Brevet FR3077515A1 — publié le 20190809

La présente invention est un dispositif permettant de serrer une pièce à l'aide de mors aux courses opposées concentriques dont le support est flottant et blocable. Cet étau est destiné plutôt à la production aéronautique sur des 5 machines-outils mais peut être utilisé dans divers domaines. Pour usiner des pièces métalliques de grandes longueurs issues de fonderie, d'extrusion; les entreprises aéronautiques, automobiles ou industrielles utilisent des machines à commandes numériques équipées de montages pour fixer les pièces sur la table d'usinage. 10 Les montages sont, soit mécaniques (des brides à visser viennent serrer la pièce) mais ces montages sont souvent fixes et positionnés finement sur la machine ; soit hydrauliques, plus complexes, généralement pour une plus grande production. Cette invention est un étau concentrique à serrage hydraulique flottant. 15 Il serre une pièce entre deux mors afin de la maintenir fixée. Le serrage des mors opposés se fait de façon concentrique par rapport au milieu de l'étau. Son fonctionnement est obtenu grâce à la montée ou la descente d'un piston (9) interne alimenté en huile, principe d'un mouvement double-effet. La particularité de cet étau est d'avoir en plus une fonction auto-centrant de son 20 support (7) flottant linéairement par rapport au point de serrage et dont la course est bloquante hydrauliquement. Pour des applications particulières sur des pièces de grande longueur, il est nécessaire d'avoir plusieurs points de serrage afin de mieux fixer ces pièces encombrantes. Pour cette raison, il est utilisé une multitude d'étaux qui 25 viennent serrer à plusieurs endroits. Le problème se pose lorsque cet alignement est égal ou supérieur à trois étaux. Deux étaux servent de références pour définir la ligne de serrage, mais si les autres étaux n'ont pas leurs concentricités parfaitement sur cette ligne, 30 au serrage ils viendront déformer la pièce et la maintenir sous contraintes. Après un usinage qui peut être précis au 1/100e de mm ; au desserrage des étaux, la pièce reprend une forme non contrainte et l'usinage se trouve déformé. Afin de supprimer cet effet, ce dispositif est conçu pour s'adapter aux 35 formes initiales de la pièce lorsqu'il est prévu un montage à plusieurs points de serrage. L'utilisation de ce produit est décomposée en deux séquences. Une première séquence est le serrage des mors concentriques sur la pièce à agripper. Comme leur support (7) est libre et coulisse sur des colonnes 40 de guidage (15), ces mors se positionnent et serrent sans déformer cette pièce. La seconde phase est obtenue en fixant le support de ces mors sur les colonnes après qu'ils aient serré la pièce. 2 Ce support (7) possède des membranes (16) sorte de manchons à paroi fine envelowant les colonnes de guidage (15). Elles se déforment sous la pression hydraulique, compriment les colonnes et viennent bloquer le déplacement possible du support chariot (7). La description de ce dispositif est décrite pour un modèle à encombrement rectangulaire, mais il peut être décliné en plusieurs versions aux dimensions diverses carrées ou rectangulaires afin de compléter la gamme. La figure 1/3 représente une vue d'ensemble du produit. La figure 2/3 est en vue de coupe et repérée pour la description. La figure 3/3 est une vue éclatée pour une observation des pièces en perspective. Ce mécanisme fonctionne grâce à des alimentations en fluide sous pression. Le serrage est obtenu par un piston à double effet et le blocage en translation par une compression sur des colonnes. Il est en un seul bloc mais il est décomposable en trois parties : - Une partie inférieure le bâti (8) fixée sur un table et tenant deux colonnes de guidage (15) - Une partie intermédiaire pour obtenir la force de serrage grâce un piston (9) - Une partie supérieure pour transmettre le mouvement d'ouverture- fermeture des chariots (1 et 2) Dans ce dispositif, des mors adaptés à la pièce à fixer sont maintenus sur les chariots (1 et 2), centrés par les réglettes (3) et retenus par des clavettes dans les rainures de ces chariots. La course totale des chariots est de plusieurs millimètres. Pour une 30 ouverture des mors plus importante afin de serrer une pièce plus épaisse, il est possible d'utiliser les rainures de clavettes des chariots (1 et 2) espacées d'un incrément à adapter selon l'écart de serrage. L'effort de serrage est assuré par l'arrivée de fluide dans l'orifice (12) qui achemine l'huile dans la chambre du piston (9) et le pousse vers le bas 35 entrainant le tirant (5). Le mouvement vertical du tirant (5) actionne les axes (4). Comme ces axes (4) implantés dans les chariots (1 et 2) sont inclinés par rapport à la direction de mouvement du tirant (5), ce déplacement de haut en bas du tirant (5) entraine une translation horizontale de ces chariots (1 et 40 2). Le glissement est assuré par des bagues de frottement (6). Cette ouverture horizontale des chariots est symétrique grâce au tirant (5) qui sert de liaison. Un chariot ne peut s'ouvrir sans que son opposé ne s'éloigne aussi ce qui évite un coincement d'un mors contre la pièce serrée. 