EP2185322A2 - Etau a depression a plaque de travail souple maintenue par des plots - Google Patents

Etau a depression a plaque de travail souple maintenue par des plots

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Publication number
EP2185322A2
EP2185322A2 EP08829167A EP08829167A EP2185322A2 EP 2185322 A2 EP2185322 A2 EP 2185322A2 EP 08829167 A EP08829167 A EP 08829167A EP 08829167 A EP08829167 A EP 08829167A EP 2185322 A2 EP2185322 A2 EP 2185322A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
chamber
plate
orifice
vise
working plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP08829167A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP2185322B1 (fr
Inventor
Claude Barlier
Thibaut Jannot
Rudy Michel
Romain Siegel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cirtes SRC SA
Original Assignee
Cirtes SRC SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cirtes SRC SA filed Critical Cirtes SRC SA
Publication of EP2185322A2 publication Critical patent/EP2185322A2/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP2185322B1 publication Critical patent/EP2185322B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B11/00—Work holders not covered by any preceding group in the subclass, e.g. magnetic work holders, vacuum work holders
    • B25B11/005—Vacuum work holders

Definitions

  • the invention mainly relates to the field of maintaining the workpieces on work tables and in particular the field of vacuum vices.
  • the vise must therefore allow the positioning and maintenance of very varied workpieces, which means that on the other hand that the fastening surface of the workpiece in the vice must deliver a constant holding force irrespective of the size of the workpiece and its geometry, and secondly that the workpiece must be located precisely in a direction perpendicular to the surface of the vise.
  • Another known constraint for the realization and design of the vises is that the holding operation must be carried out under optimal conditions from the point of view of the time required, either to maneuver the workpiece between two configurations of the vice, or to switch the parts between the already shaped element and an element to be machined, for example on a production line, cutting, drilling, grinding etc.
  • the holding device must not interfere with the access of the workpieces so as to easily fit into an automated processing chain,
  • the vice must be able to maintain flat parts of varying sizes with complex contours but also pieces of complex shapes, not flat, and in this tools currently available are particularly poorly suited.
  • the vice must be able to accurately position the workpiece.
  • the device responding to the above problems must also satisfy the general constraints of this type of tool namely a satisfactory distribution of the suction pressure on the work surface and optimal sealing of the points not covered by the surface to be maintained, while ensuring a reduced cost of operation of the process.
  • the invention therefore aims to solve these major difficulties by proposing a new vice operating by vacuum suction.
  • the prior art knows devices for holding parts or objects operating by vacuum suction.
  • the suction devices are shutter ball devices for closing or releasing the outlet of the suction ducts of the cells located under a support plate. These devices are complex to implement, with many parts to assemble and difficulties to ensure a reliable seal between the balls and the support plate of the part.
  • the prior art discloses another device described in DE 92 04 704 U1 and using a flexible membrane as a means for closing the suction ducts opening into chambers located under said membrane.
  • the membrane When maintaining a part, the underside of which may be flat or non-planar, the membrane may be crushed in several areas of the bearing surface. The stability of the part and its precise positioning in a direction perpendicular to the bearing surface can not be guaranteed.
  • the invention consists of a vice connected to a suction device so as to vacuum press a workpiece to be held on a work surface and immobilize it, said vise having a working plate in contact with the workpiece to be immobilized and a support plate in contact with said work plate, and in which vise:
  • the working plate is pierced with orifices, each orifice being in communication with an underlying chamber,
  • the support plate comprises a set of chambers, each chamber being in communication with the suction device via a conduit,
  • Vacuum-displaceable closing means is present in each chamber so as to close the duct when no part to be maintained is disposed at the outlet of an orifice on the work surface
  • the closure means is formed by a flexible and deformable working plate pierced with orifices, an orifice not being axially aligned with a conduit of the underlying chamber so that a non-perforated zone of the working plate is deformed under the effect of a depression in an underlying chamber when no part to be maintained is disposed at the outlet of the orifice corresponding to this chamber, and in that the work plate is maintained at the periphery of each chamber by a plurality of pads of the support plate engaging in perforations of the working plate, said pads providing a reference surface for positioning the part to be maintained.
