WO2010133653A1 - Dispositif de fixation rapide par serrage d'un organe - Google Patents

Dispositif de fixation rapide par serrage d'un organe Download PDF

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WO2010133653A1
WO2010133653A1 PCT/EP2010/056929 EP2010056929W WO2010133653A1 WO 2010133653 A1 WO2010133653 A1 WO 2010133653A1 EP 2010056929 W EP2010056929 W EP 2010056929W WO 2010133653 A1 WO2010133653 A1 WO 2010133653A1
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finger
support
along
path
actuating
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Application number
PCT/EP2010/056929
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Inventor
Christophe Gaillard
Franck Loriot
Original Assignee
Christophe Gaillard
Franck Loriot
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    • 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
    • B25B5/00—Clamps
    • B25B5/06—Arrangements for positively actuating jaws
    • B25B5/061—Arrangements for positively actuating jaws with fluid drive
    • B25B5/062—Arrangements for positively actuating jaws with fluid drive with clamping means pivoting around an axis parallel to the pressing direction
    • 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
    • B25B5/00—Clamps
    • B25B5/06—Arrangements for positively actuating jaws
    • B25B5/08—Arrangements for positively actuating jaws using cams

Definitions

  • the present invention relates to a device for rapid fastening by clamping a member, comprising a support, at least one clamping finger rotatably mounted around a drive shaft relative to the support and mounted to move in translation according to said drive axis between an axial position advanced away from the support and a retracted axial position of approximation in which the finger is intended to clamp said member along said drive axis against the support, and an actuating member mobile on a predetermined course along an actuemem path relative to the support.
  • a known device of this type comprises at least one clamping finger guided in translation simultaneously with a rotation, generally along a helical path, for example by virtue of two diametrical pins of the finger engaged in two helical cam paths of a fixed guide tube. to the support.
  • the helical guidance causes a rotation of the finger on a first part of its translational movement from the advanced axial position to the retracted axial position.
  • This rotation allows an end portion of the hook finger to be positioned obliquely with respect to an oblong opening of a plate of the member (see Fig. 1 and Fig. 3b, opening 21 of the plate 2), this opening being traversed by the finger in order to clamp the member against the support.
  • the angled positioning with a sufficient angle, typically between 45 ° and 90 °, allows the finger to hang the plate of the organ. The consecutive translation of the finger takes place almost without rotation and performs the clamping of the plate against the support.
  • Actuation of the clamping finger is conventionally carried out by a cylinder, generally pneumatic, positioned in the axial extension of the finger so as to directly move the finger along the helical guide path.
  • a clamping device has drawbacks. Indeed, the force produced by the jack must be substantially equal to the clamping force of the finger which is generally important, for example of the order of a few thousand Newtons.
  • a cylinder of such power is generally disadvantageous in terms of cost and space.
  • there can be a break or air leak with the pneumatic cylinders and a decrease in the force of the jack generally involves the same decrease in the clamping force.
  • the present invention aims to overcome these disadvantages and to provide a device which does not have the drawbacks of the prior art.
  • the subject of the invention is a quick fastening device as defined above, characterized in that it further comprises: a rotation drive device driving said clamping finger only in rotation around the driving axis during the displacement of the actuating member according to a first path; a translational driving device driving said clamping finger solely in translation along the drive shaft between said advanced axial position and said retracted axial position of the finger, during movement of the actuator according to a second path .
  • the actuation path of the actuating member is effected along an actuation line substantially perpendicular to the drive axis of the finger.
  • This makes it possible to substantially increase the compactness of the quick-fastening device in the direction of the drive shaft, in comparison with an actuating member extending in the axial extension of the finger.
  • This arrangement also makes it possible to have an actuating stroke of the actuating member greater than the translation travel of the finger along the driving axis, which is particularly advantageous for using a transforming force amplifying element. the displacement of the actuating member in a smaller displacement but with a greater force of the drive device in translation,
  • the first path is performed on a first part of
  • the first and second paths to have no overlap portion, which prevents the movement of the finger in rotation about the drive axis is carried out in part with a simultaneous movement of the finger in translation e! limit Ic risk of wear of the finger against the body to tighten.
  • the two paths are not only successive but also consecutive, which prevents having an intermediate path with a dead race between the first and second paths, that is to say a path in which the displacement of the organ actuation would not cause any displacement of the finger in rotation or in translation.
