Brevet FR2979554A1 — publié le 20130308

Bras de serrage d'une pièce à travailler pool L'invention relève du domaine des dispositifs permettant de maintenir, supporter ou positionner une pièce à travailler. Elle a pour objet un bras de serrage d'une telle pièce à travailler. Elle a aussi pour objet une machine d'essai de fatigue en flexion comprenant un tel bras de serrage. [0002] Le document FR2447773 décrit un mandrin qui comprend un corps tubulaire pourvu de fentes longitudinales. Ces dernières s'étendent sur une longueur substantielle depuis une extrémité avant du corps tubulaire et divisent le corps tubulaire en plusieurs segments élastiques. L'extrémité avant du corps tubulaire reçoit un élément inséré qui est agencé en un manchon apte à serrer avec frottement une pièce à travailler devant être avancée à travers des mors ouverts d'une pince lorsque le mandrin est avancé. [0003] Le corps tubulaire comporte une extrémité arrière qui est taraudée pour recevoir un filetage d'une zone d'extrémité d'un manchon de blocage. Une bague d'espacement est interposée à l'intérieur du corps tubulaire entre le manchon de blocage et l'élément inséré. [0004] Il existe un besoin d'un bras de serrage d'une pièce à travailler qui soit simple et efficace, tout en permettant un maintien homogène de la pièce à travailler, tel qu'un vilebrequin, notamment en vue de tester en flexion ladite pièce, un tel maintien étant obtenu à partir d'un bras de serrage comprenant un nombre de pièces le plus réduit possible, un tel maintien étant obtenu à partir d'une mise en oeuvre d'un procédé de montage comprenant un nombre d'étapes le plus réduit possible. [0005] Le but de la présente invention est de proposer un bras de serrage simple et robuste, un tel bras de serrage étant apte à maintenir de manière homogène une pièce à travailler, telle qu'un vilebrequin ou analogue, un tel bras de serrage comprenant néanmoins un nombre de pièces le plus réduit possible pour mettre en oeuvre un dispositif de montage simple et rapide, à partir d'un nombre d'étapes le plus réduit possible. [0006] Un bras de serrage de la présente invention est un bras de serrage d'une pièce à travailler. Le bras de serrage comprend un corps tubulaire logeant un élément de liaison. Le corps tubulaire comporte une surface interne et l'élément de liaison comporte une surface externe. [0007] Selon la présente invention, la surface interne et la surface externe sont évasées selon une pente. [mos] Le bras de serrage comprend avantageusement une vis en prise sur une ouverture distale que comprend l'élément de liaison. [0009] L'élément de liaison comprend avantageusement une ouverture proximale agencé en un logement de réception d'un embout de la pièce à travailler. [cm cl De préférence, l'ouverture proximale et l'ouverture distale sont alignées avec un orifice proximal et un orifice distal que comporte le corps tubulaire. pou ] L'élément de liaison comporte avantageusement au moins une fente ménagée depuis une zone proximale de l'élément de liaison jusqu'à une zone médiane de l'élément de liaison. [0012] Le bras de serrage comprend avantageusement une pièce intermédiaire plaquée contre une extrémité distale du corps tubulaire par la vis. [0013] Une machine d'essai de fatigue en flexion de la pièce à travailler comprend avantageusement un tel bras de serrage. [0014] La machine comprend avantageusement un dispositif apte à exercer un effort sur la pièce intermédiaire. [0015] Un procédé de montage d'un tel bras de serrage comprend successivement : - une première étape de mise en place de l'élément de liaison sur l'embout de la pièce à travailler, - une deuxième étape de mise en place du corps tubulaire autour de l'élément de liaison, - une troisième étape de mise en place de la vis. [0016] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va être faite d'exemples de réalisation, en relation avec les figures des planches annexées, dans lesquelles : - La figure 1 est une vue schématique en coupe d'une machine d'essai de fatigue en flexion comprenant un bras de serrage de la présente invention. - La figure 2 est une vue schématique de côté d'un élément de liaison participant d'un bras de serrage constitutif de ladite machine d'essai représentée sur la figure précédente. - La figure 3, la figure 4 et la figure 5 sont des illustrations respectives d'étapes successives d'un procédé de montage du bras de serrage illustré sur la figure 1. 