Brevet FR3132454A1 — publié le 20230811

Sauterelle de bridage actionnée par un vérin pneumatique ou hydraulique non oscillant, dont la force de bridage est réglable et contrôlable avec précision, qui peut être équipée indifféremment d’un étrier, d’un crochet, d’un patin de placage, dont le mécanisme est protégé par un capot étanche contre les projections d’impuretés. Les positions verrouillées et déverrouillées sont signalées par des capteurs de position qui signalent également un défaut de serrage. La mise en place de la sauterelle, qui comporte sa fixation, le tuyautage du vérin, le câblage des capteurs et le réglage de la force de verrouillage ne nécessite pas le démontage du capot de protection. Ce système de bridage est donc particulièrement bien adapté pour être utilisé dans les chaînes de production automatisées en conformité avec les normes de nombreuses industries. Figure pour l’abrégé : fig.13 Sauterelle de bridage actionnée par un vérin Domaine de l’invention La présente invention décrit un dispositif de bridage appelé communément sauterelle de bridage et utilisé dans de nombreux procédés industriels. Une sauterelle de bridage est un dispositif mécanique dont la fonction est de brider rapidement un élément mobile tel qu’un couvercle, un regard, un plateau, un capotage, un montage d’usinage sur une structure fixe comme une cuve, un bâti, un châssis ou autre charpente. Ce dispositif permet d’exercer un effort de serrage élevé alors que sa manœuvre ne requiert qu’un faible effort sur le levier de commande. État de la technique Il existe à ce jour, des sauterelles à commande manuelle dont la sauterelle à étrier, essentiellement constituée des pièces identifiables sur la . Un socle (1) ; un levier de commande manuelle (2) en rotation libre sur l’axe (5) du socle ; un étrier (3) en rotation libre par rapport au levier de commande, cet étrier solidaire de l’axe (4) est obtenu à partir d’un barreau cylindrique plié en forme de U dont les tirants filetés sont équipés d’écrous permettant le réglage de l’effort de serrage ; une patte d’accrochage (7) fixée sur l’élément mobile à verrouiller et sur laquelle vient s’engager la barre d’extrémité (6) de l’étrier. La force de bridage est auto-maintenue au moyen d’un dispositif appelé genouillère qui repose sur un effet de bascule de l’axe (4) qui vient en butée au-delà du point d’équilibre constitué par l’alignement des axes (4), (5) et (6). Le défaut majeur des sauterelles à étrier est que lorsque l’étrier (3) exerce l’effort de serrage sur la patte d’accrochage (7), il est toujours aminé d’un mouvement de rotation. Cette friction introduit des contraintes dans le mécanisme ce qui provoque des déverrouillages accidentels. Il existe aussi des sauterelles actionnées par un vérin pneumatique, la en montre un exemple. Elles sont équipées d’un patin de placage exerçant une pression sur une surface plane de l’élément à verrouiller, une genouillère assure l’auto maintien de la force de serrage et la poignée de commande est remplacée par un vérin double effet. Deux capteurs magnétiques placés sur le vérin signalent la position verrouillée et la position déverrouillée. Inconvénients : Les sauterelles pneumatiques actuelles ne sont pas équipées d’un étrier en forme de U à la manière des sauterelles à commande manuelle. Les sauterelles pneumatique actuelles sont placées sur un haut support et dans une position qui gêne l’accès à la machine sur laquelle elles sont installées. Le vérin oscillant nécessite l’utilisation de tuyaux flexibles, ce qui augmente encore l’encombrement. Le mécanisme n’est pas protégé contre les projections d’impuretés. Les capteurs placés sur le vérin peuvent ne pas signaler un défaut de serrage consécutif à la rupture d’un élément de la sauterelle. Il n’existe pas à ce jour de sauterelle à étrier selon le principe exposé en , actionnée par un vérin pneumatique. La sauterelle à étrier à commande pneumatique, objet de la présente invention décrit donc un nouveau dispositif de bridage. Objectifs de l’invention. La présente invention décrit une sauterelle de bridage équipée d’un étrier selon le modèle de la , et actionnée par un vérin double effet analogue à celui de la sans présenter les inconvénients de ces deux dispositifs. Pour atteindre cet objectif, la sauterelle de bridage, objet de la présente invention présente les caractéristiques suivantes : 1) Lorsque l’étrier est en contact avec la patte d’accrochage, il n’est pas soumis à un mouvement de rotation. 