  • said pads are removable and replaceable in case of wear or machining accident.
  • the advantages of the vice according to the invention are multiple:
  • the vice can be used for maintaining and positioning flat structures such as panels or plates, for example, but also for immobilizing three-dimensional parts and complex shapes, which is quite new and innovative, this advantage can in particular be exploited for the rapid prototyping of the parts and in the stratoconception® device as developed by the applicant and described in her patent EP 585 502,
  • the vise as described in the invention can be easily inserted into a machining chain in particular by the fact that the structure of the working surface can be smooth, without moving element, in contrast to the known devices of maintenance using valves, suction cups or pistons,
  • the vise according to the invention allows the effective closure of the suction points not covered by the surface to be immobilized, thereby avoiding pressure losses detrimental to the operation of the vise.
  • the system detects and adapts in real time to the possible evolution of the useful surface of maintenance which can thus evolve during the manufacture of the part without the maintenance quality is altered. For example when machining a part, part of the holding surface can be completely clear of the work surface thus generating a leak. The system is then able to adapt dynamically by obstructing the generated leak. This self-adaptation also makes it possible to limit the losses of depression and thus to propose a low energy consumption.
  • Figure 1 shows the principle of operation of the vice for a preferred embodiment of the invention whose working surface is a flexible membrane serving as a sealing means.
  • Figure 2 is a detail AA of Figure 1.
  • Figure 3 is detail BB of Figure 1.
  • FIG. 4 is a view from above of a vice (3) showing an example of shape and repair of the chambers of the support plate optimizing the holding surface of a vice according to the invention, a sheet 2 being placed on the support plate.
  • Figures 5a and 5b are schematic diagrams of two variants, enlarged and sectional views, for producing the suction orifices (7) of a work plate.
  • the vise according to the invention is connected to a suction device so as to vacuum press a workpiece (1) on a work surface and immobilize it.
  • the vise in its general form comprises at least one support plate (3) contiguous to a work plate (2).
  • the working surface is represented by the interface between the part to be held and the work plate.
  • the support plate (3) comprises a set of chambers, each chamber (4) being in communication with a suction device via a conduit (5), which conduit passes through the support plate (3) and is connected to a device generating a depression, for example a vacuum pump.
  • a conduit (5) as described in the invention may have any shape, that is to say of square section, oval or irregular, however the section is preferably circular and therefore the conduit of cylindrical shape.
  • the working plate (2) in contact with the part to be held is pierced with orifices (7), which orifices are in communication with underlying chambers (4) connected with the suction device, so that the vacuum generated by the suction device is applied to the working surface, under the part to be maintained, through the suction duct and said holes.
  • the working plate is a thin plate (2) of deformable material under the effect of a depression on one side of said thin plate and able to return by elasticity to its initial shape in the absence of pressure difference between both sides of the sheet.
  • the plate (2) is a sheet of material made of flexible material, for example a polymer sheet.
  • the plate (2) has a thickness of between 0.1 mm and 5 mm, and it is in one or more parts.
  • the plate (2) is pierced with orifices (7), the orifices (7) not being axially aligned with the conduits (5) so that an imperforate area (10) of the work plate deforms under the effect of a depression in an underlying chamber (4) when no part to be maintained is disposed at the outlet of the orifice (7) corresponding to this chamber.
  • the plate (2) is held at the periphery of each chamber (4) by a plurality of studs (8) of the support plate (3) engaging in perforations (9) of the working plate (2), said studs making contact between the support plate (3) and the part to be held (1), thus ensuring a reference for its positioning.
