FR2521892A1 - Cale de serrage a coin - Google Patents
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Abstract
DISPOSITIF DE CALAGE. UN PATIN DE CALAGE 33 REPOSE SUR UNE PLATINE SUPPORT 25 PAR UN PAN COUPE 35, 26 CONSTITUANT UNE CAME A EFFET DE COIN, LE SERRAGE DU PATIN VERS LE BAS PAR LA VIS DE SERRAGE 37 PROVOQUE UN DEPLACEMENT DU PATIN SELON UNE DIRECTION PARALLELE A L'INTERFACE INCLINEE DES PANS COUPES 36, 26 EN DIRECTION DE LA PIECE A CALER. APPLICATION AU BLOCAGE D'UNE EBAUCHE W SUR UNE PALETTE 14 PORTE-EBAUCHES MISE EN PLACE SUR LA TABLE DE TRAVAIL D'UNE MACHINE-OUTIL.
Description
1 La présente invention concerne un dispositif de serrage utilisé pour
assurer le blocage en position d'ébauches soumises au travail d'une machine-outil sur la table de
travail de cette machine.
De façon plus particulière l'invention concerne une cale de serrage à coin comportant un boulon de serrage destiné à être manoeuvré manuellement, de sorte que la force appliquée lors du vissage de l'écrou est transmise et amplifiée à un dispositif de calage à effet de coin permettant d'appliquer une force de blocage à l'ébauche en position sur la table de travail. L'art antérieur dans ce domaine connaitdes dispositifs
tels que des cales à talons et qui sont illus-
trées par le brevet US numéro 4 049 253 et représentées
à la figure 15.
La cale de serrage à talon de l'art antérieur incorpore une construction comportant une pièce de calage E venant au contact de l'ébauche H et positionnée au-dessus d'une rainure à profil en forme de T inversé pratiquée à la surface supérieure 12 de la table B de travail d'une
machine à fraiser; un noyau A est inséré dans la rai-
nure en forme de T'1 et reçoit l'écrou de serrage C prenant appui sur la rotule D de sorte que la rotation de l'écrou de serrage C provoque l'élévation du noyau A; dans ces conditions le noyau A qui est lui-même en forme de T inversé, correspondant au profil de la rainure 1, vient en appui par ses épaulements en creux reposant
sur les épaulements supérieurs en relief de la rainure.
1 Dans ces conditions, le noyau A est en position fixe par rapport à la table 12; la pièce de calage E est elle-même pourvue d'un alésage traversé par l'écrou par serrage F comportant une tête moletée, la base de cet écrou de serrage étant vissée dans l'alésage fileté 8 prévu sur
la noyau A lui-même en position fixe sur la table 12.
Le serrage de l'écrou à tête moletée F provoque par conséquent une poussée vers le bas et à l'encontre de la pièce H qui se trouve ainsi bloquée en position sur la table de travail 12, la face de calage 16 de la pièce E venant porter sur la face en regard 17 de l'ébauche H. Ce dispositif utilisant des cales à talons comporte toutefois
un certain nombre d'inconvéninets.
a) en premier lieu, les deux boulons F et C étant placés en position inclinée, il n'est pas facile de les manipuler; notamment lorsque qu'on utilise une palette en forme de boite recevant les pièces soumises à l'action d'une machine-outil travaillant horizontalement,'les ébauches H doivent être positionnées sur une paroi verticale de la
palette et la manoeuvre des écrous F et C n'est pas commode.
En outre, au niveau de la fabrication les alésages filetés 8 et 18 sont réalisés en position inclinée, ce qui augmente
le prix de revient.
b) comme l'ébauche H doit être bloquée en position directe-
ment en reposant sur la partie supérieure de la table de tavail B, les opérations de perçage auxquelles l'ébauche H peut être soumise, risquent d'entamer la surface de la
table 12 et de l'endommager.
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1 c) étant donné que la cale de serrage E est poussée vers le bas en transmettant sa pression à l'ébauche H, la
base de cette pièce de calage E ne peut pas reposer direc-
tement sur la surface supérieure de la table B et la cale E doit donc être maintenue en position supérieure par rapport au plan supérieur de la table; de sorte que le boulon de serrage F est soumis, non seulement à une tension de serrage, mais également à un moment de flexion,
ce qui interfère avec la puissance de serrage souhaitée.
