Brevet FR2931751A1 — publié le 20091204

La présente invention concerne un dispositif de fixation de pièces par une douille extensible à serrage positif. Le serrage positif permet de maintenir une pièce serrée quand le dispositif est à l'état repos gage de sécurité. Il faut une action sur le mécanisme pour débloquer et retirer la pièce. Dans notre cas, c'est une alimentation en huile sous pression qui déverrouille le dispositif. Une course en deux temps effectuée en continue permet l'immobilisation par un simple trou borgne dans la pièce. Une course (course des mâchoires fig. 2) sert à l'extension des mâchoires de la douille (2) pour augmenter son diamètre et agripper l'alésage du trou, et l'autre (course de plaquage fig. 2) supérieure ou égale à 2 mm sert à plaquer la pièce sur la surface d'appui référencée du dispositif (fig. 1). Pour usiner des pièces sur des machines à commandes numériques, les entreprises de production aéronautiques, automobiles ou autres utilisent des montages d'usinages. Ces montages possèdent des vérins de bridage ou des dispositifs mécaniques afin de serrer ces pièces pour éviter qu'elles ne bougent. Dans certains cas, l'encombrement des vérins de bridage empêchent les outils de coupe d'usiner ces pièces. Afin de pouvoir usiner une pièce sur cinq faces et ne plus être importuner par des éléments tout autour, la présente invention permet de serrer cette pièce sur une face d'appui à partir d'un trou borgne. Pour des pièces imposantes, il est possible de multiplier les dispositifs de serrage afin d'augmenter d'autant les efforts de maintien de ces pièces. Dans certains cas, la face d'appui des pièces n'est pas parfaitement plane mais voilée. Parfois le défaut de planéité peut dépasser le millimètre. Pour contrer ce défaut et forcer la face d'appui des pièces à se dégauchir, la course de plaquage du dispositif a été évaluée à 2 mm minimum. Ce dispositif de serrage existe dans différents diamètres afin de s'adapter au plus juste aux diamètres des trous existants dans les pièces à maintenir, et d'obtenir les forces de maintien nécessaire à une bonne fixation, les efforts de serrage étant proportionnels à ces mêmes diamètres. Les dessins annexés illustrent l'invention. La figure 1 (page 1/3) représente une vue générale en perspective du dispositif de l'invention. La figure 2 (page 1/3) représente une coupe brisée centrale du dispositif de l'invention sans les joints toriques d'étanchéité. La figure 3 (page 2/3) représente une vue éclatée du dispositif de l'invention. La figure 4 (page 3/3) représente une coupe dépliée du dispositif sans 40 les joints toriques d'étanchéité afin de voir les différentes alimentations. Le mécanisme de l'invention est prévu pour fonctionner grâce à de l'huile sous pression maximale de 350 bar en simple effet. Pour remplir cette fonction de serrage et de maintien, il faut alimenter en huile sous pression le dispositif de l'invention (fig. 4). Ce dispositif comporte une douille extensible composée de quatre mâchoires (2) et commandée en son centre par un tirant conique (1) à quatre facettes. Il est nécessaire de faire coulisser ce tirant (1) pour faire glisser ses facettes sur l'intérieur des mâchoires (4) et les obliger à s'écarter afin d'augmenter le diamètre généré. Au repos, le tirant (1) est en position basse, et ouvre les mâchoires (2) de la douille au maximum. La course d'ouverture est limitée par la vis épaulée (13). L'empilage des rondelles élastiques (11) est en extension maximale, mais reste contraint. La force de l'empilage des rondelles de plaquage (9) pousse le mécanisme du dispositif. Elle amène le piston intermédiaire (10) en butée contre le corps (12). Ce piston (10) étant lié à l'écrou de douille (8), l'ensemble tirant et douille (1 et 2) est en position basse. Lors de la mise en oeuvre, l'huile entre dans la chambre (fig. 4) emprisonnée par les joints d'étanchéité. Dans un premier temps, la pression d'huile pousse le piston (14). L'empilage des rondelles élastiques (11) de la course des mâchoires (fig. 2) est plus résistant que l'autre empilage (9) de la course de plaquage (fig. 2), ce qui a pour conséquence de comprimer en premier l'empilage de plaquage (9). La pression sur le piston (14) est répercutée sur le piston intermédiaire (10) jusqu'à la compression maximale. L'écrou de douille (8) se retrouve en butée contre le couvercle (6). Les mâchoires de douille sont alors en position haute. Dans un deuxième