2) Le socle est plaqué contre une paroi de la machine, sans nécessiter de support additionnel. 3) Le vérin n’est pas oscillant, il est fixé rigidement sur le socle et peut donc être équipé de tuyauteries rigides. 4) Un capot protège le mécanisme de la sauterelle contre les projections d’impuretés telles que poussières, copeaux, ou liquides. 5) Les capteurs de position sont placés au plus prés de l’étrier afin qu’un défaut de serrage consécutif à la rupture d’un élément de la sauterelle soit pris en compte par le système de commande. La conception de la sauterelle objet de la présente invention répond également aux objectifs suivants : 1) La force de bridage est réglable et contrôlable avec précision. 2) De fortes vibrations n’altèrent pas son fonctionnement. 3) Être utilisable en atmosphère explosive en accord avec la réglementation. 4) Être utilisable en salle blanche en conformité avec les normes pharmaceutiques et agroalimentaires. 5) Être équipées indifféremment d’un étrier, d’un crochet, d’un patin de plaquage ou de tout autre organe de préhension sans modification de son mécanisme. 6) La mise en place de la sauterelle se fait sans démontage du capot de protection Sommaire de l’invention Les objectifs énumérés ci-dessus sont obtenus par l’utilisation d’un dispositif mécanique nouveau constitué essentiellement de deux bielles, d’un levier coudé et d’une glissière. Le vérin actionne la première bielle. Cette première bielle fait pivoter le levier coudé qui actionne la deuxième bielle. A l’extrémité de cette deuxième bielle est monté l’axe porte-étrier qui se déplace en coulissant dans la glissière. Ce dispositif permet à l’étrier de se déplacer de façon parfaitement linéaire sans mouvement de rotation. Ce double système bielle-manivelle est appelé mécanisme dans le texte qui suit. Sur l’un des cotés de ce mécanisme, une came permet de contrôler la trajectoire de l’étrier. De l’autre coté de ce mécanisme deux capteurs magnétiques détectent la position verrouillée et la position déverrouillée. Tous ces composants sont fixés dans la cavité formée par les ailes d’un socle en forme d’équerre. Un capot complète la protection de l’ensemble. Contrairement aux sauterelles usuelles qu’il vaut mieux remplacer que réparer, la sauterelle objet de la présente invention est conçue pour être fiable et durable afin de répondre aux impératifs des applications industrielles automatisées. Présentation des dessins représente une sauterelle à étrier à commande manuelle. représente une sauterelle pneumatique selon l’état de la technique actuelle. est une vue de gauche en coupe montrant le mécanisme en position verrouillée avec capot et soufflets de protection. est une vue de gauche en coupe montrant le mécanisme en position déverrouillée avec capot et soufflets de protection. est une vue de face en coupe passant par les axes (8), (9) et (11), avec capot et soufflets de protection. est une vue déployée du mécanisme. est une vue de gauche partielle montrant le dispositif à came en position déverrouillée. est une vue de gauche partielle montrant le dispositif à came en position verrouillée. est une vue de droite partielle montrant les capteurs en position déverrouillée. est une vue de droite partielle montrant les capteurs en position verrouillée. est une vue en perspective, coté came, sans capot, avec patin de placage. est une vue en perspective, coté capteurs, sans capot, avec crochet. est une vue en perspective avec capot et soufflets de protection. Selon le mode de réalisation préféré de la présente invention, la sauterelle de bridage est constituée des pièces suivantes : Un socle (1) en forme d’équerre dont une aile est utilisée comme face d’appui et comporte les trous de fixation. Il faut noter que la position, la forme et les dimensions des trous de fixation peuvent varier en fonction des particularités de la paroi de la machine à équiper. Un vérin double effet pneumatique ou hydraulique non oscillant (2) est fixé rigidement sur l’autre aile du socle (1). Une chape mâle (3) est vissée à l’extrémité de