  • a dead path is generally not desirable because the predetermined stroke of the actuator would then be unnecessarily large and would penalize the bulk of the clamping device.
  • the translation drive device is a force amplification member.
  • the force amplification member may be a lever, or a déplaçablc device in translation perpendicularly to the axis of the drive finger and having at least one cam path on which is guided a cam member secured in translation with the clamping finger.
  • the force-amplification member comprises a lever able to roll on the next support a pivot axis;
  • the lever and a bearing portion secured to the support on which the lever is supported have complementary shapes of rib and groove type each having in section perpendicular to the axis of pivoî an arc of a circle;
  • the actuating member comprises an actuating portion bearing in the driving direction of one side on the force amplifying member and the opposite side on the support; said actuating part abuts on the support and on the force-amplifying element via respectively a first roller and a second roller;
  • the quick fastening device comprises a plurality of clamping fingers mounted movably on the support along mutually parallel drive axes, at least two actuating members being movable along the same operating line;
  • I quick-fastening element comprises a sheath in which the clamping finger is pivotally mounted, the translation drive device driving the finger in translation
  • the invention also relates to a quick fastening assembly
  • a quick fastening assembly comprising a quick fastening device as defined above and a member intended to be clamped along the drive shaft of the finger against the support, said finger having a hook of support having a section determined perpendicularly to said drive axis and said member having an opening having perpendicular to said drive axis a complementary section of the determined section of said support hook.
  • Figure 1 schematically shows a partial perspective view of a quick-release assembly according to the invention, comprising a plurality of fast fasteners according to a first embodiment of the invention.
  • Figure 2 schematically shows a partial perspective view of a fastening device of the quick-release assembly of Figure 1, in a configuration where a plate of a member is clamped by the fastener.
  • Figure 3a schematically shows another partial perspective view of the quick fastening device of Figure 2, in a configuration of end clamping the plate of the body.
  • Figure 3b shows a detail of Figure 3a.
  • FIG. 4 to 6 schematically show perspective views of a second embodiment of a quick release device according to the invention, each view showing a part of the same device in the same clamping configuration.
  • FIG. 7 schematically represents a third embodiment of a quick fastening device according to the invention.
  • Figure 8 schematically shows a lever of the first embodiment of the invention.
  • FIG. 10 schematically represents a side sectional view of a fifth embodiment of a quick fastening device according to the invention, along the X-X section plane of FIG.
  • Figure 1 f schematically shows a top view of the quick fastening device of Figure 10, in the same configuration for preparation for clamping an organ.
  • Figure 12 schematically shows a side sectional view of the quick fastener of Figure 1 1 according to the X-X cutting plane, in a configuration where a first path has been traversed by the actuating member.
  • FIG. 13 schematically represents a side sectional view of the quick fastening device of FIG. 1 along the cutting plane XX, in a configuration where an intermediate path followed by a second path has been traversed by the actuating member; .
  • Figures 1 to 3b which correspond to a first embodiment of the invention, are described together in the following.
  • the quick fastening assembly shown in Figure 1 comprises a quick fastening device comprising a plurality of clamping fingers 3 mounted movably on a support 1 along Z drive axes (see Figure 3a) parallel to each other.
  • the quick fastening assembly further comprises a member 2 comprising a plate intended to be clamped against a bearing surface support 1 substantially flat and perpendicular to the direction of the drive axes, in this direction.
  • Each finger 3 comprises a support hook 3E here forming a T and having a determined section perpendicular to the drive axis Z of the finger.
  • the plate of a member 2 has several oblong openings 21 each corresponding to a clamping finger 3 and having perpendicularly to the drive shaft of the finger a complementary section of the section of the support hook 3E,
  • Each clamping finger 3 is rotatably mounted around its drive axis Z and movable in translation along its drive axis between an axial position which is advanced away from the support and a retracted axial position of approach in which the finger is intended to clamp the member 2 along the drive axis against the support 1.
  • the rotation of a finger 3 is provided to be carried out without simultaneous translation of the finger, that is to say that the finger remains axially stationary in its advanced axial position during rotation.
  • the rotation of the finger takes place over a predetermined angular stroke ⁇ between a position of engagement of the support hook
  • each finger includes an upper tubular portion of circular section fitted slidingly in a complementary lubuîairc part of a guide member 17 fixed to a not shown cover the support 1 in order to guide the finger in translation along the guide member 17.
