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CA 02275958 1999-06-22
WO 9812$110 PCT/FR97/02411
1> Outil pilote de centrage et serrage
La présente invention concerne le domaine des outils de
centrage et de serrage pour la manutention de pièces à
fixer en position telles que des tôles et, plus
2n particulièrement, un outil de centrage et de serrage d'au
moins une pièce comportant un passage traversant et ajusté
pour ledit outil, du type comportant un organe pilote porté
à l'extrémité d'un carter, des organes de serrage et des
moyens d'entraînement des organes de serrage entre une
2; position de centrage dans laquelle ils sont effacés dans
l'organe pilote et une pluralité de positions de serrage
dans lesquelles les organes de serrage sont en saillie à
l'extérieur de l'organe pilote et en appui sur la piëce.
Les outils de serrage connus comportent, gënéralement, un
vérin hydraulique ou pneumatique permettant l'actionnement
d'un organe de serrage tel qu'un bras de serrage qui est
entrainable en pivotement entre une position active de
serrage sur la pièce et une position inactive. Un tel outil
3s peut également comporter un pilote qui est introduit dans
un passage ménagé dans la pièce à traiter, ce qui permet de
centrer correctement l'outil sur la pièce.
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Par FR-A-2 340 798, on connaît un outil de serrage dont un
bras de serrage vient en butée contre la pièce à serrer par
entraînement en pivotement de ce bras de serrage. Cet
entraînement en pivotement du bras de serrage entre la
i position de desserrage et la position de serrage est obtenu
à l'aide d'un embiellage articulé monté sur une tige
entraînée en déplacement linéaire par un vérin.
Ce mouvement en pivotement du bras de serrage dans ce type
Ici d'outil de serrage a pour inconvénient que, avec certaines
pièces à traiter, on obtient un mauvais serrage, par
exemple lorsque la surface de la pièce à traiter n'est pas
parfaitement plane. Dans ce cas, le bras de serrage n'est
pas toujours correctement positionné sur ïa pièce et ne
I~ garantit pas un bon serrage. I1 existe en outre des risques
de déformation de la pièce.
De plus, dans le cas d'un outil de serrage pourvu d'un
pilote, le point de contact du bras de serrage sur la pièce
2o est relativement éloigné du point de centrage de l'outil
sur ladite pièce, ce qui peut provoquer un certain
déséquilibre ou nécessite une structure plus complexe de
l'outil.
2> On connaît, par WO-A-9635547, un dispositif d'indexation
d'une pièce au travers d'un trou de cette pièce et
comportant un manchon ayant une face supérieure formant un
appui pour la pièce, un piston monté dans le manchon pour
coulisser sous l'effet de moyens d'entraînement entre une
position rétractée à l'intérieur du manchon et une position
déployée dans laquelle il s'étend en saillie de la face
supérieure d'appui du manchon par une portion d'extrémité
formant un pion d'indexation, une mâchoire de bridage de la
pièce sur la face supérieure d'appui du manchon, montée
mobile sur le pion de centrage et des moyens de commande de
la mâchoire comportant un coulisseau monté dans un alésage
axial du piston et possédant une extrémité formant came.
Ces moyens de commande sont constitués par un coulisseau
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monté dans un alésage axial du piston pour coulisser sous
l'effet des moyens d'entraînement entre une première
position dans laquelle il assure le verrouillage de la
mâchoire dans sa position active au moyen d'une partie
active formant came entraînant en pivotement les mâchoires
' de serrage vers ladite position active et une seconde
position dans laquelle il libère le verrouillage de cette
mâchoire en commandant le pivotement des mâchoires de
serrage vers la position inactive.
Les moyens d'entraînement comportent entre autres un
premier ressort de rappel disposé entre le piston et le
manchon pour rappeler le piston vers sa position déployée
et un second ressort de rappel disposé entre le manchon et
le coulisseau pour rappeler le coulisseau vers sa position
de déverrouillage de la mâchoire.
Les déplacements axiaux du piston à l'intérieur du manchon
et du coulisseau dans le piston sont commandés par un
2n vérin. Un inconvénient majeur de ce type de dispositif est
que, en cas d'incident par exemple lors d'une coupure
d'air, le vérin ne fonctionne plus et alors, le second
ressort de rappel bloque le dispositif en position de
serrâge. Ainsi, en position de serrage, il n'est alors pas
2, possible de libérer la pièce ainsi maintenue.
