Brevet FR3072043A1 — publié le 20190412

SYSTÈME DE BRIDAGE ROTATIF DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE [0001] L'invention a pour domaine technique l'usinage et plus particulièrement les systèmes de bridage pour l'usinage de pièces mécaniques. ETAT DE LA TECHNIQUE [0002] Les systèmes de bridage emploient traditionnellement l'une parmi les technologies de brides hydrauliques ou de brides pneumatiques. [0003] Ces technologies présentent l'inconvénient de requérir un apport effectif d'énergie pour que le bridage soit effectif. Cela implique une liaison permanente par des conduites à un générateur hydraulique ou pneumatique selon la technologie choisie. La nécessité d'une alimentation permanente rend complexe l'intégration de l'outillage de bridage dans l'enceinte d'un centre d'usinage. [0004] Par ailleurs, la nécessité d'une alimentation permanente présente une contrainte supplémentaire de par le risque de fuite sur les conduite et circuits entre le générateur et le système de bridage. Par ailleurs, lorsqu'elle survient, une telle fuite inhibe le bridage. [0005] Les contraintes liées aux systèmes de bridage pneumatique ou hydraulique n'étant pas acceptables dans le cadre d'une activité d'usinage, un système de bridage autonome a été recherché. [0006] Des systèmes existants dans le commerce (tel le système Zero LockTM) permettent un serrage sans apport d'énergie. Ils sont toutefois assujettis à d'autres contraintes. [0007] Du fait de leur différence par rapport aux systèmes de bridage pneumatique ou hydraulique, il est 2 nécessaire de procéder à l'usinage de nouveaux outillages pour implanter les tenons de fixation. [0008] Le bridage par système Zero LockTM impose le rajout de tenons de prise sur la pièce à brider, ce qui 5 représente une hauteur supplémentaire sur chaque outillage ou pièce lors du stockage. [0009] Les nouveaux outillages présentant ainsi une hauteur augmentée de 100% par rapport aux outillages des autres technologies, ce qui implique l'achat de nouveaux 10 stockeurs d'outillage. [0010] De plus, le système Zero Lock TM ne permet pas la sortie en un seul endroit des outillages ce qui implique l'utilisation de plusieurs stockeurs d'outillage. [0011] Cela implique l'utilisation et l'achat de 15 nouveaux stockeurs d'outillage en plus grande quantité par rapport aux technologies précédentes. EXPOSE DE L'INVENTION [0012] Il existe un besoin pour un système de 20 bridage sans alimentation permanente et ne nécessitant pas l'installation de tenons sur les outillages employés. [0013] L'invention a pour objet un système de bridage comprenant un mors fixe et un mors mobile, aptes à commuter entre une position de bridage permettant le maintien 25 d'une pièce à maintenir entre les mors et une position de débridage permettant le retrait ou l'installation d'une pièce à maintenir. Le système comprend : - un piston apte à coulisser verticalement dans une partie supérieure d'un corps, le mors mobile étant fixé 30 solidairement au piston, et le mors fixe étant formé dans la partie supérieure du corps, - un système élastique disposé autour du piston de sorte à présenter une raideur s'opposant au déplacement du piston en position de bridage, et 3 - une chambre ménagée dans une partie inférieure du corps, située sous le système élastique et fermée en partie supérieure par un joint périphérique s'étendant entre un épaulement du piston et des parois de la chambre, 5 le système de bridage étant commuté en position de bridage par application d'une force verticale sur le piston, générant un mouvement du mors mobile de la position de débridage à la position de bridage, une réduction du volume de la chambre et l'apparition d'une force s'opposant à un 10 mouvement du piston. le système de bridage étant commuté en position de débridage, par admission d'un fluide dans la chambre de sorte à exercer sur le piston par l'intermédiaire du joint périphérique une force opposée et supérieure à la raideur du système 15 élastique, de sorte à déplacer le piston de la position de bridage à la position de débridage. [0014] Le système peut comprendre une culasse fixée solidairement dans une partie supérieure du corps et comprenant au moins une encoche ménagée sur son pourtour, 20 le piston étant apte à coulisser verticalement dans la culasse et comprenant au moins un pion apte à coopérer avec une encoche de la culasse, le piston étant guidé par les encoches et les pions lors de ses déplacements. 