la tige du vérin (2). Le vérin (2) actionne une bielle (5), un axe (4) assurant la liaison rotative entre la chape (3) et la bielle (5). Il faut noter que la bielle (5) est incurvée en forme de U. Cette forme particulière permet de réduire l’encombrement du mécanisme, cependant toute autre forme de bielle peut être utilisée. La bielle (5) fait pivoter un levier coudé (7) autour d’un axe (8) d’une chape femelle (1a) solidaire du socle (1), un axe (6) assurant la liaison rotative entre la bielle (5) et le levier coudé (7). Le levier coudé (7) actionne une bielle (10), un axe (9) assurant la liaison rotative entre le levier coudé (7) et la bielle (10). Un axe (11) tourne librement dans l’alésage d’extrémité de la bielle (10), lequel axe (11) coulisse dans une glissière (1b) parallèle à la face d’appui du socle (1). Deux galets (14) et (15) éliminent les contraintes de frottement de l’axe (11) dans la glissière (1b). Deux bras (16) et (17) sont montés libres en rotation sur l’axe (11). Deux tirants (18) et (19) prolongent respectivement les bras (16) et (17). Il faut noter que le bras (16) et le tirant (18) de même que le bras (17) et le tirant (19) peuvent constituer une seule et même pièce. Un étrier (20) est supporté par les tirants (18) et (19), lequel étrier (20) exerce sur la patte d’accrochage (21) un effort de serrage (F) déterminé par la cote d’épaisseur (E) d’un empilement de deux jeux de rondelles élastiques (22) et (23). Les dimensions, formes et positions des pièces constituant ce mécanisme sont calculées pour que, en position verrouillée, d’une part, les axes (8),(9) et (11) forment une genouillère qui assure l’auto maintien de la force de bridage (F) et d’autre part que l’axe (6) soit positionné exactement dans le prolongement de la tige du vérin (2), ainsi les efforts latéraux sur la tige du vérin restent inférieurs aux valeurs imposées par les constructeurs de vérins. Afin de bloquer la genouillère en position verrouillée, le levier coudé (7) prend appui sur la vis de butée réglable (31) solidaire du socle (1). Il faut noter que lorsque la sauterelle est en position déverrouillée et en l’absence de pression dans les chambres du vérin (2), des vibrations peuvent faire bouger le mécanisme et la position déverrouillée peut être perdue. Pour éviter ce problème, deux poussoirs à bille à ressort (12) et (13) sont vissés dans les ailes de la chape femelle (1a) et positionnés de façon a ce que lorsque la position totalement déverrouillée est atteinte, les billes des dits poussoirs à ressort (12) et (13) se calent dans des encoches ou des empreintes de forêt (7a) et (7b) exécutées sur les faces latérales du levier coudé (7). Du coté du bras (16), un dispositif à came permet de contrôler la trajectoire de l’étrier (20) depuis la position totalement verrouillée jusqu’à la position totalement déverrouillée. Ce dispositif comprend un axe porte galet de came (24) solidaire du bras (16), un galet de came (25) tournant librement sur l’axe (24), un pied de came (26) fixé sur le socle (1), une came (27), dans laquelle se déplace le galet de came (25), le profil de ladite came (27) étant déterminé pour que la trajectoire (T) de l’étrier (20) soit en partie linéaire pour engager/désengager l’étrier (20) de la patte d’accrochage (21) puis courbe pour rapprocher/éloigner l’étrier (20) de la patte d’accrochage (21). En modifiant la position de la came (27) le long du pied de came (26), l’angle de basculement (α) de l’étrier (20) est réglable entre 0 et 60°. Du coté du bras (17) un dispositif permet de détecter la position totalement verrouillée et la position totalement déverrouillée de la sauterelle. Ce dispositif comprend un support capteurs (28) fixé sur le socle (1) et deux capteurs magnétiques (29) et (30) qui détectent la présence du bras (17) respectivement en position verrouillée et en position déverrouillée. Il faut noter que les bras (16) et (17) sont montés libres en rotation sur l’axe (11), ainsi, en cas de rupture de l’un des tirants (18) et (19) ou de l’étrier (20), les bras (16) et (17) sont désolidarisés, le bras coté capteurs (17) reste immobile et le défaut de serrage est pris en compte par le système de commande. Il faut noter que l’axe (11) ayant une course parfaitement linéaire, la sauterelle