De plus, cette structure est relativement compliquée et
l'usure, en particulier une détente des ressorts, peut
entraîner des problèmes de positionnement correct des
,ii mâchoires au fil du temps.
Afin de pallier ces inconvénients, la présente invention a
pour objet un outil de centrage et de serrage d'au moins
une pièce à fixer en position et comportant un passage
3> traversant et ajusté pour ledit outil, du type comportant
un organe pilote porté à l'extrémité d'un carter présentant
une face supérieure formant un appui pour ladite pièce, des
organes de serrage et des moyens d'entraînement des organes
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de serrage entre une position de centrage dans laquelle les
organes de serrage sont effacés à l'intérieur de l'organe
pilote et une pluralité de positions de serrage dans
lesquelles les organes de serrage sont en saillie à
l'extérieur de l'organe pilote et en appui sur la pièce,
caractérisé en ce que les moyens d'entraînement sont
agencés pour entraîner simultanément en pivotement et en
translation lesdits organes de serrage entre la position de
centrage et une position de serrage.
Ainsi, les organes de serrage sont correctement positionnés
sur la pièce à fixer au cours de l'étape de centrage
réalisée par la mise en place de l'organe pilote au travers
du passage traversant et ajusté de la pièce et
l'entrainement en pivotement des organes de serrage permet
l'entraînement en saillie desdits organes de serrage hors
de l'organe pilote et leur abaissement de part et d'autre
de l'organe pilote pour venir en appui sur la pièce à fixer
en position, l'entraînement en translation simultané
2n desdits organes de serrage provoquant le serrage de la
pièce à fixer en position contre l'extrémité du carter, sur
la face supérieure dudit carter formant appui. Ainsi, on
assure un déploiement parfait des organes de serrage en
saillie de l'organe pilote et on obtient une pluralité de
2, positions de serrage sur la pièce à fixer.
De préférence, une première extrémité des organes de
serrage venant en contact avec la pièce à fixer présente
des moyens de butée, tels qu' un doigt, propres à venir en
.w appui contre le bord du passage traversant et ajusté de la
pièce à fixer lors de l'actionnement simultanément en
pivotement et en translation des organes de serrage depuis
la position de centrage et vers une position de serrage de
la pièce à fixer.
Selon un mode de réalisation préféré, les organes de
serrage sont constitués par deux leviers articulés autour
d'un axe médian pour former un X déformable, chaque levier
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présentant une première extrémité présentant des moyens de
butée et dont la seconde extrémité opposée audit moyen de
butée est reliée aux moyens d'entraînement de telle sorte
que, sous l'effet desdits moyens d'entraînement, lesdites
secondes extrémités des leviers sont mobiles en
translation, en rapprochement et en écartement l'une de
l'autre, les premières extrémités desdits leviers étant
alors entraînées en pivotement et en translation
simultanément du fait de la déformation du X formé par
lu lesdits leviers.
Avantageusement, les moyens d'entraînement sont constitués
par une coulisse commandée par un vérin et deux bielles
dont une extrémité est articulée à une extrémité de la
1~ coulisse et dont l'autre extrémité est reliée à la seconde
extrémité d'un levier de manière à transformer la course en
translation de la coulisse en une course linéaire
d'écartement et de rapprochement des secondes extrémités
des leviers.
De préférence, les leviers sont coudés autour de leur axe
d'articulation et leur seconde extrémité est montée
pivotante autour d'un axe monté mobile en translation dans
une rainure de guidage du carter, l'extrémité des bielles
z> articulée sur lesdites secondes extrémités de levier étant
également montée pivotante autour desdits axes, de telle
sorte que l'entraînement en translation de la coulisse
provoque par l'intermédiaire des bielles un entraînement en
translation des axes dans la rainure qui provoque le
W rapprochement ou l'écartement des secondes extrémités des
leviers et, par conséquent, du fait de la déformation des
leviers, l'entraînement simultané en pivotement et en
translation des premières extrémités des leviers.