20 [0017] Sur la figure 1, une machine 1 d'essai de fatigue en flexion d'une pièce à travailler 2, telle qu'un vilebrequin 2, est disposée sur un support plan 3, marbre notamment. La machine 1 comprend deux chapes inférieures 4 qui sont fixées sur le support plan 3. Les chapes inférieures 4 reçoivent par gravité le vilebrequin 2 25 qui repose sur les chapes inférieures 4. Deux chapes supérieures 5 viennent coiffer le vilebrequin 2 de manière à ce que ce dernier soit interposé et emprisonné entre les chapes inférieures 4 et les chapes supérieures 5. Des vis reliant chaque chape supérieure 5 à une chape inférieure 4 respective permettent l'immobilisation des chapes et l'enserrement du vilebrequin 2 entre ces dernières 30 en vue de son immobilisation. [0018] Le vilebrequin 2 est pourvu d'un bras de serrage 6 qui est interposé entre le vilebrequin 2 et un dispositif 7 de mise en flexion du vilebrequin 2. Le bras de serrage 6 est plus particulièrement rapporté sur un embout 8 du vilebrequin 2. Le bras de serrage 6 comprend un corps tubulaire 9 qui loge un élément de liaison 10. [0019] Le corps tubulaire 9 est de conformation globalement cylindrique et s'étend longitudinalement selon un axe de corps Al qui constitue préférentiellement un axe de symétrie du corps tubulaire 9. Le corps tubulaire 9 s'étend entre une extrémité proximale 11 qui est disposée en vis-à-vis du vilebrequin 2 et une extrémité distale 12 qui est en relation avec ledit dispositif 7. Le corps tubulaire 9 délimite un logement de corps 13 qui reçoit l'élément de liaison 10. Autrement dit, l'élément de liaison 10 est logé à l'intérieur du logement de corps 13. Le logement de corps 13 débouche à travers l'extrémité proximale 11 par l'intermédiaire d'un orifice proximal 14 et à travers l'extrémité distale 12 par l'intermédiaire d'un orifice distal 15. [0020] L'élément de liaison 10 est également de conformation globalement cylindrique et s'étend longitudinalement selon un axe d'élément A2 qui est confondu avec l'axe de corps Al en position d'utilisation du bras de serrage 6, c'est-à-dire lorsque l'élément de liaison 10 est logé à l'intérieur du corps tubulaire 9. L'élément de liaison 10 comprend une zone proximale 16 qui est disposée en vis-à-vis du vilebrequin 2 et une zone distale 17 qui est disposée en vis-à-vis dudit dispositif 7. L'élément de liaison 10 délimite un logement d'élément 18 qui débouche à travers la zone proximale 16 par l'intermédiaire d'une ouverture proximale 19 et à travers la zone distale 17 par l'intermédiaire d'une ouverture distale 20. L'orifice proximal 14, l'orifice distal 15, l'ouverture proximale 19 et l'ouverture distale 20 sont préférentiellement de conformation circulaire et sont de préférence ménagés selon un axe de symétrie A3 qui est confondu avec l'axe de corps Al et l'axe d'élément A2. Autrement dit, en position d'utilisation du bras de serrage 6, l'orifice proximal 14, l'orifice distal 15, l'ouverture proximale 19 et l'ouverture distale 20 sont alignés les uns avec les autres. [0021] L'ouverture proximale 19 est agencée en une cavité de réception par emboîtement de l'embout 8 du vilebrequin 2. Un tel emboîtement est réalisé en contact étroit de telle sorte que l'ouverture proximale 19 reçoit en force l'embout 8. Un tel emboîtement est facilité par la présence d'une pluralité de fentes 21, visibles sur la figure 2, qui sont ménagées depuis la zone proximale 16 de l'élément de liaison 10 jusqu'à une zone médiane 22 de l'élément de liaison 10. La zone médiane 22 est sensiblement située à égale distance de la zone proximale 16 et de la zone distale 17, à plus ou moins 10% près. Ces dispositions confèrent à la zone proximale 16 une élasticité propice à l'emboîtement en force de l'élément de liaison 10 sur l'embout 8, et plus particulièrement à un encastrement de l'embout 8 à l'intérieur de l'ouverture proximale 19. Finalement, l'élément de liaison 10 constitue une pince de l'embout 8 du vilebrequin 2. [0022] La zone proximale 16 comporte une surface externe 23 qui est évasée selon une pente P qui est de l'ordre de 15% à plus ou moins 20% près. Ainsi, la zone proximale 16 présente en coupe une conformation tronconique. Ces dispositions facilitent un emboîtement du corps tubulaire 9 autour de l'élément de liaison 10 à partir d'un recouvrement d'une surface interne 24 du corps tubulaire 9 le long de la surface externe 23 de l'élément de liaison 10, tel que précisé sur les figures suivantes. La surface interne 24 est également évasée selon la pente P pour faciliter une mise en contact étroit de la surface externe 23 et de la surface interne 24. [0023] Sur la figure 3, un procédé de montage du bras de serrage 6 comprend une première étape de mise en place de l'élément de liaison 10 sur l'embout 8 du vilebrequin 2. Au cours de cette première étape, l'élément de liaison 10 subit un premier déplacement D1 rectiligne de telle sorte que l'axe d'élément A2 soit confondu avec un axe d'embout A4 selon lequel l'embout 8 est longitudinalement étendu. Ces dispositions visent à encastrer l'embout 8 à l'intérieur de l'ouverture proximale 19. [0024] Sur la figure 4, le procédé de montage du bras de serrage 6 comprend une deuxième étape de mise en place du corps tubulaire 9 autour de l'élément de liaison 10. Au cours de cette deuxième étape, qui succède à ladite première étape, le corps tubulaire 9 subit un deuxième déplacement D2 rectiligne de telle sorte que l'axe de corps Al soit confondu avec l'axe d'élément A2. Ces dispositions visent à loger l'élément de liaison 10 à l'intérieur du logement de corps 