25 [0015] La culasse peut comprendre deux encoches coopérant chacune avec un pion sur le piston. [0016] Le système élastique peut être disposé dans tout ou partie d'une cavité ménagée dans une partie inférieure du corps de sorte que son diamètre interne est 30 supérieur au diamètre externe du piston tandis que son diamètre externe est inférieur au diamètre interne de la cavité. [0017] Le système peut comprendre au moins une butée à bille disposée sur l'épaulement du piston afin de permettre une rotation sans friction sur le système élastique. 4 [0018] Le système élastique peut être un empilement de rondelles ressort ou de rondelles Belleville, associées en série. [0019] Le système élastique peut être un ressort 5 hélicoïdal. [0020] Le fluide peut être de l'air comprimé ou un liquide hydraulique. [0021] Le système selon l'invention présente l'avantage de ne pas nécessiter de tenon sur l'outillage, ce qui 10 permet une réduction des coûts des outillages d'usinage ainsi qu'une réduction de l'encombrement associé. [0022] Le système selon l'invention présente également l'avantage d'un maintien des outillages sans apport d'énergie permanent. 15 [0023] L'invention a également pour objet, selon un autre aspect, un procédé de bridage d'une pièce entre un mors fixe formé dans la partie supérieure d'un corps et un mors mobile fixé solidairement à un piston apte à coulisser verticalement dans une partie supérieure du corps à l'encontre 20 d'un effort exercé par un système élastique disposé autour du piston de sorte à présenter une raideur s'opposant au déplacement du piston dans une position de bridage. [0024] Selon ce procédé, on applique une force verticale sur le piston générant un mouvement du mors mobile 25 d'une position de débridage à la position de bridage de la pièce, une réduction du volume de la chambre et l'apparition d'une force s'opposant à un mouvement du piston et l'on exerce sur le piston par l'intermédiaire d'un joint périphérique une force opposée et supérieure à la raideur du système 30 élastique au moyen d'un fluide admis dans la chambre de sorte à déplacer le piston de la position de bridage à la position de débridage. 5 BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES [0025] D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non 5 limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 illustre une vue en coupe du système de bridage en position de débridage, - la figure 2 illustre une vue en coupe du système 10 de bridage en position de bridage, et - la figure 3 illustre une vue plongeante sur une culasse d'un système de bridage selon l'invention. DESCRIPTION DÉTAILLÉE 15 [0026] En considérant les inconvénients des technologies précédentes, il est proposé une bride rotative avec un maintien en position de bridage par un système élastique. Un tel système permet à la fois d'éliminer le problème d'alimentation permanente des systèmes de bridage 20 à alimentation hydraulique ou pneumatique permanente et de ne pas avoir à installer de tenons sur les outillages tel que requis sur les autres systèmes de bridage sans alimentation permanente. [0027] Le système de bridage selon l'invention est 25 illustré par la figure 1 montrant une vue en coupe du système de bridage en position de débridage et par la figure 2 montrant une vue en coupe du système de bridage en position de bridage. [0028] On peut y voir que le système de bridage 30 comprend un corps 1 a,1 b en deux parties, disposé au contact d'une palette 2a, notamment la palette d'une machine-outil ou d'un plan de travail. [0029] La partie supérieure 1 a du corps forme un mors fixe tandis qu'un mors mobile 3b est fixé solidairement à 35 un piston 3a. En position de bridage, la pièce à maintenir, telle 6 qu'une plaque d'outillage 2b, est maintenue entre le mors fixe et le mors mobile 3b. En position de débridage, le mors mobile 3b est rétracté de sorte à pourvoir enlever ou mettre la plaque d'outillage 2b. 5 [0030] Le corps 1 a,1 b coopère avec le piston 3a apte à coulisser verticalement dans une culasse 4 fixée solidairement dans la partie supérieure 1 a du corps, notamment par vissage. [0031] Un système élastique 5 est disposé dans 10 tout ou partie d'une cavité 6 ménagée dans une partie inférieure 1 b du corps de sorte que son périmètre interne est en contact avec la surface périphérique du piston 3a tandis que son périmètre externe est en contact avec la surface interne de la cavité 6. 