  • the guide of the finger in translation is also effected by the fact that the finger slidably traverses an opening of the support L
  • a translation return spring is mounted inside the upper tubular portion of the finger and is always in compression. between the finger and the guide member 17, to maintain the finger in the advanced axial position.
  • Each finger 3 is controlled in displacement by an actuator 5 movable in translation relative to the support 1 on a predetermined stroke along an actuation path taking place along an actuation line substantially perpendicular to the drive axis. on point.
  • the displacement of the actuating member 5 is controlled for example by means of a jack or a system with nut and worm, and its translation guide along the actuation line is effected by sliding along at least two bars 15 fixed to the support 1.
  • An actuating member 5 controls the rotational movement of a clamping finger 3 by means of a rotary drive device 55 driving the finger only in rotation around the drive shaft of the finger during movement of the actuating member 5 along a first path Cl ( Figure 2).
  • the actuating member 5 controls the displacement in translation of the clamping finger by means of a drive device in translation driving the finger only in translation along the drive axis of the finger between the advanced axial position and the axial position retracted from the finger, during the displacement of the actuating member 5 along a second path C2 (FIG. 2),
  • the rotational drive device 55 is formed by a pin attached to the actuating member 5, engageable with a finger engagement portion formed by a longitudinally extending groove on an outer surface generally. cylindrical finger.
  • the translational drive device is a force amplification member comprising a lever 4 visible in more detail in FIG. 8.
  • the lever 4 comprises a lifting portion 45 adapted to drive the finger 3 in translation in the form of a fork with two branches forming a U, adapted to engage an annular shoulder 39 of the finger 3 ( Figure 2). It further comprises a bearing portion 47 having a bearing surface against which an actuating portion 51 of the actuating member 5 can move to pivot the lever.
  • the lever 4 further comprises a groove 46 allowing it to bear and roll on a cylindrical bar 16 of the support 1 along a pivot axis A 1 formed by the axis of the bar 16.
  • the pivot axis A1 is perpendicular to the drive axis
  • the bar 16 constitutes a support portion secured to the support 1 and comprises in section perpendicular to the pivot axis A1 a rounded portion according to an arc of a circle.
  • the groove 46 comprises in section perpendicular to the pivot axis A1 a flat portion allowing the lever 4 to roll over the rounded portion of the bar 16. It will be noted that in the position of the levers 4 shown in FIG. actuation 51 is in contact with a lever 4 at a curved portion of the bearing portion 47 adjacent to the lifting portion 45. In this way, the low force exerted on the lever 4 by the actuating portion 51 is directed towards the lifting portion 45 with respect to the pivot axis A1.
  • the actuating part 51 arranged cantilevered on the actuating member
  • CvSt advantageously bearing in the direction of the drive shafts on one side on the bearing portion 47 of the lever 4 and the opposite side on the inner surface of a not shown cover of the support 1.
  • This allows the hood of the support 1 to exert on the actuating part 51 a reaction force perpendicular to said inner surface and which counterbalances the reaction force of the lever 4, greatly limiting the gearing forces exerted by the lever 4 in reaction on the part of actuating 53 and thus making it possible to apply a high force to the lever 4 without compromising the robustness of the actuating member 5.
  • the actuating part 51 bears on the cover of the support 1 and on the lever 4 by the intermediate respectively a first rolling roller 510 and a second roller 51 1.
  • the two actuating members 5 shown in Figure 1 are movable in translation along the same actucmetit line, ci are movable symmetrically with respect to a median plane of the support i.
  • Each organ of acuonncmeiit 5 is operated here by a jack dedicated to it. But such a symmetrical arrangement would help to utiiiser a single actuator for simultaneously actuating the two actuating elements 5.
  • the first path C1 of the actuating member 5 is made on a first part of the predetermined travel of the actuating member 5 materialized by the displacement of a point M of this member, and the second path C2 is performed on a second portion of said predetermined course.
  • the rotational drive pin 55 attached to the actuator 5 is arranged to disengage from the engagement portion
  • the arrangement of the lever 4 is provided so that when the point M starts the second path C2 immediately after the first path C1, the lifting portion 45 of the lever 4 has a gripping surface 49 which comes into contact with the annular shoulder 39 finger 3 so as to move the finger in translation.
  • the lever arm of the lever 4 amplifies at most 1 the force exerted on the lever by the actuating part 51.