13. L'évasement de la surface externe 23 et les fentes 22 facilitent le coulissement et l'enserrement de la surface interne 24 du corps tubulaire 9 contre la surface externe 23 de l'élément de liaison 10. [0025] Sur la figure 5, le procédé de montage du bras de serrage 6 comprend une troisième étape de mise en place d'une vis 25 constitutive du bras de serrage 6. Au cours de cette troisième étape, qui succède à ladite deuxième étape, la vis 25 subit un troisième déplacement D3 rectiligne de telle sorte qu'un axe de vis A5 soit confondu avec l'axe d'élément A2, jusqu'à ce qu'une extrémité de vis 26 soit en contact avec une pièce intermédiaire 27 dudit dispositif 7. La pièce intermédiaire 27 est taraudée pour le passage de la vis 25 à son travers à partir d'un mouvement en rotation D4 de la vis 25. Puis, l'extrémité de vis 26 traverse successivement l'orifice distal 15 et l'ouverture distale 20 jusqu'à venir en prise à l'intérieur du logement d'élément 18. L'ouverture distale 20 est taraudée pour le passage de la vis 25 à son travers. Ces dispositions permettent une poussée de la pièce intermédiaire 27 contre l'extrémité distale 12 ce qui provoque l'enserrement de la zone proximale 16 par l'extrémité proximale 11 par coulissement de la surface interne 24 contre la surface externe 23. [0026] Il résulte de l'ensemble de ces dispositions que le bras de serrage 6 est facilement et rapidement installé sur le vilebrequin 2, à partir d'un procédé de montage comportant un nombre d'étapes minimisé, un tel procédé mettant en oeuvre une unique vis 25 qui confère au bras de serrage 6 une homogénéité de contrainte, en raison d'un emplacement centré de la vis 25. Une telle vis 25 est notamment apte à transférer un couple de serrage de l'ordre de 140 Nm, à partir d'un serrage équi-réparti sur l'extrémité distale 12. [0027] Un procédé de démontage de la présente invention comprend les étapes précédentes effectuées dans un ordre inverse. [0028] Il en résulte finalement que la machine 1 d'essai de fatigue en flexion de la présente invention est fiable, tout en étant simple. Un effort 28 est appliqué à la pièce intermédiaire 27 par l'intermédiaire du dispositif 7 de mise en flexion, l'effort 28 étant fourni selon une direction D orthogonale à l'axe d'élément A2. [0029] Une telle machine 1 d'essai de fatigue en flexion est particulièrement adaptée à un contrôle de résistance en flexion du vilebrequin 2 d'un moteur thermique. De tels essais sont indifféremment mis en oeuvre au cours d'un processus de conception, de validation et/ou de fabrication du vilebrequin 2. Toutefois, une telle machine 1 d'essai de fatigue en flexion est utilisable pour tester en flexion la résistance d'une pièce relativement quelconque. REVENDICATIONS1.- Bras de serrage (6) d'une pièce à travailler (2), le bras de serrage (6) comprenant un corps tubulaire (9) logeant un élément de liaison (10), le corps tubulaire (9) comportant une surface interne (24) et l'élément de liaison (10) comportant une surface externe (23), caractérisé en ce que la surface interne (24) et la surface externe (23) sont évasées selon une pente (P). Bras de serrage (6) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le bras de serrage (6) comprend une vis (25) en prise sur une ouverture distale (20) que comprend l'élément de liaison (10). Bras de serrage (6) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de liaison (10) comprend une ouverture proximale (19) agencé en un logement de réception d'un embout (8) de la pièce à travailler (2). Bras de serrage (6) selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'ouverture proximale (19) et l'ouverture distale (20) sont alignées avec un orifice proximal (14) et un orifice distal (15) que comporte le corps tubulaire (9). Bras de serrage (6) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de liaison (10) comporte au moins une fente (22) ménagée depuis une zone proximale (16) de l'élément de liaison (10) jusqu'à une zone médiane (22) de l'élément de liaison (10). Bras de serrage (6) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bras de serrage (6) comprend une pièce intermédiaire (27) plaquée contre une extrémité distale (12) du corps tubulaire (9) par la vis (25). 10 2.- 3.- 15 4.- 20 5.- 25 6.- 30 7.- Machine (1) d'essai de fatigue en flexion de la pièce à travailler (2) comprenant un bras de serrage (6) selon l'une des revendications précédentes. 8.- Machine (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que la machine (1) comprend un dispositif (7) apte à exercer un effort (28) sur la pièce intermédiaire (27). 9.- Procédé de montage d'un bras de serrage (6) selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le procédé de montage comprend successivement : - une première étape de mise en place de l'élément de liaison (10) sur l'embout (8) de la pièce à travailler (2), - une deuxième étape de mise en place du corps tubulaire (9) autour de l'élément de liaison (10), - une troisième étape de mise en place de la vis (25).