L'invention vise à remédier à ces inconvénients et permet de réaliser un dispositif de calage qui facilite, grâce à la manoeuvre d'un boulon de fixation et d'un boulon de serrage, l'opération de mise en place en obtenant une efficacité améliorée et des coûts de fabrication plus
économiques.
L'invention concerne à cet effet un dispositif de serrage, notamment pour fixer une ébauche sur une palette porte-ébauches mise en place sur la table de travail d'une machine-outil, le dispositif étant constitué d'un patin de serrage, d'une platine porteuse, d'un boulon de fixation, d'un boulon de serrage et d'une cale de mise à hauteur, caractérisé par la combinaison des éléments suivants: a) la platine a une forme générale de L, dont la base est tournée vers l'ébauche à fixer, la face verticale de l'âme de L tournée vers l'ébauche comportant un pan coupé formant une came d'appui pour le serrage du patin, l'âme verticale de la platine est traversée par un boulon de fixation prenant appui et vissé dans l'alésage fileté prévu sur la palette porteuse de la platine, le boulon de fixation permettant d'assurer la
1 solidarisation en place de la platine sur la face supé-
rieure de la palette.
b)la cale de mise à hauteur est positionnée sur la paroi horizontale supérieure de la palette en avant {du côté de l'ébauche à fixer) du pied de la platine et elle est ainsi apte à recevoir sur sa face supérieure
horizontale la base de l'ébauche.
c) le patin de serrage comporte une face verticale tournée vers l'ébauche à fixer, tandis que la face opposée ou face arrière comporte une paroi biseautée d'angle complémentaire du -pan coupé pratiqué sur l'âme verticale de la platine, les deux faces inclinées respectivement du patin de serrage et de la platine étant en contact et constituant ensemble une came
guidant le mouvement du patin de serrage dans une direc-
tion parallèle à leur interface, en provoquant ainsi l'effet de serrage du patin contre la pièce ou ébauche
à bloquer.
d) le boulon de serrage traverse, avec faible jeu,
un alésage pratiqué dans le patin de serrage, l'extré-
mité inférieure filetée du boulon venant s'engager dans un alésage fileté prévu sous la platine, le serrage de l'écrou de serrage entrainant le patin dans une
direction verticale vers le bas, l'effet de came provo-
quant le glissement du patin le long du pan coupé de
la platine réceptrice et l'avancement du patin en direc-
tion de la pièce ou ébauche soumise au serrage.
Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif de calage par serrage à coins dans lequel au moins l'un des deux boulons composant l'ensemble, c'est-à-dire
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1 le boulon de fixation d'une part, et le boulon de serrage d'autre part, sont vissés dans un noyau prisonnier et apte à coulisser longitudinalement dans une rainure inférieure à bords resserrés et pratiquée dans la palette réceptrice des ébauches à fixer. De préférence, les deux boulons respectivement constituant la vis de fixation et la vis de serrage sont vissés par
leur base dans un noyau en forme de T renversé et coulis-
sant dans une rainure de forme complémentaire située à
l'aplomb du dispositif de calage.
Selon une variante, le boulon de serrage et/ou le boulon de fixation pourrait être vissé directement dans un
alésage fileté pratiqué dans la masse de la palette récep-
trice des ébauches.
Selon une variante, l'écrou de serrage pourrait être vissé
dans un alésage fileté prévu dans la masse de la platine.
Selon une autre caractéristique, l'ensemble de calage comporte un ressort, tel qu'un ressort hélicoïdal travaillant à la compression et prenant appui sur le pied de la platine en repoussant vers le haut le patin
de serrage.