  • the figures show that, when the depression is switched on, the part to be held (1) comes to rest on the studs (8) surrounding a chamber (4) and the zone (10) placed above this chamber does not deforms, while the zones (10) located above the rooms not covered by the part (1) deform and close the ducts (7) located below said zones (10) which deform.
  • the deformable sheet acts as a sealing means and sealing around the chamber (s) (4) located (s) in the room.
  • the upper surfaces of the pads (8) which are in contact with the underside of the workpiece form a reference surface for precise positioning of the workpiece along an axis Oz perpendicular to the work plate (2).
  • the preferred and nonlimiting form of the chambers (4) shown in FIG. 4 makes it possible to increase the number of suction points for an equivalent surface.
  • the system operates through two holes: a suction hole which is the perforation (7) of the membrane and a vacuum hole which is the mouth of the duct (5).
  • a suction hole which is the perforation (7) of the membrane
  • a vacuum hole which is the mouth of the duct (5).
  • the depression hole (5) must suck the flexible membrane to seal it tightly around its perimeter.
  • This operation is governed by the behavior of the material and in particular by its radius of plating. This radius is governed by a physical law of deformation of the material which is a function of the elasticity properties of the material, its thickness but also the geometry of the chamber and the level of depression.
  • the mouth of the duct (5) must (for a vacuum included in 0.95 and 1 bar and a material thickness of 1.5 mm) be placed in the center of a cylinder theoretical free radius of 10 to 14 mm and a height of 0.8 to 1.1 mm, free cylinder which defines the minimum chamber radius to be provided around the mouth of the duct (5).
  • the suction chamber forms having the best relationship between the optimization of the suction surface and the simplicity of manufacture are the ovoid forms with an acute end or radius of curvature weaker than the radius of curvature of the other end, recalling shapes in "egg" or "drop of water”.
  • the mouth of the duct (5) is placed in the widest part of the chamber while this chamber may be less wide under the face of the orifice (7).
  • This distribution makes it possible to reduce the size of each chamber and generates a naturally staggered shape of the chamber on all or part of the support plate (3), which further reduces the distance between two suction points.
  • the chambers of the same row are placed side by side with the smallest part alternately on one side and the other of the direction of the row, and the chambers in a row are offset from those in the next and / or previous row.
  • the pads may be removable or dismountable, for example by screwing means.
  • This arrangement is particularly advantageous because it allows the adjustment of the height of the pads, especially when the work surface is a left surface, and / or allows the replacement thereof in case of wear or accident of machining.
  • Two variants may also be provided for an orifice (7), either a single hole (7a) or a surface element (6) perforated with a plurality of perforations or micro-perforations (7b), this variant acting as a flow accelerator and as a filter to stop chips and other machining residues and prevent them from entering the underlying chamber.
  • the vice there are no moving parts dependent on gravity which increases the holding possibilities, in particular it allows the use of the vice with a work surface vertically or in an oblique position for example for applications in robotics.
  • the part can even be maintained in the event of a vacuum cut.
  • the size of the vice, the thickness of the various plates, the power of the depression and the various dimensional parameters can be adjusted within a wide range without departing from the scope of the invention.
  • the vise according to the invention can also be used as a pneumatic valve or for object gripping, for example at the end of a robotic arm or on a conveyor chain.

Landscapes

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Description

Etau à dépression à plaque de travail souple maintenue par des plots
L'invention concerne principalement le domaine du maintien des pièces à usiner sur des tables de travail et en particulier le domaine des étaux à dépression.
Lors d'opérations d'usinage, d'assemblage ou de transformations de pièces il est nécessaire que l'élément à travailler soit fermement fixé à un support. Cette fixation communément appelée étau ne comporte plus aujourd'hui de mâchoires et a évolué pour permettre le façonnage de pièces complexes et parfois de grandes dimensions comme par exemple des panneaux ou des plaques, dans des matériaux très variés (bois, métaux, polymères, composites, etc.. ).