En position de centrage, les organes de serrage sont
effacés dans l'organe pilote qui présente une fente à cet
effet. Cette fente met en communication l'intérieur de
l'outil de serrage et de centrage avec l'extérieur. En
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particulier, elle rend accessible les organes de serrage et
les môyens d'entraînement. Selon un mode de réalisation
préféré, les moyens de butée présentent un jeu de
débattement tel que, en position de serrage, lesdits moyens
de butée obturent la fente de l'organe pilote protégeant
ainsi l'intérieur dudit outil de serrage et de centrage, en
particulier contre les projections de soudure qui peuvent
entrer dans ledit outil lors de l'usinage de la pièce
fixée. On évite ainsi avantageusement tous les risques
Iu d'encrassement du mécanisme des organes de serrage et des
moyens d'entraînement.
On obtient ainsi un outil dont le centrage et le serrage
sur une pièce à fixer sont fiables, les organes de serrage
lâ agissant sur la pièce à fixer au niveau du passage
traversant au travers duquel ils ont été engagés à la fois
pour permettre le serrage de ladite pièce et pour permettre
la protection dudit outil contre l'encrassement lors de
soudure.
2~~
2~
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention
apparaîtront plus clairement au cours de la description
suivante d'un exemple d'un mode de réalisation préféré de
l'invention, en référence au dessin dans lequel .
la figure 1 représente une vue en coupe latérale d'un outil
de centrage et de serrage selon l'invention, en position de
centrage ; et
.o> la figure 2 représente une vue en coupe latérale d'un outil
selon la figure 1 en position de serrage.
Un outil de centrage et de serrage 1 selon l'invention
comporte un carter 2 à l'extrémité duquel est monté un
organe pilote 3 propre à permettre le centrage de l'outil 1
sur une pièce P à fixer en passant au travers d'un passage
traversant et ajusté de ladite pièce P. Le carter 2
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présente une surface supérieure 2' formant un appui pour la
pièce P.
Les organes de serrage 5 comportent à une première
extrémité 5' un doigt de serrage 5' a et sont agencés pour
venir se loger dans l'organe pilote 3 en position de
centrage de l'outil 1 (voir figure 1).
Le carter 2 contient également les moyens d'entraînement
W des organes de serrage 5.
Les organes de serrages sont constituës par des leviers
coudés 5 , articulés autour d' un axe médian 4 de manière à
former un X déformable.
I;
Les leviers 5 sont positionnés dans le carter 2 de telle
sorte que leur première extrémité 5' est en saillie à
l'extérieur du carter 2 et, en position de centrage de
l'outil 1, est logée dans une fente de l'organe pilote 3 et
2c~ leur seconde extrémité 5 " est logée dans le carter 2.
Les secondes extrémités 5 " des leviers 5 sont montées
pivotantes respectivement autour d'un axe 6 monté mobile en
translation dans une rainure de guidage rectiligne 7 du
2~ carter 2, de telle sorte qu'un entraînement en translation
des axes 6 dans la rainure 7 du carter 2 provoque le
rapprochement et l'écartement des secondes extrémités 5 "
des leviers 5 selon une course linéaire et, par conséquent,
du fait de la déformation du X formés par les leviers 5,
l'entraînement simultanément en pivotement et en
translation des premiêres extrémités 5' des leviers 5 qui,
~ de la position de centrage où elles sont effacées dans
l'organe pilote 3, sont entraînées en saillie hors dudit
organe pilote 3 et abaisser de part et d'autre dudit organe
pilote pour serrer la pièce P à fixer.
L'entraînement en translation des secondes extrêmités 5 "
des leviers 5 est provoqué par deux bielles 8 articulées
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sur lesdites secondes extrémités 5 " par l'intermédiaire
des axes 6 des secondes extrémités 5 " de chaque levier 5.
Ainsi, une extrémité d'une première bielle 8 est reliée à
pivotement à une seconde extrémité 5 " d'un premier levier
par l'intermédiaire d'un premier axe 6 et une extrémité
de la seconde bielle 8 est reliée à pivotement à la seconde
extrémité 5 " du second levier 5 par l'intermédiaire du
second axe 6.