L'invention concerne également une variante susceptible de permettre la fixation d'une pluralité d'ébauches ou pièces alignées, le dispositif de fixation étant alors prévu sous forme unitaire pour permettre le blocage simultané de la série des pièces et il est constitué d'une platine formée d'un profilé en L traversé à intervalle régulier par les alésages disposés chacun au 1 niveau d'une pièce ou ébauche à travailler et recevant un écrou de fixation, la platine unitaire réceptrice de l'ensemble des pièces étant associée à une pluralité de patins,chaque patin étant apte à bloquer une pièce et ébauche et étant traversé par un écrou de serrage. Mais selon une variante, la platine unitaire en forme de profilé, réceptrice d'une pluralité de pièces ou ébauches, pourrait être associée à un patin unitaire apte également à venir en position de blocage à l'encontre de la série des pièces, le patin unitaire étant constitué d'un profilé comportant un pan biseauté venant prendre appui sur le pan coupé de la platine pour former une came de serrage à coin La cale de mise à hauteur peut être constituée d'une pièces indépendante qui est rapportée en avant du
pied de la platine pour supporter la pièce ou ébauche.
Selon une variante la cale de mise à hauteur est cons-
tituée par la partie avancée du pied de la platine sur
laquelle repose directement la pièce ou ébauche.
Dans le cas o la cale est indépendante elle peut être
solidarisée directement sur la table ou palette porte-
pièces.
Et selon une variante, la cale peut également être soli-
darisée sur la paroi frontale du pied de la platine.
Selon encore une variante, les cales de mise à hauteur peuvent être constituées d'un profilé unitaire s'étendant parallèlement à l'alignement des pièces et ce profilé
étant apte à recevoir successivement les pièces ou ébau-
ches bloquées sur la palette porte-ébauches.
1 Selon encore une variante, l'interface constituant came à effet de coin entre le patin de serrage et la platine est en forme de face tronconique concave pour le patin
et convexe pour la platine.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront
de l'invention à la lumière de la description qui suit
illustée par les dessins annexés, dans lesquels La figure i représente une vue en plan montrant une plaque tournante équipant une machine-outil à travail vertical
et positionnée en face de cette machine-outil.
La figure 2 est une vue en élévation latérale de la
figure 1.
La figure 3 est une vue en perspective d'une table auxiliaire et d'une palette réceptrice de pièces ou ébauches équipée de dix jeux, respectivement avant et
arrières, de serrage et de blocage des pièces.
La figure 4 est une Vue en coupe verticale de la partie principale du dispositif de serrage montée
sur la palette et montrant le dispositif de l'inven-
tion.
La figure 5 est une vue en plan du dispositif représenté
à la figure 4.
La figure 6 est une vue en élévation arrière du dispo-
sitif de serrage représenté aux figures 4 et 5.
La figure 7 est un schéma de principe et expliquant l'effet des forces développées lors de la mise en
oeuvre du dispositif de serrage de l'invention.
1 La figure 8 est une vue schématisée en perspective montrant l'immobilisation de la pièce W. La figure 9 est une vue en élévation latérale d'une première variante de selon l'invention. La figure 10 est une
seconde variante.
La figure 1 i est une
troisième variante.
La figure 12 est une porte-pièces équipée tion. réalisation du dispositif de blocage vue en élévation latérale d'une vue en élévation latérale d'une vue en perspective d'une palette
d'une quatrième variante de réalisa-
La figure 13 est une vue en coupe verticale d'une cin-
quième variante de réalisation.
La figure 14 est une vue en coupe verticale d'une sixième variante. La figure 15 est une vue en coupe d'un dispositif de
serrage à talon illustrant l'art antérieur.
En se référant aux figures 1 à 8, on voit que le dispositif vise à équiper la plaque tournante 2 positionnée face à
une machine-outil à travail vertical et à contrôle numé-
rique qu'elle dessert; la table 4 de la machine-outil
reçoit une table auxiliaire 4 A solidarisée de façon amovi-
ble sur la table 4 et une palette porte-pièces 3 vient se positionner sur la table auxiliaire 4 A et elle offre un
ensemble d'ébauches soumises au travail de la machine-
outil. 1 Lorsque la machine a effectué son travail, les pièces travaillées peuvent être évacuées avec lensemble de la palette et une nouvelle palette porteuse de
nouvelles ébauches est alors mise en place sur la table.
La mise en place des pièces ou ébauches à travailler sur la palette et l'enlèvement des pièces ou ébauches travaillées a lieu au poste X de la plaque tournante 2; le poste Y est un poste d'échange de palettes; il reçoit la palette provenant de la machine et portant les ébauches travaillées et après rotation de la plaque tournante 2, la palette qui vient de recevoir les ébauches à travailler est alors introduite du poste
d'échange vers la machine.