Les étaux requis par l'industrie doivent répondre à des contraintes diverses.
Dans de nombreuses applications l'élément à maintenir ne comporte pas des dimensions et des formes constantes au cours de l'opération de maintien, l'étau doit donc permettre le positionnement et le maintien de pièces à usiner très variées, ce qui signifie d'autre part que la surface de fixation de la pièce dans l'étau doit délivrer une force de maintien constante quelle que soit la taille de la pièce et sa géométrie, et d'autre part que la pièce doit être repérée précisément dans une direction perpendiculaire à la surface de l'étau.
Une autre contrainte connue pour la réalisation et la conception des étaux est que l'opération de maintien doit être effectuée dans des conditions optimales du point de vue du temps nécessaire, soit pour manoeuvrer la pièce entre deux configurations de l'étau, soit pour permuter les pièces entre l'élément déjà façonné et un élément à usiner, par exemple sur une chaîne de production, de découpe, de perçage, de meulage etc.. L'opération de maintien et de relâchement de l'élément à usiner, ainsi que le processus inverse entre le positionnement de la pièce et son immobilisation, devant être effectuée en un minimum de temps pour des raisons évidentes de productivité. Divers dispositifs connus décrits par exemple dans le brevet EP 1 283 760 de la déposante ou le brevet EP 1 082 196 qui présente un système de fixation sous vide de panneaux à usiner au moyen de pistons, ou encore le document EP 505 668 décrivant des moyens à ventouses pour immobiliser les pièces à travailler, répondent mal, voire pas du tout, aux problèmes suivants :
- la pièce doit être immobilisée et relâchée en un délai minimum,
- le dispositif de maintien ne doit pas gêner l'accès des pièces à usiner de manière à s'insérer aisément dans une chaîne automatisée de transformation,
- la consommation d'énergie doit être minimale,
- l'étau doit pouvoir maintenir des pièces planes de tailles variées aux contours complexes mais également des pièces de formes complexes, non planes, et en cela les outils disponibles actuellement sont particulièrement mal adaptés.
- l'étau doit pouvoir positionner de manière précise la pièce à usiner.
Comme pour les étaux fonctionnant par dépression et connus dans l'art antérieur, le dispositif répondant aux problèmes précédents doit également satisfaire les contraintes générales de ce type d'outil à savoir une répartition satisfaisante de la pression d'aspiration sur la surface de travail et l'obturation optimale des points non recouverts par la surface à maintenir, tout en assurant un coût de fonctionnement réduit du procédé.
L'invention a donc pour objectif de résoudre ces principales difficultés en proposant un nouvel étau fonctionnant par aspiration sous vide.
L'art antérieur connaît des dispositifs de maintien de pièces ou d'objets fonctionnant par aspiration sous vide.
Dans les documents US 3,335,994 A et US 3,197,170 A, les dispositifs à aspiration sont des dispositifs à billes d'obturation servant à obturer ou libérer la sortie des conduits d'aspiration des alvéoles situées sous une plaque support. Ces dispositifs sont complexes à mettre en oeuvre, avec de nombreuses pièces à assembler et des difficultés pour assurer une étanchéité fiable entre les billes et la plaque support de la pièce.
Dans le document DE 3 140 882 A, on décrit un dispositif à aspiration dont les alvéoles d'aspiration débouchent chacune par plusieurs orifices d'une plaque support, lesdits orifices pouvant être obturés par des lamelles déformables. Ce dispositif présente les mêmes inconvénients que les précédents.
Afin de s'affranchir les difficultés de mise en oeuvre des dispositifs à billes ou lamelles d'obturation, la demanderesse s'est orientée vers une solution utilisant une membrane souple comme moyen d'obturation.
L'art antérieur cite le brevet US 4,221 ,356 A qui décrit un dispositif à ventouse adapté à la manutention de pièces et non au maintien précis que nécessite un usinage. En outre, la ventouse décrite pose certainement un problème de fonctionnement car au cours de sa déformation elle peut venir au contact du fond de la chambre d'aspiration d'où le risque d'annuler la force d'aspiration et de faire tomber la pièce.
