Brevet FR2990149A1 — publié le 20131108

BREVET D'INVENTION « DISPOSITIF DE SECURITE MM-ROTATION PERMETTANT LE LIBRE POSITIONNEMENT D'UN OBJET SUR UN PLAN PERPENDICULAIRE A L'AXE DU COUPLE DE ROTATION QUI 5 EST APPLIQUE SUR CET OBJET » Domaine technique : la présente invention est du domaine mécanique et traite du blocage en rotation d'un objet libre en translation sur lequel un couple est appliqué. La présente invention est du domaine technique et traite du blocage de deux degrés de liberté de rotation d'un objet libre sur tous ses degrés de liberté en translation et sur lequel un couple est 10 appliqué. Problème technique : pour réaliser l'usinage (perçage, fraisage de chanfreins, trépanation ou carottage, ...), d'un objet ou d'un ensemble d'objets avec une perceuse à colonne ou tout dispositif, machine ou moyen permettant la rotation d'un outil, Il est nécessaire de : - déplacer l'objet à usiner pour le positionner perpendiculairement à l'axe de 15 déplacement de l'outil, - brider en rotation l'objet à usiner. - Solutions existantes : les perceuses à colonnes et les autres machines permettant la rotation d'un outil sont munis d'un plateau de perçage lui-même usiné pour permettre de déplacer puis de brider un étau grâce à des vis/écrous ou un dispositif similaire. 20 - Inconvénients des solutions existantes : le bon positionnement de l'objet à usiner nécessite de desserrer le système de bridage de l'étau, de positionner ce dernier en vérifiant l'accostage de l'outil sur l'objet à usiner, puis de brider l'étau, enfin de vérifier à nouveau le bon positionnement de l'objet. L'opération de bridage d'un étau par des vis/écrou ne garantit pas le maintien de la position initiale et nécessite souvent de renouveler l'opération de 25 positionnement/bridage. Cette opération est fastidieuse et génère une perte de temps qui peut entrainer certains utilisateurs à maintenir l'étau avec une de leur main ou avec un dispositif de blocage rapide (pince étau, ...) ne garantissant aucunement leur sécurité, par exemple en cas de blocage de l'outil appliquant un surcouple brutal sur l'ensemble objet/étau. La présente invention consiste en un dispositif mécanique permettant d'effectuer manuellement, ou avec une assistance, la mise en position d'un objet sur un plan. Grâce à ce dispositif, lors de l'application d'un couple perpendiculaire à ce plan en un point quelconque de cet objet la rotation de cet objet sur lui-même est impossible. Solution détaillée : ce dispositif est caractérisé en ce qu'il est constitué de 3 parties fonctionnelles principales et interdépendantes : 1. Bague de rotation 2. Axe de translation 3. Bague de translation - La bague de rotation (1) tourne librement mais sans jeu autour d'un axe de rotation parallèle à l'axe sur lequel est appliqué l'effort de rotation. Cette bague doit être libre en rotation autour de cet axe et peut rester libre en translation sur cet axe ou être bloquée (selon les contraintes de l'application à laquelle le dispositif est destiné). Dans le cas d'une perceuse à colonne la bague de rotation sera de préférence positionnée autour de la colonne et si nécessaire bloquée en translation. - L'axe de translation (2) dont une des extrémités est solidaire de la bague de rotation. Ceci limite ses mouvements à une rotation autour de l'axe de rotation de la bague de rotation. L'axe de translation pourra être cylindrique ou profilé selon les contraintes de l'application à laquelle le dispositif est destiné. Par exemple un profil non cylindrique approprié pourra être utilisé pour éviter la rotation de la bague de translation autour de l'axe de translation. - La bague de translation (3) glisse librement mais sans jeu le long de l'axe de translation. Cette bague de translation est solidaire d'un étau ou d'un autre dispositif de bridage adapté aux contraintes de l'application à laquelle le dispositif est destiné. Le positionnement de l'objet peut être effectué manuellement par l'utilisateur ou à l'aide d'un dispositif d'assistance selon les contraintes de l'application à laquelle le dispositif est destiné : 1 Assistance pour la rotation de l'axe de translation autour de son axe de rotation (par moteur électrique réducté ou non, vérin pneumatique ou hydraulique, vis ou crémaillère, ...) et/ou 1 Assistance pour la translation du dispositif de bridage de l'objet le long de l'axe de translation (par moteur électrique réducté ou non, vérin pneumatique ou hydraulique, vis ou crémaillère, ...) Le dispositif de bridage doit être immobile lorsque l'on applique une force parallèle à l'axe de rotation de la bague de rotation sur l'objet bridé. Pour cela la face inférieure du dispositif de bridage peut être posée sur une surface plane perpendiculaire à la force appliquée. Une autre solution consiste à bloquer en translation la bague de rotation et à utiliser un profil mâle non cylindrique pour l'axe de translation et un profil femelle identique pour la bague de translation afin de bloquer en rotation la bague de translation. Exemple d'application industrielle : mise en position d'un objet en vue de son usinage avec un moyen permettant la translation d'un outil en rotation dans son axe de rotation. Ce moyen est dans cet exemple une perceuse à colonne. La bague de rotation (1) est positionnée autour de la colonne de la perceuse à colonne. Dans la position de départ, en général, l'objet à usiner n'est pas correctement positionné en regard de l'axe de translation de l'outil de coupe (figure 1). Un effort approprié exercé sur l'objet à usiner entraine une rotation de la bague de rotation (1) et de l'axe de translation (2) et/ou une translation de la bague de translation (3) sur l'axe de translation (2), ce qui permet de positionner