  • the force exerted by the lever 4 on the finger 3 in the axial position of the finger is also at its maximum, thus ensuring optimum tightening of the organ 2.
  • This force is preferably directed exactly along the drive axis Z of the finger, the engaging surface 49 of the lifting portion 45 then being parallel to the annular shoulder 39 of the finger 3, thus preventing the finger from being subjected to transverse forces.
  • FIGS. 4 to 6 which correspond to a second embodiment of a quick release device according to the invention, each partially represent the same device in the same clamping configuration and are described together in the following.
  • This second embodiment differs from the first embodiment described above essentially in that the clamping finger 31 and the aclionnemem portion 52 of the actuating member 50 are arranged on the same side with respect to the pivot axis of the lever, and in that the part of actionnemenl 52 is disposed between the lever and the plate 1 1 of the support 1 crossed by the finger 31.
  • This embodiment makes it possible in particular to improve the compactness of the quick fastening device,
  • the actuating member 50 is formed by a sheet metal part extending generally in an operating plane parallel to the plate 1 1 (FIG. 6) of the support 1.
  • This sheet metal part has substantially a U-shape with two parallel lateral flanks each formed by a flat sheet portion perpendicular to the actkmrison plane. The two flanks are connected together at one end by a planar sheet metal portion in the operating plane and at a second end by a cylinder 521 on which is mounted a rotatable roller 520 forming the operating portion 52 of the actuating member 50.
  • a wide opening (FIG.
  • the lever 41 comprises a lifting portion 41 1 capable of driving in translation the finger 31, in the form of a fork with two branches forming a U, and a bearing portion 410 having on its side vis-à-vis the plate 1 1 has a bearing surface against which the actuating portion 52 of the actuating member 50 can move to rotate the lever.
  • this bearing surface has towards the end of the lever opposite the pivot axis A2 a flat portion 410A, which is oriented substantially parallel to the inner surface 6 of the plate 11 of the support 1 in the clamping configuration. represented.
  • the finger 31 is in the retracted axial position of approaching the support 1, the support hook 3 IE of the finger being pivoted in the angular position of attachment, that is to say -dire the finger clamps a perforated plate not shown but similar to the plate 2 shown in FIGS 1 and 3.
  • ie rolling roller 520 is in abutment against the flat 410A, and reaction force exerted on the actuating part 52 by the lever 41 is therefore - I i - directed in a direction substantially normal to the plane of ac ⁇ onnemcm materialized by the inner surface 6 of the plate 1 1 of which rolls the roller 520.
  • the rolling roller 520 comprises two central bearings in contact with the flat 410A but without contact with the plate J 1, and two lateral bearings in contact with two internal surface side portions.
  • the four bearings are preferably identical, and the selective contact between a bearing and a surface is created by an extra thickness of the surface, for example equal to 0.2 mm, over a width equal to the width of the bearing.
  • the flat 410A is thus formed by an extra thickness of the bearing surface of the bearing portion 410 of the lever 41, over the width of the two central bearings with which the flat 410A is in contact.
  • a groove 6B of the same width as the flat 430A to prevent contact with the two central bearings, only the two lateral bearings being in contact with plate 1! at the two inner surface side portions 6A on either side of the groove 6B.
  • the finger 3 1 is guided in translation along the drive axis Z by means of a guide sleeve 13 mounted around the passage opening of the finger in the plate 1 1, this sleeve 13 being fixed on the inner surface 6a.
  • plate 1 1 Figure 6
  • a rotational drive device 56 of the finger 31 is formed by the edges of an opening in one of the two lateral sheet metal sidewalls of the actuating member 50, and is able to engage with an engaging part.
  • the needle 36 of the finger 31 formed by an integral needle finger extending radialemcnt relative to the drive axis Z of the finger, in the clamping configuration shown, the needle 36 is in abutment against a lateral flank of the actuating member 50 by means of a rotation return spring 38 formed by a flexible blade csi fixed to the finger 31, this spring 38 also bearing against said flank.
  • This arrangement ensures re-engagement of the needle 36 into the opening 56 once the member of actionnemcnl 50 has been moved along the second path in the return direction to translate the finger 31 to the axial forward position of As a result, the movement of the actuating member 50 can continue in the direction of the return along the first path, and the displacement of the opening 56 rotates the needle 36 and the finger 31.