Comme on le voit sur la figure 3, la table auxilaire 4 A comporte des rails de roulement 5, des rails de guidage 7, des buttoirs 8, des taquets de positionnement 9, des dispositifs de serrage hydrauliques 10 et des blocs supports 6 La palette porte-ébauches comporte dans sa masse des rainures à section carrée débouchant sur la
partie inférieure de la palette et ces rainures compor-
tent des galets de roulement 3 A qui permettent le dépla-
cement de la palette sur les rails 5 et son acheminement sur la table auxiliaire 4 A. Lorsque la palette porte-outils est arrivée en appui sur les buttoirs 8, les taquets 9 A appartenant à la paire
respectivement droite et gauche des taquets de positionne-
ment 9 s'élèvent pour pénétrer dans les logements récep-
teurs s'ouvrant à la base du bloc 3 A formant la palette afin de permettre et de vérifier le positionnement correct de cette dernière dans les deux directions et le dispositif de serrage 10 est alors mis en action de façon
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1 à bloquer en position la palette sur les blocs supports 6.
La palette comporte également sur sa face inférieure des
rainures 13 venant coopérer avec les rails de guidage 7.
Sur la face supérieure de la palette, on a prévu des rainures à section en forme de T inversé 15 En position médiane sur la palette, on a mis en place un élément unitaire 16 qui constitue un support central pour la double rangée d'ébauches ou de pièces qui vont être mises en place sur la palette Le bloc porte-pièces 16 est fixé librement et peut être déplacé au besoin A cet effet il est maintenu par des écrous de fixation le traversant et vissés dans des noyaux prisonniers et coulissant dans
les rainures en forme de T 15.
Une pluralité de dispositifs de calages sont alignés de chaque côté du support de positionnement central 16 et chaque dispositif de calage 18 est maintenu en place par des boulons respectivement de fixation et de serrage traversant l'ensemble de calage et vissés dans des noyaux en forme de T inversé et montés à coulissement, en étant
prisonniers, dans les rainures 15.
Entre chaque ébauche positionnée d'un côté sur l'élément médian 16 et de l'autre côté sur son dispositif de
calage unitaire 18, est inséré un élément de séparation 22.
Chaque ébauche ou pièce à travailler est ainsi positionnée en formant un pont et elle repose d'un côté sur l'appui 23 a formé par la face supérieure de la partie avancée du pied de la platine 25 d'une part, et l'appui 24 a formé par un épaulement en creux prévu sur l'élément de positionnement et d'appui médian 16 On comprend que dans ces conditions chaque pièces est rigoureusement positionnée; et elle peut alors être soumise au calage et au serrage 1 définitifs du dispositif de calage à serrage par coins
selon l'invention.
Le dispositif ainsi décrit est très souple et il est possible d'ajuster l'épaisseur et la largeur des cales intercalaires 22 ou de les supprimer dans le cas o les pièces sont très larges; on peut également dans ce dernier cas positionner les pièces de façon à ce qu'une seule pièce soit soumise à l'action de deux
dispositifs de calage 18.
On comprend que les pièces sont positionnées selon deux rangées parallèles de part et d'autre de l'ensemble de positionnement médian 16; la poussée qui va être exercée par les dispositifs de serrage à effet de coin 18 se reporte sur l'élément central 16; mais comme l'élément central 16 est en position médiane, les poussées reçues de chaque côté vont s'équilibrer et
il n'existe donc pas de risques de déformation.
On peut également prévoir, en cas de pièces de grandes dimensions, de supprimer l'élément central 16 pour positionner les pièces entre deux éléments de serrage
à effet de coin 18.
Le dispositif de serrage à effet de coin selon l'invention est représenté de façon plus particulière aux figures 4 à 8. Comme on le voit sur la figure 4, la platine 25 est en forme de L et elle comporte une embase ou piétement 23 et une âme verticale 25 B La face verticale de l'âme B, tournée vers la pièce de travail W comporte un pan
coupé 26.