L'art antérieur connaît un autre dispositif décrit dans le document DE 92 04 704 U1 et utilisant une membrane souple comme moyen d'obturation des conduits d'aspiration débouchant dans des chambres situées sous ladite membrane.
Lors du maintien d'une pièce, dont la sous face peut être plane ou non plane, il peut se produire un écrasement de la membrane, en plusieurs zones de la surface d'appui. La stabilité de la pièce et son positionnement précis selon une direction perpendiculaire à la surface d'appui ne peuvent donc être garantis.
Ce problème est résolu par l'invention qui propose un dispositif de maintien à membrane souple qui garanti la stabilité de la pièce et son positionnement précis selon un repérage (Ox Oy Oz) où (Ox et Oy) sont définis par la surface support et (Oz) est un repère orthogonal à cette surface.
L'invention consiste en un étau raccordé à un dispositif d'aspiration de manière à plaquer par dépression une pièce à maintenir sur une surface de travail et l'immobiliser, ledit étau présentant une plaque de travail au contact de la pièce à immobiliser et une plaque support en contact avec ladite plaque de travail, et dans lequel étau :
- la plaque de travail est percée d'orifices, chaque orifice étant en communication avec une chambre sous-jacente,
- la plaque support comporte un ensemble de chambres, chaque chambre étant en communication avec le dispositif d'aspiration par un conduit,
- un moyen d'obturation déplaçable par dépression est présent dans chaque chambre de manière à fermer le conduit lorsque aucune pièce à maintenir n'est disposée au débouché d'un orifice sur la surface de travail,
caractérisé en ce que le moyen d'obturation est réalisé par une plaque de travail souple et déformable percée d'orifices, un orifice n'étant pas axialement aligné avec un conduit de la chambre sous jacente de manière qu'une zone non perforée de la plaque de travail se déforme sous l'effet d'une dépression dans une chambre sous jacente lorsque aucune pièce à maintenir n'est disposée au débouché de l'orifice correspondant à cette chambre, et en ce que la plaque de travail est maintenue à la périphérie de chaque chambre par une pluralité de plots de la plaque support s'engageant dans des perforations de la plaque de travail, lesdits plots réalisant une surface de référence pour le positionnement de la pièce à maintenir.
Préférentiellement lesdits plots sont démontables et remplaçables en cas d'usure ou d'accident d'usinage. Les avantages de l'étau selon l'invention sont multiples :
- le mécanisme de maintien et de relâchement de la pièce est très rapide, quasi-instantané,
- l'étau est utilisable pour le maintien et le positionnement de structures planes telles que des panneaux ou des plaques, par exemple, mais aussi pour l'immobilisation de pièces tridimensionnelles et des formes complexes, ce qui est tout à fait nouveau et innovant, cet avantage peut notamment être exploité pour le prototypage rapide des pièces et dans le dispositif de stratoconception® tel que développé par la déposante et décrit dans son brevet EP 585 502,
- l'étau tel que décrit dans l'invention peut s'insérer aisément dans une chaîne d'usinage notamment par le fait que la structure de la surface de travail peut être lisse, sans élément mobile, à l'opposé des dispositifs connus de maintien qui font appel à des clapets, des ventouses ou des pistons,
- un avantage supplémentaire étant amené par la possibilité d'ajuster une surface de travail adaptée à la pièce à usiner sur la plaque de travail de l'étau, ou par la plaque de travail elle-même, de manière à ce que l'outil puisse fonctionner aussi bien avec des éléments plans à usiner qu'avec des éléments textures ou tridimensionnels, ce qui n'est pas réalisable dans les étaux connus,
- bien évidemment l'étau selon l'invention permet l'obturation efficace des points d'aspiration non recouverts par la surface à immobiliser, évitant en cela des pertes de pression préjudiciables au fonctionnement de l'étau. Pour une bonne optimisation, le système détecte et s'adapte en temps réel à l'éventuelle évolution de la surface utile de maintien qui peut ainsi évoluer au cours de la fabrication de la pièce sans que la qualité de maintien ne soit altérée. Par exemple lors de l'usinage d'une pièce, une partie de la surface de maintien peut être entièrement dégagée de la surface de travail générant ainsi une fuite. Le système est alors capable de s'auto adapter en dynamique en obstruant la fuite engendrée. Cette auto-adaptation permet également de limiter les pertes de dépression et ainsi de proposer une faible consommation d'énergie.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs.