  • the needle 36 is formed integrally with an upper tubular portion of circular section of the finger 31, and a not shown translation return spring is mounted inside said upper tubular portion so as to be always in compression between the finger and a cover of the support 1.
  • the third embodiment of a quick fastening device according to the invention differs from the first embodiment described above essentially in that the quick fastening device comprises a sleeve 18 in which the finger, 32 is pivotally mounted, the drive device in translation driving the translation clamping finger through the sleeve.
  • the sheath 18 is formed by a tubular piece of circular section which comprises on its outer surface two projecting elements 19 diametrically opposed.
  • the translational drive device is a force amplification member comprising a lever 42 which has a lifting portion 421 articulated on the sleeve 18 via the projecting elements 19.
  • the sleeve 18 is therefore not authorized to rotate around the drive shaft Z of the clamping finger 32. Additional means of anti-rotation of the sleeve 18, not shown, may optionally be provided.
  • the sleeve 18 can therefore move only in translation with the finger 32 along the drive axis Z.
  • the sleeve is relatively high and passes through an opening 12 provided in a plate 1 1 of the support i, but it can be provided a lower sheath so that only the finger 32 passes through the opening 12.
  • the lever 42 comprises a roller 422 capable of rolling on a support surface secured to the support 1, about an axis A3 which constitutes a movable pivot axis of the lever. It further comprises a bearing portion 420 having a bearing surface against which an actuating portion 51 can move to rotate the lever.
  • the actuator member not shown, and its actuator part 5 1 comprising a first Roller galct 510 and a second rolling roll 51 1, are similar to the corresponding elements of the first embodiment described above.
  • the rotary drive device 55 is formed by a pin integral in displacement of the actuating member.
  • a translation return spring 8 is provided to hold the finger 32 in the forward axial position away from the support 1 as shown in the figure.
  • the displacement of the actuating portion 51 to travel the first path C1 along an actuating line D perpendicular to the drive axis 2 does not cause the lever to pivot, since there is contact between the second roller 5J l and the lever 42 at the beginning of the second path C2,
  • the pin 55 is disengaged from the finger 32 at the same time, which implies that the finger 32 has finished turning when the lever 42 begins to rotate by driving in translation the sleeve 18 and the finger.
  • the bearing surface of the bearing portion 420 of the lever 42 has towards the end opposite the pivot axis A3 a flat portion 420A substantially parallel to the inner surface of a cover plate 7 of the support 1 against which rolls the first roller 510, in the clamping configuration corresponding to the position where the lever is shown in dashed lines.
  • the advantages of such a flat, in particular in case of loss of force of the actuating member 5, have been explained in relation to the flat 410A ( Figure 6) of the lever in the second embodiment.
  • FIGS. 9a and 9b relate to a fourth embodiment of a quick-fastening device according to the invention, consisting of a modification of the device for driving in rotation of the finger that can be applied to the first and third modes previous embodiments.
  • the rotation device is no longer completely integral in movement of the actuator 5, since it includes a pin 57 connected to the actuating member by means of a flexible blade 59.
  • the pin 57 remains engaged in an engaging portion 37 formed by a finger recess 33 through the first path Cl of the actuating member 5, and disengages the top of the second path C2.
  • a guide 25 fixed to the support guides the pin 57 to the engagement portion 37 on the return path, and a fixed bui ⁇ e 26 limits the rotation of the finger. 33 at the desired angle ⁇ .
  • This embodiment allows a large angle ⁇ of rotation of the finger for example equal to 90 ° with a first relatively short path Cl.
  • connection means between the device for driving the finger in rotation and the actuating member may be envisaged, for example by means of an auxiliary lever which is rotated by a spring and pivoted in a parallel plane. to the drive shaft of the finger as well as to the actuating line in which the actuating member moves. It is then possible to further shorten the first path Cl without reducing the angle of rotation of the finger.
  • a first end of the auxiliary lever is permanently connected to a finger engaging portion and a second end of the lever abuts against the actuating member only during the first path C 1, the return spring providing the energy to turn the lever and thus drive the finger in rotation.
  • a fifth embodiment of a fast fastening device according to the invention is shown schematically in FIGS. 10 to 13, and differs from the previously described embodiments essentially in that the force-amplifying device constituting the device translational drive finger 32 does not include a lever but a slider 43 having a cam surface 44 by which it is able to actuate the finger in translation during its movement.