temps, la pression d'huile sur le piston (14) augmentant, et l'empilage des rondelles de plaquage (9) étant en butée, l'effort se répercute sur l'empilage des rondelles de la course des mâchoires (11). Le tirant est soulevé par rapport aux mâchoires de douille dégageant son cône. Les bagues élastiques (7) ramènent les quatre mâchoires de douille pour les maintenir en contact sur les facettes du tirant (1) ce qui diminue le diamètre généré pour faire passer la douille dans le trou borgne de la pièce à fixer. Après avoir positionner la pièce contre la surface d'appui du dispositif (fig. 1) et engager la douille de serrage déverrouillée dans un trou borgne, il suffit de supprimer l'alimentation en huile pour que les rondelles de mâchoires (11) se détendent en premier, obligent le tirant à ouvrir la douille et forcent les dents de mâchoires à agripper l'alésage du trou. Lorsque l'effort de bridage de la douille et l'empilage des rondelles (11) sont en équilibre, c'est au tour des rondelles élastiques de plaquage (9) d'exercer leurs efforts en abaissant l"ensemble du mécanisme et de forcer la pièce agrippée à se plaquer contre la surface d'appui (fig. 1). La force de plaquage est générée par l'empilage des rondelles élastiques (9), et la force de bridage sur la pièce par les rondelles (11). Le mécanisme fonctionnant comme un vérin simple effet à ressort mais inversé, il est nécessaire d'alimenter en pression d'huile le dispositif pour desserrer la pièce. Le dispositif de l'invention est positionné par le centreur (18) sur les montages afin de pouvoir l'enlever et le repositionner à l'identique. Le flasque (17) vient se visser sur le corps (12) afin de rendre étanche la partie active du piston, de renfermer le mécanisme et d'avoir un dispositif de serrage en un seul ensemble sans éléments dispersés. Le contrôle fuite d'air (fig. 4) sert à déceler la présence d'une pièce. Si le capteur de la machine-outil ne détecte aucune fuite d'air, c'est qu'une pièce est en contact avec le couvercle d'appui (4), et si une fuite est détectée, c'est qu'il n'y a pas de pièce, ou mal positionnée, ou desserrée. Dans ce cas, une alimentation en huile et une détection de fuite amène une alarme et l'arrêt de mouvements ou d'usinage. Pour des pièces appuyées sur le dispositif de l'invention qui ont une forme n'utilisant pas toute la surface d'appui (fig. 1), il est possible de tourner le couvercle d'appui (4) en desserrant l'écrou (5) afin que la pièce obstrue l'orifice de contrôle fuite (fig. 4). Pour avoir la possibilité de tourner ce couvercle (4) par rapport au corps (12) sans perte de pression, l'étanchéité du contrôle fuite est assurée par deux joints qui créent une gorge circulaire étanche afin d'acheminer l'air de contrôle sous pression quelle que soit la position de l'orifice par rapport au corps (12). Le dispositif de l'invention possède une alimentation en air comprimé (fig. 4) qui peut être continue ou manuelle. L'air arrive sous le joint à lèvres (3) passe à travers la douille. Il permet, soit ponctuellement d'expulser les impuretés introduites entre les mâchoires, soit en continu d'éviter que des impuretés ne pénètrent dans le dispositif. 35 40 REVENDICATIONS1- Dispositif pour maintenir une pièce par un trou borgne contre une surface d'appui (fig. 1) caractérisé par une douille extensible cylindrique (2) composée de quatre mâchoires, qui vient se loger dans un trou borgne, afin d'agripper l'alésage, puis en tirant, plaquer la pièce contre cette surface. 2- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par un mouvement continu à deux courses, l'une sert à l'ouverture des mâchoires (2) (course des mâchoires fig. 2), suivi de l'autre course servant à plaquer la pièce (course de plaquage fig. 2). 3- Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé par une course de plaquage supérieure ou égale à 2mm. 4- Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé par un mécanisme à deux empilages de rondelles élastiques (9 et 11) 15 permettant un serrage positif de la pièce. 5- Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé par un serrage de pièce maintenu au repos. 6- Dispositif de contrôle présence pièce tournant caractérisé par un orifice traversant le couvercle d'appui (4) permettant aux pièces, qui 20 n'utilisent pas toute la surface d'appui, de pouvoir faire tourner ce couvercle (4) afin que cet orifice de contrôle puisse être obstrué par les pièces en position bridée. 25 30 35 40