15 [0032] Dans un mode de réalisation particulier, une tolérance existe entre le périmètre interne du système élastique 5 et la surface périphérique du piston ainsi qu'entre le périmètre externe du système élastique 5 et la surface interne de la cavité 6 de sorte à limiter l'usure lors du bridage 20 et du débridage. [0033] La surface supérieure du système élastique 5 est en contact avec la surface inférieure de la culasse 4. [0034] La surface inférieure du système élastique 25 5 est en contact avec un épaulement ménagé en partie inférieure du piston 1. L'épaulement du piston 1 s'étend de façon continue ou discrète au moins de part et d'autre de l'axe du piston. La distance entre la position extrémale de l'épaulement du piston et l'axe du piston est inférieure au 30 rayon de la cavité 6 de sorte que l'épaulement puisse rentrer dans la cavité 6 tel qu'illustré sur la figure 2. [0035] Dans un mode de réalisation avantageux, au moins une butée à bille 7 est disposée sur l'épaulement du piston afin de permettre une rotation sans friction sur le 35 système élastique 5. 7 [0036] Dans un mode de réalisation, le système élastique 5 comprend des rondelles ressort, notamment de type Belleville, associées en série permettent de former un ensemble dont la raideur dépend du nombre de rondelles. 5 [0037] Alternativement, le système élastique 5 est un ressort hélicoïdal ou un corps quelconque présentant une raideur en compression. [0038] Le système de bridage comprend une chambre 8 située sous la cavité 6 et définie par des parois 10 ménagées dans la partie inférieure 1 b du corps, par un joint périphérique 9 s'étendant entre l'épaulement du piston 3a et les parois et par une cloison inférieure 10. Des roulements, notamment de type butées à aiguilles, permettent de découpler en rotation le piston 3a du joint périphérique 9. 15 [0039] Le joint périphérique 9, notamment un joint quadrilobe, permet d'assurer l'étanchéité de la chambre 8 et une grande durée de vie au système. De façon avantageuse, la cloison inférieure 10 de la chambre 8 peut être fixée solidairement à la partie inférieure 1 b du corps par un système 20 de fixation, notamment par vissage, de sorte à pouvoir être amovible. Il est ainsi aisé d'accéder au joint 9, à la cavité 6 et au système élastique 5. [0040] La culasse 4 comprend au moins une encoche 11 ménagée sur son pourtour et apte à coopérer avec 25 au moins un pion 12a,12b solidaire du piston 3a. La culasse 4 comprend autant d'encoches que de pions. Dans un mode de réalisation, la culasse comprend deux encoches coopérant chacune avec un pion sur le piston 3a. [0041] La figure 3 illustre une culasse munie 30 d'une telle encoche 11. On peut voir que l'encoche 11 présente une forme hélicoïdale et se termine par une encoche linéaire parallèle à l'axe du piston 3a afin de ne pas exercer de friction en rotation sur la plaque d'outillage 2b lors du bridage. [0042] Pour commuter le système de bridage en 35 position de bridage, on imprime un mouvement vertical au 8 piston 3a. De par la coopération des encoches 11 et des pions 12a,12b, le piston 3a est soumis à un déplacement hélicoïdal abaissant le mors mobile 3b tout en le soumettant à une rotation. En fin de mouvement le mors mobile 3b est disposé 5 au-dessus de la plaque d'outillage 2b et abaissé verticalement jusqu'à un bridage complet. Dans une telle position, la chambre 8 est réduite à un volume minimum de par l'abaissement du joint périphérique 9 solidaire du piston 3a. [0043] Le bridage est maintenu de par la raideur 10 du système élastique 5 qui s'oppose à un mouvement du piston 3a en position de bridage. Le système de bridage est ainsi maintenu en position de bridage sans apport extérieur permanent. [0044] Pour commuter le système de bridage en 15 position de débridage, on admet un fluide dans la chambre 4 de sorte à exercer une force opposée et supérieure à la raideur du système élastique 5, de sorte à débloquer le piston 3a. Le fluide peut être un gaz, notamment de l'air comprimé ou un liquide hydraulique. 20 [0045] De par la présence de volumes au niveau de la cavité 6 et de la chambre 8, il est intéressant de prévoir des évents ou mises à l'air libre en partie haute et/ou en partie haute de cavité 6 de sorte à éviter l'apparition de forces résistantes dues à la compression de gaz piégés dans la cavité 25 lors d'un passage de la position de bridage à la position de débridage, ou l'apparition de forces motrices dues à la détente de gaz piégés dans la cavité lors d'un passage de la position de débridage à la position de bridage. En effet, de telles forces peuvent modifier la force de raideur effectivement appliquée 30 sur le piston 3a par le système élastique 5. [0046] Le piston 3a guidé par les encoches 11 et les pions 12a,12b effectue une course verticale ascendante permettant de libérer la plaque d'outillage 2b suivi d'un mouvement de rotation hélicoïdal permettant de placer le mors 35 mobile 3b en position de débridage. 