le rail permette le déplacement de l'ensemble des guides sans perte de l'espacement entre les points d'usinage. Un tel dispositif complémentaire permet la reproduction rapide de 20 l'usinage sur d'autres pièces, ou en d'autres positions de la pièce, de manière précise. • Un deuxième guide de perçage 33 placé à 90 par rapport au guide 26 permet des perçages sur le côté de la pièce 1 à travailler, le guide 33 est apte à coulisser dan son logement 34 pour le réglage en hauteur 25 du canon de perçage 35, l'ensemble étant bloqué au moyen de la vis 36. Le support pour guide d'usinage selon l'invention comporte donc un rail 21 prévu pour être équipé avec un ensemble de pièces complémentaires 2903926 9 permettant le positionnement de plusieurs outils ou/et de repères permettant de reproduire une même opération d'usinage le long d'un axe ou sur une trajectoire prédéfinie. Selon un deuxième exemple d'application illustré sur les figures 6 et 7 le rail 5 21 porte un deuxième rail de guidage 37, par exemple disposé selon un angle de 90 , de manière à couvrir une surface de travail plus importante. Selon le même principe que celui évoqué précédemment le rail de guidage 37 peut être bloqué dans le rail 21 au moyen d'un talon 28 apte à coulisser dans le rail et bloqué au moyen d'une vis de serrage 29. 10 Une plaque de liaison 38 disposée entre les rails 21 et 37 et sous les vis 29 et 39 relie les deux rails entre eux. Un talon 40, identique au talon 28 employé sur le rail 21, permet de maintenir le rail 37 dans la configuration déterminée par rapport au rail 21. La figure 7 est une illustration en coupe selon D ù D' de cette partie de 15 jonction entre les deux rails 21 et. 37. La figure 6 montre deux positions angulaires différentes du rail 21 et du rapporteur d'angle, le passage d'une position à l'autre étant symbolisé par la flèche représentée sur la figure. Il pourra être prévu en complément dans cet exemple d'application de placer 20 une graduation 41, ou des repères, sur le rail 21 de manière à assurer la reproductibilité du positionnement du rail 37 lors des déplacements du support de guide d'usinage d'une pièce sur une autre. Les deux exemples précédents montrent que le support de guide d'usinage peut être employé dans de nombreuses situations avec des variantes de 25 fonctionnement pour ce qui est du placement et de la nature des guides d'usinage sur le rail. 2903926 10 De nombreuses variantes sont également possibles pour le support de guide d'usinage lui-même, notamment en ce qui concerne ses dimensions, la longueur du rail, le moyen de fixation de la pièce à usiner et des moyens complémentaires pouvant être ajoutés au dispositif, tel que par exemple un 5 pied faisant office de support pour la colonne 6, sans sortir du cadre de l'invention. Le support pour guide d'usinage comporte un dispositif de serrage 5 mobile, ledit dispositif peut être positionné selon différentes variantes sur la colonne 6 sans sortir du cadre de l'invention, la poignée et le levier pouvant par 10 exemple être placés sous la pièce à usiner et non pas vers l'extérieur comme cela est représenté dans la figure 1. 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. 15 REVENDICATIONS 1- Support pour guide d'usinage caractérisé par le fait qu'il comporte : -un moyen de fixation permettant de placer ledit support pour 5 guide d'usinage directement sur la pièce (1) à usiner, lequel moyen de fixation étant porté par une colonne (6). - des moyens permettant le positionnement et le déplacement d'un guide d'usinage le long d'un axe, lequel axe étant prévu mobile en rotation dans un plan parallèle à celui de la pièce (1) à usiner. 10 2- Support pour guide d'usinage selon la revendication 1 dans lequel les moyens permettant le positionnement et le déplacement du guide d'usinage sont un rail (21) solidairement relié à un rapporteur d'angle (20) orientable en rotation, lequel rapporteur d'angle (20) étant articulé avec un plateau (8) placé sous lui et situé au-dessus du moyen de fixation. 15 3- Support pour guide d'usinage selon la revendication 1 dans lequel le moyen de fixation comporte les différents éléments suivants : une plaque d'appui (2) en forme de L comprenant une surface pour un appui supérieur (3) et une surface perpendiculaire pour un appui latéral (4), 20 - un dispositif de serrage (5) mobile sur la colonne (6) comportant un mors (7) et un système de verrouillage, un plateau (8) sur lequel est articulé le rapporteur d'angle (20). Lequel moyen de fixation permet de maintenir fermement la pièce (1) à usiner entre le mors (7) et la surface pour l'appui supérieur (3), lorsque ladite 25 pièce (1) est en butée contre la surface d'appui latéral (4). 2903926 12 4- Support pour guide d'usinage selon la revendication 3 dans lequel la plaque d'appui (2) est fixée solidairement dans le haut de la colonne (6) et sur son pourtour, la surface pour l'appui supérieur (3) étant perpendiculaire à l'axe de la colonne (6). 5- Support pour guide d'usinage selon la revendication 3 dans lequel le dispositif de serrage (5) mobile comporte une structure (11) portant le mors (7) et apte à coulisser le long de la colonne (6) lorsque le système de verrouillage est déverrouillé. 6- Support pour guide d'usinage selon la revendication 5 dans lequel le système de verrouillage, déverrouillage du mors (7) et de la structure (11) le supportant est constitué par un levier (12) et une poignée (14), deux clapets (16, 17), deux ressorts (18, 19) positionnés autour de la colonne (6). 7- Support pour guide d'usinage selon la revendication 1 dans lequel le rapporteur d'angle (20) orientable en rotation comporte au moins un moyen permettant d'apprécier l'angle du rail (21) et au moins un moyen de verrouillage dudit rapporteur d'angle (20), une fois que celui-ci est orienté, sur le plateau (8). 8- Support pour guide d'usinage selon la revendication 1 dans lequel le rail (21) peut comporter diverses géométries permettant l'emploi de différents guides d'usinages et l'emploi de divers dispositifs de verrouillage desdits guides sur le rail (21) lorsque la position d'usinage est atteinte. Ledit rail (21) peut disposer par exemple de une ou plusieurs rainures permettant de faire coulisser le guide d'usinage. 9- Support pour guide d'usinage selon la revendication 1 dans lequel le rail (21) est prévu pour être équipé d'un ensemble de pièces complémentaires permettant le positionnement de plusieurs outils ou/et de repères permettant de reproduire une même opération d'usinage le long d'un axe ou sur une trajectoire prédéfinie. 2903926 13 10- Support pour guide d'usinage selon la revendication 1 dans lequel le rail (21) employé pour le guidage des outils est conformé de manière à pouvoir accepter un deuxième rail (37) apte à porter un guide d'usinage, lequel deuxième rail (37) étant de préférence positionné à 90 par rapport au 5 rail (21).