La figure 1 présente le principe de fonctionnement de l'étau pour une variante préférentielle de l'invention dont la surface de travail est une membrane souple servant de moyen d'obturation.
La figure 2 est un détail AA de la figure 1.
La figure 3 est détail BB de la figure 1.
La figure 4 est une vue de dessus d'un étau (3) montrant un exemple de forme et de réparation des chambres de la plaque support optimisant la surface utile de maintien d'un étau selon l'invention, une feuille 2 étant posée sur la plaque-support.
Les figures 5a et 5b sont des schémas de principe de deux variantes, grossies et vues en coupe, de réalisation des orifices d'aspiration (7) d'une plaque de travail.
L'étau selon l'invention est raccordé à un dispositif d'aspiration de manière à plaquer par dépression une pièce (1 ) sur une surface de travail et l'immobiliser.
L'étau dans sa forme générale comporte au moins une plaque support (3) accolée à une plaque de travail (2). La surface de travail est représentée, au sens de l'invention, par l'interface entre la pièce à maintenir et la plaque de travail. La plaque support (3) comporte un ensemble de chambres, chaque chambre (4) étant en communication avec un dispositif d'aspiration par un conduit (5), lequel conduit traverse la plaque support (3) et est relié à un dispositif générant une dépression, par exemple une pompe à vide. Un conduit (5) tel que décrit dans l'invention peut disposer d'une forme quelconque, c'est à dire de section carrée, ovale ou irrégulière, toutefois la section est de préférence circulaire et donc le conduit de forme cylindrique.
La plaque de travail (2) au contact de la pièce à maintenir est percée d'orifices (7), lesquels orifices étant en communication avec des chambres sous-jacentes (4) reliées avec le dispositif d'aspiration, de telle manière que la dépression générée par le dispositif d'aspiration s'applique à la surface de travail, sous la pièce à maintenir, par l'intermédiaire du conduit d'aspiration puis desdits orifices.
Dans le but de fermer les orifices (7) non recouverts par la pièce à maintenir, c'est à dire de manière à fermer le conduit d'aspiration lorsque aucune pièce n'est disposée au débouché du ou des orifices sur la surface de travail, la plaque de travail est une plaque mince (2) en matériau déformable sous l'effet d'une dépression d'un coté de ladite plaque mince et apte à revenir par élasticité à sa forme initiale en l'absence de différence de pression entre les deux faces de la feuille.
Préférentiellement mais non limitativement la plaque (2) est une feuille de matériau en matériau souple par exemple une feuille en polymère.
Préférentiellement la plaque (2) a une épaisseur comprise entre 0.1 mm et 5 mm, et elle est en une ou plusieurs parties.
La plaque (2) est percée d'orifices (7), les orifices (7) n'étant pas axialement alignés avec les conduits (5) de manière qu'une zone non perforée (10) de la plaque de travail se déforme sous l'effet dune dépression dans une chambre (4) sous jacente lorsque aucune pièce à maintenir n'est disposée au débouché de l'orifice (7) correspondant à cette chambre. La plaque (2) est maintenue à la périphérie de chaque chambre (4) par une pluralité de plots (8) de la plaque support (3) s'engageant dans des perforations (9) de la plaque de travail (2), lesdits plots réalisant le contact entre la plaque support (3) et la pièce à maintenir (1 ), assurant ainsi une référence pour son positionnement.