9 [0047] Dans un mode de réalisation avantageux, le piston 3a et le mors mobile 3b subissent une rotation de 90° permettant une identification aisée de la position de bridage ou débridée du système de bridage. Une telle position permet 5 également de libérer totalement l'espace au-dessus de la plaque d'outillage 2b afin d'en faciliter le retrait ou le placement. [0048] Il est à noter que la combinaison des pions 12a,12b et des butées à billes 7 permettent de limiter l'usure REVENDICATIONS1. Système de bridage comprenant un mors fixe et un mors mobile (3b), apte à commuter entre une position de bridage permettant le maintien d'une pièce à maintenir entre les mors et une position de débridage permettant le retrait ou l'installation d'une pièce à maintenir, caractérisé par le fait qu'il comprend un piston (3a) apte à coulisser verticalement dans une partie supérieure (1a) d'un corps, le mors mobile (3b) étant fixé solidairement au piston (3a), et le mors fixe étant formé dans la partie supérieure (1a) du corps, un système élastique (5) disposé autour du piston (3a) de sorte à présenter une raideur s'opposant au déplacement du piston (3a) en position de bridage, et une chambre (8) ménagée dans une partie inférieure (1 b) du corps, située sous le système élastique (5) et fermée en partie supérieure par un joint périphérique (9) s'étendant entre un épaulement du piston (3a) et des parois de la chambre (8), le système de bridage étant commuté en position de bridage par application d'une force verticale sur le piston (3a), générant un mouvement du mors mobile (3b) de la position de débridage à la position de bridage, une réduction du volume de la chambre (8) et l'apparition d'une force s'opposant à un mouvement du piston (3a), le système de bridage étant commuté en position de débridage, par admission d'un fluide dans la chambre (4) de sorte à exercer sur le piston (3a) par l'intermédiaire du joint périphérique (9) une force opposée et supérieure à la raideur du système élastique (5), de sorte à déplacer le piston (3a) de la position de bridage à la position de débridage. 11 2. Système selon la revendication 1, comprenant une culasse (4) fixée solidairement dans une partie supérieure (1a) du corps et comprenant au moins une encoche (11) ménagée sur son pourtour, 5 le piston (3a) étant apte à coulisser verticalement dans la culasse (4) et comprenant au moins un pion (12a,12b) apte à coopérer avec une encoche (11) de la culasse (4), le piston (3a) étant guidé par les encoches (11) et les pions (12a,12b) lors de ses déplacements. 10 3. Système selon l'une quelconque des revendications, dans lequel la culasse (4) comprend deux encoches coopérant chacune avec un pion sur le piston (3a). 4. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le système élastique (5) est disposé 15 dans tout ou partie d'une cavité (6) ménagée dans une partie inférieure (1 b) du corps de sorte que son diamètre interne est supérieur au diamètre externe du piston (3a) tandis que son diamètre externe est inférieur au diamètre interne de la cavité (6). 20 5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant au moins une butée à bille (7) disposée sur l'épaulement du piston (3a) afin de permettre une rotation sans friction sur le système élastique (5). 6. Système selon l'une quelconque des revendications 25 précédentes dans lequel le système élastique (5) est un empilement de rondelles ressort ou de rondelles Belleville, associées en série. 7. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel le système élastique (5) est un ressort 30 hélicoïdal. 8. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le fluide est de l'air comprimé ou un liquide hydraulique. 9. Procédé de bridage d'une pièce entre un mors fixe formé dans la partie supérieure (1a) d'un corps et un mors 12 mobile fixé solidairement à un piston (3a) apte à coulisser verticalement dans une partie supérieure (I a) du corps à l'encontre d'un effort exercé par un système élastique (5) disposé autour du piston (3a) de sorte à présenter une raideur 5 s'opposant au déplacement du piston (3a) dans une position de bridage, caractérisé en ce que l'on applique une force verticale sur le piston (3a), générant un mouvement du mors mobile (3b) d'une position de débridage à la position de bridage de la pièce, une réduction du volume de la chambre (8) et 10 l'apparition d'une force s'opposant à un mouvement du piston (3a) et l'on exerce sur le piston (3a) par l'intermédiaire d'un joint périphérique (9) une force opposée et supérieure à la raideur du système élastique (5) au moyen d'un fluide admis dans la chambre (4), de sorte à déplacer le piston (3a) de la 15 position de bridage à la position de débridage.