peut être équipée d’un crochet tel que représenté en ou d’un patin de placage comme montré en sans modification de son mécanisme. Il faut également noter que, en fonction de l’effort de bridage requis, la sauterelle, objet de la présente invention peut être fabriquée dans de nombreuses dimensions. Le mécanisme, la came et les capteurs sont protégés par un capot (32) fixé sur le socle (1). Ce capot (32) ne comporte que deux ouvertures pour le passage des tirants (18) et (19), et est conçu pour que la fixation du socle (1), le tuyautage du vérin (2) , le câblage des capteurs (29) et (30) et le réglage de la force de bridage (F) soient réalisés sans démontage dudit capot (32). Ainsi le mécanisme, la came et les capteurs ne risquent pas d’être endommagés ou déréglés lors de la mise en place de la sauterelle. Le capot (32) est rendu totalement étanche par le montage de deux soufflets de protection (33) et (34) obturant les ouvertures sans gêner le mouvement des tirants (18) et (19) qui peuvent s’incliner d’un angle (α) pouvant atteindre environ 25°. Une sauterelle de bridage comportant un socle (1) en forme d’équerre sur lequel est fixé rigidement un vérin double effet (2) non oscillant, la tige dudit vérin (2) étant équipée d’une chape mâle (3) qui en liaison avec un axe (4) actionne une bielle (5), qui en liaison avec un axe (6) fait pivoter un levier coudé (7) autour d’un axe (8) d’une chape femelle (1a) solidaire du socle (1), lequel levier coudé (7), en liaison avec un axe (9) actionne une bielle (10) qui déplace un axe (11) coulissant dans une glissière (1b) du socle (1), les galets de roulement (14) et (15) éliminant les contraintes de frottement de l’axe (11) dans la glissière (1b), lequel axe (11) supporte deux bras (16) et (17) prolongés par des tirants (18) et (19) à l’extrémité desquels est fixé un étrier (20) qui exerce sur la patte d’accrochage (21) un effort de bridage (F) déterminé par la cote d’épaisseur (E) d’un empilement de deux jeux de rondelles élastiques (22) et (23) , la trajectoire (T) du dit étrier (20) étant contrôlée par une came (27) fixée sur le pied de came (26) solidaire du socle (1), laquelle came (27) contrôle le déplacement d’un galet de came (25) libre en rotation sur un axe (24) solidaire du bras (16), le profil de ladite came (27) étant défini pour que la trajectoire (T) de l’étrier (20) soit linéaire pour engager, désengager l’étrier (20) de la patte d’accrochage (21) puis courbe pour éloigner, rapprocher l’étrier (20) de la patte d’accrochage (21), les positions totalement verrouillées et totalement déverrouillées du dit étrier (20) étant signalées par deux capteurs de position (28) et (29) qui détectent la présence du bras (17), les dits capteurs de position (28) et (29) étant montés sur un support (30) solidaire du socle (1), les dimensions, formes et positions des pièces constituant ce mécanisme sont définies pour que, en position totalement verrouillée l’axe (6) se situe exactement dans le prolongement de la tige du vérin (2) et pour que les axes (8), (9) et (11) forment une genouillère qui assure l’auto maintien de la force de bridage (F). Sauterelle selon la revendication 1 caractérisée en ce que deux poussoirs à bille à ressort (12) et (13) sont vissés dans les ailes de la chape femelle (1a) de sorte que lorsque la position totalement déverrouillée est atteinte, les billes des dits poussoirs à ressort (12) et (13) se calent dans des encoches ou des empreintes de forêt exécutées sur les faces latérales du levier coudé (7). Sauterelle selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que les axes (4), (6), (8) , (9) et (11) sont montés sur douilles à aiguilles graissées à vie. Sauterelle selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que le mécanisme est protégé par un capot (32) ne comportant que deux ouvertures pour le passage des tirants (18) et (19), et tel que la fixation de la sauterelle, le tuyautage du vérin , la câblage des capteurs et le réglage de la force de bridage soient réalisés sans démontage dudit capot (32). Sauterelle selon la revendication 4 caractérisée en ce que le capot (32) est rendu totalement étanche par le montage de deux soufflets de protection (33) et (34) obturant les ouvertures de passage des tirants (18) et (19).