Les figures montrent que, lorsque la dépression est mise en route, la pièce à maintenir (1 ) vient s'appuyer sur les plots (8) entourant une chambre (4) et la zone (10) placée au-dessus de cette chambre ne se déforme pas, tandis que les zones (10) situées au-dessus des chambres non recouvertes par la pièce (1 ) se déforment et obturent les conduits (7) situés au dessous desdites zones (10) qui se déforment.
La feuille déformable fait fonction de moyen d'obturation et d'étanchéité autour de la ou les chambre(s) (4) située(s) sous la pièce.
Les surfaces supérieures des plots (8) qui sont en contact avec la sous face de la pièce forment une surface de référence pour le positionnement précis de la pièce selon un axe Oz perpendiculaire à la plaque de travail (2).
Il peut par exemple être imaginé des tailles et des formes variables pour la chambre (4), un nombre plus ou moins important d'orifices (7) transmettant la dépression à la surface de travail, sans sortir du cadre de l'invention.
La forme préférentielle et non limitative des chambres (4) représentée sur la figure 4 permet d'augmenter le nombre de points d'aspiration pour une surface équivalente.
Cette forme a été étudiée spécialement afin d'obtenir la plus petite distance entre deux points d'aspiration.
Le système fonctionne grâce à deux trous : un trou d'aspiration qui est la perforation (7) de la membrane et un trou de dépression qui est l'embouchure du conduit (5). Quand le trou d'aspiration n'est pas obstrué pour une pièce à maintenir, c'est le trou de dépression qui va s'obstruer pour éviter les pertes d'aspiration.
Pour ce faire, le trou de dépression (5) doit aspirer la membrane souple jusqu'à la plaquer hermétiquement sur son périmètre. Ce fonctionnement est régi par le comportement de la matière et notamment par son rayon de plaquage. Ce rayon est régi par une loi physique de déformation de la matière qui est fonction des propriétés d'élasticité du matériau, de son épaisseur mais également de la géométrie de la chambre et du niveau de dépression. Ainsi, pour pouvoir aspirer la membrane et s'obstruer de manière étanche, l'embouchure du conduit (5) doit (pour une dépression comprise en 0.95 et 1 bar et une épaisseur matière de 1.5 mm) être placé au centre d'un cylindre libre théorique d'un rayon de 10 à 14 mm et d'une hauteur de 0.8 à 1.1 mm, cylindre libre qui définit le rayon minimal de chambre à prévoir autour de l'embouchure du conduit (5).
A partir de cette analyse et de ces dimensionnements, les formes de chambre d'aspiration présentant le meilleur rapport entre l'optimisation de la surface d'aspiration et la simplicité de fabrication, sont les formes ovoïdes ave une extrémité aiguë ou à rayon de courbure plus faible que le rayon de courbure de l'autre extrémité, rappelant des formes en « oeuf » ou en « goutte d'eau ».
De façon avantageuse, comme sur la figure 5, l'embouchure du conduit (5) est placée dans la partie la plus large de la chambre alors que cette chambre peut être moins large en sous face de l'orifice (7). Cette répartition permet une diminution de la taille de chaque chambre et génère une forme de chambre naturellement organisable en quinconce sur tout ou partie de la plaque support (3), ce qui permet de réduire encore plus la distance entre deux points d'aspiration. Plus précisément sur la figure 4, les chambres d'une même rangée sont placées côtes à côtes avec la partie la moins large alternativement d'un côté et de l'autre de la direction de la rangée, et les chambres d'une rangée sont décalées par rapport à celles de la rangée suivante et/ou précédente.