  • the guiding of the finger 32 in translation along the drive axis Z is carried out analogously to the third embodiment (FIG. 7) by means of a sleeve 18 in which the finger 32 is pivotally mounted.
  • Two rollers 19 'diametrically opposite her! provided on the outer surface of the sleeve 18 to cooperate with the cam suifaoc 44 of the slider 43.
  • the cam surface 44 is foiméc not two profiled Beings surfaces provided on two identical and parallel spars 43 A, 43 B which extend in the direction of the actuating line D in which an actuating member 5 'connected directly to the slide 43 may move.
  • the actuating line D is provided substantially perpendicular to the drive shaft Z.
  • the two longitudinal members 43A, 43B are rigidly interconnected at their front ends and. rear with two axes A4, A5 on which are mounted rollers for frictionless movement of the slider on the support 1.
  • a rotational drive device 58 is rigidly connected to the spar 43B to be integral in translation of the yoke 43, and comprises an opening whose edges are adapted to engage an engagement portion 36 of the finger 32.
  • the engagement portion 36 is formed by a needle integral with the finger which extends radially relative to the drive axis Z of the finger, and a rotation return spring 38 formed by a flexible blade is fixed to the finger 32.
  • the cam surface 44 has a first substantially plane parallel to the actuating line D, so that the relative displacement of the rollers 19 'on this first part does not cause any displacement of the sleeve 18 (FIG.
  • the rotation of the finger 32 is not complete in the configuration of FIG. 12, that is to say at the moment when a portion of the cam surface 44 inclined with respect to the straight line of FIG. Actuation D comes into contact with the two rollers 19 '.
  • the rotation of the finger is continued during a recovery path C 12 (FIG. 13) formed by the part of the first path
  • the recovery path Cl 2 is followed consecutively by a portion of the second path C2 during which the finger 32 is driven solely in translation.
  • the predetermined travel C of the actuation path of the actuating member 5 ' is then less than the sum of the strokes of the paths C1 and C2. which may have the advantage of improving the compactness of the device by limiting the race predetermined C necessary.
  • the recovery path C 12 is generally not desirable, in particular if the translation travel of the finger is small (typically less than 5 mm) because of the risk of jamming or frictional wear during the simultaneous rotation with the translation. . It is easy to provide consecutive paths C1 and C2 by extending the flat portion of the cam surface 44.
  • the displacement of the slider 43 on the finger 32 is directed in the direction of the drive axis Z.
  • This arrangement of the profile of the cam surface 44 has the same advantages as the flats 410A and 420A (FIGS. ) in the second and third preceding embodiments.
  • the actuation path of the actuating member is on a straight line.
  • the invention is however not limited to this arrangement, and it can be provided in particular a path of aclionnemenî according to a circular arc.
  • it can be provided at least one slide 43 whose two axes A4, A5 connecting the longitudinal members 43A, 43B converge at a point of the support 1, the rollers mounted on these axes are moving then according to concentric arcs.
  • Struts 43A 1 43B common to several clamping finger drive devices arranged in series in a circle may be formed by two coaxial rings rigidly interconnected, mounted on the support 1 so as to rotate about their common axis and having laterally profiled surfaces forming a succession of cam surfaces 44 each dedicated to driving a clamping finger.
  • the actuating member can then be formed by an arm connected to the two rings and pivoting with the rings about said common axis on an actuating path in a circular arc.
  • the applications of a quick fastening device according to the invention are multiple.
  • the device in the field of robotics, the device can serve as a tool changer, the support I being attached to the arm of a robot and the member 2 being attached to the tool.
  • the device In the field of the machine tool, the device can be used to quickly fix on a machine parts to be machined.
  • Other fields of application are envisaged, for example, in the automotive sector, particularly with regard to solutions for securing e. quickly remove the batteries.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

Le dispositif comprend un support (3), au moins un doigt de serrage (3) monte mobile en rotation autour d'un axe d'entraînement par rapport au support (1) et monté mobile en translation selon ledit axe d'entraînement entre une position axiale avancée d'éloignement par rapport au support (1) et une position axiale reculée de rapprochement dans laquelle le doigt est destiné à serrer un organe (2) contre le support (1), et un organe d'actionnement (5) mobile sur une course prédéterminée suivant un chemin d'actionnement par rapport au support (1). Le dispositif comprend en outre un dispositif d'entraînement en rotation (55) entraînant le doigt de serrage (3) uniquement en rotation au cours du déplacement de l'organe d'actionnement (5) selon un premier chemin (C1), et un dispositif d'entraînement en translation (4) entraînant le doigt de serrage (3) uniquement en translation entre la position axiale avancée et la position axiale reculée du doigt, au cours du déplacement de l'organe d'actionnement (5) selon un deuxième chemin (C2).