3 Cet effort de serrage est variable selon la pression du fluide. Pour desserrer l'étau, il faut de nouveau injecter de l'huile sous pression par l'autre orifice d'alimentation (13). Le fluide entre dans la chambre du piston (5) emprisonné par le flasque (10), mais cette fois par le 5 dessous poussant le tirant (5) vers le haut. Ce déplacement vertical entraine l'écartement des chariots (1 et 2) grâce aux axes inclinés (4) libérant la pièce. L'huile de serrage à l'opposé du piston (5) est chassée par l'orifice (12). C'est le principe d'un piston double-effet. L'avantage de ce dispositif est d'avoir une translation possible du 10 support des chariots (7) sur des colonnes de guidage (15). Pendant la phase de serrage de l'étau, les mors fixés sur les chariots (1 et 2) viennent en contact de la pièce. Comme le support (7) des chariots est coulissant, ces mors répartissent leurs efforts de façon équitable sur les deux faces symétriquement. 15 C'est le principe auto-centrant flottant, car le serrage se centre par rapport à la pièce. Pour éviter que le support des chariots (1 et 2) se déplace par la suite, il est nécessaire de bloquer ce mouvement. Après que les chariots (1 et 2) se soient centrés en serrant la pièce, il 20 est nécessaire d'alimenter en fluide sous pression le dispositif par l'orifice (14). Ce fluide est canalisé dans la chambre des membranes (16). Ces membranes (16) sont déformables sous la pression et viennent comprimées les colonnes (15) bloquant la translation. Plus la pression est élevée, plus l'effort de blocage est important, pouvant atteindre plusieurs tonnes de maintien. 25 Il est nécessaire de maintenir la pression d'alimentation des membranes (16) pendant toute l'utilisation de ce dispositif. Pour enlever ce maintien en translation, il suffit de supprimer la pression dans la canalisation (14). Les membranes (16) relâchent leurs étreintes, et l'étau est libre en guidage sans pour autant relâcher le serrage des 30 chariots (1 et 2) sur la pièce. Ce principe peut permettre de « détendre » la pièce après un usinage grossier. Cette pièce reste maintenue serrée entre les mors, mais leurs libertés de translation permettent de relâcher les contraintes internes avant de rebloquer l'étau REVENDICATIONS1 - Dispositif permettant de serrer une pièce à l'aide de mors aux courses opposées concentriques dont le support est flottant et bloquant caractérisé en ce qu'il comporte un support (7) de chariots (1 et 2) coulissant sur deux colonnes (15) fixées dans un bâti (8) 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le blocage du déplacement du support de chariots (7) sur les colonnes (15) est assuré par des cylindres élastiquement déformables (16) solidaires du support (7) entourant les colonnes (15) qui viennent serrer ces colonnes sous la pression hydraulique acheminée par l'orifice (14). 3 - Dispositif pour transformer un mouvement vertical en ouverture symétrique des chariots (1 et 2) caractérisé en ce que le piston (9) de commande double-effet alimenté par les canalisations (12 et 13) permet une montée ou descente du tirant (5) qui possède deux trous de guidage inclinés et symétriques dans lesquels viennent coulisser deux axes (4) eux-mêmes fixés chacun à un chariot (1 et 2). 4 - Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que la montée du tirant (5) oblige les deux axes (4) maintenus inclinés dans les chariots (1 et 2) à se translater horizontalement pour suivre le mouvement et obtenir une ouverture de ces chariots (1 et 2) et inversement avec une descente du tirant (5), la fermeture des chariots (1 et 2). 5 - Dispositif selon les revendications 2 et 3 caractérisé en ce que le blocage hydraulique en translation du support chariot (7) est indépendant de la commande hydraulique de serrage ou desserrage des chariots (1 et 2), ce qui signifie qu'un déblocage en translation du support flottant (7) en supprimant la pression d'alimentation passant par l'orifice (14) n'entraine pas un desserrage de la pièce tenue. 6 - Dispositif selon les revendications 3 et 4 caractérisé en ce que le mouvement d'ouverture et de fermeture des chariots (1 et 2) soient parfaitement symétriques et dépendants l'un de l'autre grâce à la liaison du tirant (5).40