18 ? 2
1 La face inférieure 27 de l'ensemble de la platine 25 constitue sa face ou son siège d'appui reposant sur la paroi supérieure 14 de la palette; la platine est disposée au droit de la rainure 15 dans laquelle coulisse un noyau en forme de T inversé qui constitue
l'organe de fixation 28 de l'ensemble de serrage.
L'âme verticale 25 B de la platine 25 est traversée par un alésage 29 perpendiculaire à la face ou siège d'appui 27 et occupée par le boulon de fixation 30 dont la base 30 B est vissée dans l'alésage fileté 31 du noyau 28 La partie supérieure 30 a du boulon est çngagée dans un logement récepteur de dimensions correspondantes 29 a; l'épaulement 32 qui sépare la tête du boulon de la tige de ce dernier vient prendre appui sur décrochement dans la paroi du logement 29 a, de sorte que le vissage du boulon 30 dans le noyau de fixation 28 entraîne le blocage en position de la platine 25 sur la face supérieure 14 de la palette. La platine 25 est associée à une patin 33 dont la face frontale de serrage 34 vient en appui sur la face correspondante de la pièce ou ébauche W; la face arrière ou face opposée du patin comporte un biseau ou pan coupé 35 d'angle complémentaire du pan coupé 26 prévu sur la platine, l'ensemble constituant une came du
type à serrage par coins Le serrage du patin est-
obtenu par le jeu du boulon 37 engagé dans un alésage 39 de forme ovale et traversant le patin 33 Le boulon de serrage comporte une tête 37 a venant en appui sur le fond du logement récepteur 36 a avec interposition de la rondelle 42 Le serrage du boulon 37 dont la base est vissée dans un alésage fileté 40 prévu dans le
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1 noyau inférieur 28 entraîne une pression vers le bas du patin 33 et l'effet de came prévu par l'interface entre les pans coupés 35 et 26 provoque un effet de serrage du patin contre la paroi verticale de la pièce ou ébauche W. Pour faciliter le dégagement des pièces, le patin de serrage 33 est ramené en arrière et vers le haut en position de non appui par le jeu du ressort hélicoïdal 44 travaillant à la compression et engagé dans le logement 43 et qui repousse le patin 33 vers
sa position de dégagement ou sa position inactive.
L'empiétement ou l'embase 23 de la platine 25 est prévu pour déborder en position inférieure au-delà du niveau de la paroi 34 d'appui du patin de façon à constituer un support 23 a récepteur de la pièce ou d'ébauche W; de l'autre côté, cette pièce repose sur l'appui 24 a venu du support central 16, de sorte que l'on voit que la pièce ou l'ébauche W est en position surélevée par rapport au plan supérieur de la palette 14; dans ces conditions on peut opérer un travail vertical de perçage ou forage dans la pièce sans risquer
d'entamer la surface de la table ou de la palette-support.
La figure 7 illustre la décomposition des forces mises en jeu dans l'opération de serrage par la cale à effet
de coin de l'invention.
On voit que lorsqu'une force f est appliquée au boulon de serrage 37, le patin de serrage 33 est soumis à une force de réaction F provenant du pan coupé formant came 26; la composante verticale FV de cette force de équivalente à la force de serrage f et sa composante 1 horizontale FH est sensiblement équivalente à la force de serrage horizontale C'est-à+dire qu'en appliquant une force f, on obtient une force de serrage
FH ( FH = Fv x tan G = f x tan 0).
Lorsque l'angle O a une valeur supérieure à 450, la force de serrage FH est plus grande que la force initiale f mais il est souhaitable que l'angle O soit compris entre sensiblement 65 et 75 È 2 Le bloc de serrage 33 est entraîné par un effet de came vers le bas et vers l'avant (en direction de l'ébauche) parallèlement au plan de l'interface entre les deux pans coupés 26 et 35, ce qui assure le blocage ferme en position de la pièce W. En outre la platine 25 est maintenue non seulement par les forces mises en jeu par la fixation de l'écrou de fixation 30 mais également par les forces de friction dues à la force de blocage f de l'écrou de blocage 37 et dans ces conditions la platine 25 peut être solidarisée sur la face d'appui 14 de la palette
de façon beaucoup plus solide.