L'autre extrémité des bielles 8 est montée à pivotement
autour d'un axe 9 à une extrémité d'une coulisse 11
commandée par un vérin 10 de telle sorte que l'entraînement
en translation du piston du vérin 10 entraîne le
déplacement en translation des axes 6 dans la rainure 7,
dont l'axe longitudinal est perpendiculaire à l'axe
longitudinal de la coulisse 11 ainsi que cela est visible
sur les figures, provoquant l'écartement ou le
rapprochement dans un même plan des secondes extrëmités 5 "
2~> des leviers 5.
Ainsi, en position de centrage, tel que représenté à la
figure 1, les bielles 8 forment sensiblement un V de telle
sorte crue les axes d'articulation 6 sont rapprochés l'un de
25 l'autre dans la rainure 7. Les secondes extrémités 5 " des
leviers 5 sont également rapprochées de telle sorte que le
X formé par les leviers 5 est pratiquement fermé, les
premières extrémités 5' des leviers 5 étant ainsi également
rapprochées l'une de l'autre de manière à se loger dans
3c~ l'organe pilote 3. On peut prévoir un élément 12 qui, relié
d'une part au carter 2 et d'autre part à une bielle 8,
limite le déplacement des bielles 8 et contribue à la bonne
tenue mécanique de l'ensemble.
3> Lors de l'actionnement du vérin 10, celui-ci entraîne en
déplacement linéaire la coulisse 11 et provoque une
déformation du V formé par les bielles 8. En particulier,
le vérin 10 entraîne en translation les extrémités des
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c)
bielles 8 montées à pivotement autour de l' axe 9 de telle
sorte que les autres extrémités des bielles 8 montées à
pivotement sur les axes 6, entraînent ces derniers en
translation dans la rainure 7.
Les bielles 8 s' alignent l' une avec l' autre le long de la
rainure 7 (figure 2) provoquant l'écartement des axes 6
dans la rainure 7 et, par conséquent, l'écartement des
secondes extrémités 5 " des leviers 5.
tu
Cet écartement étant réalisé par un entraînement en
translation des secondes extrémités 5 " des leviers 5 dans
un même plan, leurs premières extrémités 5' sont entraînées
simultanément en pivotement et en translation de manière à
venir en butée et en appui contre le bord du passage
traversant, ajusté et ménagé dans la pièce P à fixer en
position, et à serrer ladite pièce P à fixer contre
l'extrémitê du carter 2 (voir figure 2).
2~~ A la position de serrage et de centrage ainsi obtenue
(figure 2), les extrémités des bielles 8 montées à
pivotement autour de l'axe 9 sur la coulisse 11 forment
trois points alignés avec leurs extrémités opposées le long
de la rainure 7.
o;
Afin d'assurer le maintien de l'outil dans cette position,
en particulier en l'absence d'une source d'énergie pour
l'actionnement du vérin 10 en position de centrage et de
serrage, on entraîne de préférence les extrémités des
3u bielles 8 montées à pivotement autour de l'axe 9 légèrement
en dépassement de la ligne des trois points soit légèrement
en dépassement de la rainure 7. On interdit ainsi un retour
en arrière de l' outil 1 et ce, jusqu' à ce qu' une nouvelle
source d'énergie actionne l'outil 1 vers la position
>> inverse.
On peut utiliser un vérin 10 hydraulique ou pneumatique ou
des moyens d'entraînement électriques.
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L'organe pilote 3 peut être du type mobile par rapport au
carter 2 et escamotable. Dans ce cas, la mise en position
de l'organe pilote 3 au travers du passage traversant de la
pièce P à fixer peut être réalisée par des moyens
d'entraînement communs aux organes de serrage 5, par
exemple par l'actionnement du vérin 10.
Ledit organe pilote 3 peut également être fixe en saillie
lc~ par rapport audit carter 2 et dans ce cas c'est l'ensemble
qui est entraîné en déplacement pour venir positionner
l'organe pilote 3 au travers du passage traversant de la
pièce P.
1, Afin de pouvoir utiliser un dispositif selon l'invention en
fonction d'exigences de diamètre, de hauteur et/ou de
fonctions concernant la pièce à maintenir, certains
éléments renfermés dans la partie supérieure du carter 2
sont interchangeables tandis que la partie inférieure du
2o carter renferme la partie « moteur » du dispositif et reste
identique.