précisément la partie de l'objet à usiner (4) en regard de l'axe de rotation de l'outil de coupe (5) (figure 2). Le positionnement de l'objet à usiner est réalisé par rotation du sous-ensemble solidaire bague de rotation (1) - axe de translation (2) et par translation de la bague de translation (3) sur l'axe de translation (2). Cette opération étant effectuée, la partie de l'objet à usiner est positionnée perpendiculairement et en regard de l'outil coupant, l'opération d'usinage peut être réalisée (figures 3, 4, 6, 7). Pendant l'opération d'usinage l'objet est bloqué en rotation contre le couple exercé sur cet objet par l'outil de coupe (figure 5). Cette invention est destinée aux applications suivantes : - Positionnement rapide et précis d'un objet à usiner bridé dans un étau (ou tout autre dispositif de maintien convenable) et bloqué en rotation pour réaliser de façon sécurisée un usinage (perçage, fraisage de chanfreins, trépanation ou carottage, ...), avec une perceuse à colonne ou tout dispositif, moyen ou machine permettant la rotation d'un outil et le déplacement de cet outil en translation dans l'axe de rotation. Dans le cas où le moyen d'usinage ne permet pas le déplacement en translation dans l'axe de rotation de l'outil en rotation, le dispositif autorise la translation de l'ensemble (objet à usiner, dispositif de bridage, bague de translation, axe de translation, bague de rotation) le long d'un axe parallèle à l'axe de rotation de l'outil afin d'effectuer l'opération d'usinage de l'objet. Le bridage de l'objet à usiner n'est nécessaire qu'une seule fois, il est ensuite possible de réaliser d'autres usinages de l'objet à usiner. - Toute application nécessitant une translation libre d'une pièce bloquée en rotation en tout point d'un plan perpendiculaire à cet axe de rotation. Cette invention peut également être utilisée pour permettre la libre translation d'un objet sur lequel un couple est appliqué le long d'un axe perpendiculaire à ce couple, par exemple un moyeu de roue coulissant le long d'un bras relié au châssis d'un véhicule pour modifier (allonger ou réduire) l'empattement de ce véhicule tout en autorisant l'application d'un couple de rotation sur la roue (couple moteur ou couple de freinage). DESSINS DE L'INVENTION: Légende : Bague de rotation (1) Axe de translation (2) Bague de translation (3) Objet à usiner (4) Outil de coupe (5) Plan de travail (Etabli) (6) Machine d'usinage (7) Dispositif de bridage (8) REVENDICATIONS1/ Dispositif mécanique pour effectuer manuellement, ou avec une assistance, la mise en position d'un objet sur un plan et assurer que lors de l'application, en un point quelconque de cet objet, d'un couple perpendiculaire à ce plan la rotation de cet objet sur lui-même est impossible. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte trois parties fonctionnelles interdépendantes : Une bague de rotation (1) Un axe de translation (2) Une bague de translation (3) 2/ Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la bague de rotation (1) tourne librement mais sans jeu autour d'un axe de rotation parallèle à l'axe sur lequel est appliqué l'effort de rotation.. Cette bague doit être libre en rotation autour de cet axe et peut rester libre en translation sur cet axe ou être bloquée selon les contraintes de l'application à laquelle le dispositif est destiné. Dans le cas d'une perceuse à colonne la bague de rotation sera de préférence positionnée autour de la colonne et si nécessaire bloquée en translation. 3/ Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'une des extrémités de l'axe de translation (2) est solidaire de la bague de rotation ce qui limite ses mouvements à une rotation autour de l'axe autour duquel la bague de rotation est positionnée. L'axe de translation pourra être cylindrique ou profilé selon les contraintes de l'application à laquelle le dispositif est destiné. Par exemple un profil non cylindrique approprié pourra être utilisé pour éviter la rotation de la bague de translation autour de l'axe de translation. 4/ Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la bague de translation (3) glisse librement mais sans jeu le long de l'axe de translation. Cette bague de translation est solidaire d'un étau ou d'un autre dispositif de bridage adapté aux contraintes de l'application à laquelle le dispositif est destiné. 5/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le positionnement de l'objet peut être effectué manuellement par l'utilisateur ou à l'aide d'un dispositif d'assistance selon les contraintes de l'application à laquelle le dispositif est destiné :1 Assistance pour la rotation de l'ensemble constitué par la bague de rotation (1) et l'axe de translation (2) autour de son axe de rotation (par moteur électrique réducté ou non, vérin pneumatique ou hydraulique, vis ou crémaillère, ...) et/ou V Assistance pour la translation de l'ensemble constitué par la bague de translation (3) et du dispositif de bridage de l'objet le long de l'axe de translation (2) (par moteur électrique réducté ou non, vérin pneumatique ou hydraulique, vis ou crémaillère, ...) 6/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le dispositif de bridage doit être immobile lorsque l'on applique une force parallèle à l'axe de rotation de la bague de rotation sur l'objet bridé. Pour cela la face inférieure du dispositif de bridage peut être posée sur une surface plane perpendiculaire à la force appliquée. Une autre solution consiste à bloquer en translation la bague de rotation (1) et à utiliser un profil mâle non cylindrique pour l'axe de translation (2) et un profil femelle identique pour la bague de translation (3) afin de bloquer en rotation la bague de translation (3).