Comme on le voit à la figure 8, le bloc de positionne-
ment central n'est pas nécessairement formé d'un profilé unitaire pour l'ensemble des pièces mises en place sur la plaquette mais il peut être réalisé sous forme d'une pluralité de blocs de positionnement 16 A, chaque bloc de positionnement médian étant situé
en face d'un ensemble de serrage 18.
Le dispositif de serrage selon l'invention peut équiper une palette porteébauches, tout comme il peut être prévu sur la table de travail d'une machine-outil comportant des rainures en T inverse s'ouvrant sur la
) ú 8,2
1 paroi supérieure de cette table Le dispositif de serrage et de calage à effet de coin selon l'invention, peut être modifié de différentes façons. Comme on le voit sur la figure 9, la partie avancée du patin de serrage 33 A peut être elle-même biseautée de façon à dégager le contour de l'ébauche W et à
permettre un usinage marginal par l'outil 46.
Comme on le voit sur la figure 10, on a prévu une cale de mise à hauteur 23 A qui est indépendante de la platine 25 C et qui est solidarisée sur la face d'appui horizontale de la palette en face du piétement de la platine 15 C en utilisant un noyau 47 engagé dans la rainure en T Cette cale de mise à hauteur 23 A peut être réalisée sur mesure de façon à ce que sa hauteur vienne s'adapter exactement à la forme et à la dimension
de l'ébauche à travailler W Lorsque la platine 25.
est prévue assez haute, on peut néanmoins travailler des pièces ou ébauches de hauteurs variables, depuis des pièces très plates jusqu'à des pièces très hautes, simplement en ajustant la mise à hauteur par l'emploi de cales de mise à hauteur 23 A indépendantes de la platine 25 C. Selon la figure 11, la cale de mise à hauteur 23 C est solidarisée sur la face frontale du piétement ou de l'embase de la platine 25 D. A cet effet, l'extrémité avant 23 B de la platine 25 D comporte un épaulement 23 a récepteur de la pièce de mise à hauteur 23 C solidarisée sur la face avant de l'embase 23 B de la platine 25 D par un écrou avec
interposition d'une rondelle 49 à face biseautée 48.
Le ressort 44 A travaillant à la compression tend à ramener le patin 33 B vers le haut et vers l'arrière
lorsque le bouton de serrage est dégagé.
La figure 12 montre une variante dans laquelle la platine est constituée pour l'ensemble des pièces ou ébauches d'un élément unitaire formé d'un profilé à section en forme de L se décomposant, comme décrit précédemment, en un piétement ou une embase et une
âme verticale.
Le profilé constituant la platine unitaire 25 E est associé à une pluralité de patins 33, chacun recevant
son écrou de serrage 37.
La figure 13 montre encore une variante dans laquelle la face supérieure 14 de la palette ne comporte plus les rainures à section en forme de T inversé et les écrous de fixation 30 pénètrent dans des alésages 31 filetés prévus directement dans la masse de la palette pour assurer la fixation de la platine 25 F. L'extrémité avancée 23 D de l'embase ou du piétement de la platine 25 F peut recevoir une cale de mise à
hauteur 23 E bloquée en position par l'écrou 23 c.
La figure 14 montre encore une variante dans laquelle l'ensemble de serrage, c'est-à-dire la platine 25 G et son patin associé resposent sur la face supérieure 14 de la palette par l'intermédiaire d'une pièce de mise à hauteur 25 H pourvue des alésages permettant le passage respectivement du boulon de fixation et du boulon de serrage; l'extrémité avancée 23 F de cette pièce de mise à hauteur constitue la cale support réceptrice de la pièce à travailler <non représenté
sur la figure 14).
1 Enfin, selon une dernière variante, on peut prévoir que l'interface constituée des faces biseautées respectivement du patin et de la platine venant en contact soit constituée non Pas de pans coupés mais de parois en forme tronconique concaves pour le patin et convexe pour la platine, de façon à permettre un ajustement en position du patin dans un plan horizontal.
52 1922
Claims (1)
1 à 9,
caractérisé en ce que l'interface constituant came à effet de coin entre le patin de serrage ( 33) et la platine ( 25) est en forme de face tronconique concave
pour le patin et convexe pour la platine.
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