De façon préférentielle et non limitative, les plots peuvent être amovibles ou démontables, par exemple par des moyens de vissage. Cette disposition est particulièrement avantageuse car elle permet l'ajustement de la hauteur des plots, en particulier lorsque la surface de travail est une surface gauche, et/ou permet le remplacement de ceux-ci en cas d'usure ou d'accident d'usinage.
Egalement on peut prévoir deux variantes de réalisation pour un orifice (7), soit un trou unique (7a), soit un élément de surface (6) perforé d'une pluralité de perforations ou micro-perforations (7b), cette variante agissant comme un accélérateur de flux et comme un filtre pour arrêter les copeaux et autres résidus d'usinage et les empêcher de pénétrer la chambre sous jacente.
Dans l'étau selon l'invention, il n'y a pas de pièces mobiles tributaires de la gravité ce qui permet d'augmenter les possibilités de maintien, notamment cela permet d'utiliser l'étau avec une surface de travail à la verticale ou en position oblique par exemple pour des applications en robotique. La pièce peut même rester maintenue en cas de coupure d'aspiration.
La taille de l'étau, l'épaisseur des différentes plaques, la puissance de la dépression et les différents paramètres dimensionnels peuvent être ajustés dans une large plage sans sortir du cadre de l'invention.
Diverses applications de l'invention ont été citées, telles que le maintien de pièces pour l'usinage et l'emploi en Stratoconception®, l'étau selon l'invention peut également être employé comme clapet pneumatique ou pour la préhension d'objet, par exemple au bout d'un bras robotisé ou sur une chaîne de convoyage.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Etau raccordé à un dispositif d'aspiration de manière à plaquer par dépression une pièce à maintenir (1 ) sur une surface de travail et l'immobiliser, ledit étau présentant une plaque de travail au contact de la pièce à immobiliser et une plaque support (3) en contact avec ladite plaque de travail, et dans lequel étau :
- la plaque de travail (2) est percée d'orifices (7), chaque orifice (7) étant en communication avec une chambre (4) sous-jacente,
- la plaque support (3) comporte un ensemble de chambres (4), chaque chambre (4) étant en communication avec le dispositif d'aspiration par un conduit (5),
- un moyen d'obturation déplaçable par dépression est présent dans chaque chambre (4) de manière à fermer le conduit (5) lorsque aucune pièce à maintenir (1 ) n'est disposée au débouché d'un orifice (7) sur la surface de travail,
caractérisé en ce que le moyen d'obturation est réalisé par une plaque de travail (2) souple et déformable percée d'orifices (7), un orifice (7) n'étant pas axialement aligné avec un conduit (5) de la chambre sous jacente de manière qu'une zone non perforée (10) de la plaque de travail se déforme sous l'effet d'une dépression dans une chambre (4) sous jacente lorsque aucune pièce à maintenir n'est disposée au débouché de l'orifice (7) correspondant à cette chambre, et en ce que la plaque de travail (2) est maintenue à la périphérie de chaque chambre (4) par une pluralité de plots (8) de la plaque support (3) s'engageant dans des perforations (9) de la plaque de travail (2), lesdits plots réalisant une surface de référence pour le positionnement de la pièce à maintenir.
2- Etau selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la plaque de travail (2) est une feuille perforée de polymère. 3- Etau selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que les plots (8) sont amovibles.
4- Etau selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les chambres (4) présentent chacune une forme ovoïde.
5- Etau selon la revendication 4 caractérisé en ce que les chambres (4) présentent une forme ovoïde avec une extrémité moins large que l'autre.
6- Etau selon la revendication 5, caractérisé en ce que le trou d'aspiration (5) est placé dans la partie la plus large de la chambre (4).
7- Etau selon l'une des revendications 5 à 6, caractérisé en ce que les chambres (4) sont disposées en quinconce sur tout ou partie de la plaque support (3).
8- Etau selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'orifice (7) est un trou d'aspiration unique (7a).
9- Etau selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'orifice (7) est une élément de surface (6) percé d'une pluralité de microperforations (7b).
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