Description

Dispositif de fixation rapide par serrage d'un organe
La présente invention se rapporte à un dispositif de fixation rapide par serrage d'un organe, comprenant un support, au moins un doigt de serrage monté mobile en rotation autour d'un axe d'entraînement par rapport au support et monté mobile en translation selon ledit axe d'entraînement entre une position axiale avancée d'éloignement par rapport au support et une position axiale reculée de rapprochement dans laquelle le doigt est destiné à serrer ledit organe selon ledit axe d'entraînement contre le support, et un organe d'actionnement mobile sur une course prédéterminée suivant un chemin d'actionnemem par rapport au support.
Un dispositif connu de ce type comprend au moins un doigt de serrage guidé en translation simultanément avec une rotation, généralement selon un chemin hélicoïdal, par exemple grâce à deux tétons diamétraux du doigt engagés dans deux chemins de cames hélicoïdaux d'un tube de guidage fixé au support. Le guidage hélicoïdal entraîne une rotation du doigt sur une première partie de son déplacement de translation de la position axiale avancée à la position axiale reculée. Cette rotation permet à une partie d'extrémité du doigt faisant office de crochet de se positionner en biais par rapport à une ouverture oblongue d'une plaque de l'organe (Cf. Fig. l et Fig. 3b, ouverture 21 de la plaque 2), cette ouverture étant traversée par le doigt en vue du serrage de l'organe contre le support. Lc positionnement en biais avec un angle suffisant, typiquement compris entre 45° et 90°, permet au doigt d'accrocher la plaque de l'organe. La translation consécutive du doigt s'effectue quasiment sans rotation et réalise Ie serrage de la plaque contre le support.
L'actionnement du doigt de serrage est classiquement effectué par un vérin, généralement pneumatique, positionné dans le prolongement axial du doigt de façon à déplacer directement le doigt selon le chemin de guidage hélicoïdal. Un tel dispositif de serrage présente toutefois des inconvénients. En effet, la force produite par le vérin doit être sensiblement égale à la force de serrage du doigt qui est généralement importante, par exemple de l'ordre de quelques milliers de Newtons. Or, un vérin d'une telle puissance est généralement désavantageux en terme de coût et d'encombrement. En outre, il peut se produire une coupure ou une fuite d'air avec les vérins pneumatiques, et une diminution de la force du vérin implique généralement la même diminution de la force de serrage. Par ailleurs, du fail que la rotation du doigt de serrage est nécessairement simultanée avec une translation du doigt, une rotation par exemple de l'ordre de 45° impose au doigt une course de translation relativement importante. En effet, la course de translation simultanée avec la rotation n'est pas exploitable pour le serrage de l'organe, puisque la rotation du doigt provoque dans ce cas une usure du crochet du doigt et de la surface correspondante qui coopère avec le crochet sur la plaque de l'organe, La course de translation totale nécessaire pour le doigt est par conséquent généralement de l'ordre d'un centimètre, et il est quasiment impossible en pratique de réduire la course à moins de 5 mm. Or, il peut être avantageux de réduire cette course, ne serait-ce que pour limiter l'encombrement d'un doigt dans sa position axiale avancée d'éloignement par rapport au support.
La présente invention vise à résoudre ces inconvénients et à procurer un dispositif qui ne présente pas les inconvénients de Fart antérieur.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de fixation rapide tel que défini ci- dessus, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : un dispositif d'entraînement en rotation entraînant ledit doigt de serrage uniquement en rotation autour de l'axe d'entraînement au cours du déplacement de l'organe d'actionnement selon un premier chemin ; un dispositif d'entraînement en translation entraînant ledit doigt de serrage uniquement en translation selon l'axe d'entraînement entre ladite position axiale avancée et ladite position axiale reculée du doigt, au cours du déplacement de l'organe d'actionnement selon un deuxième chemin.
Grâce à ces dispositions, la totalité ou la plus grande partie du déplacement du doigt en rotation autour de l'axe d'entraînement s'effectue sans déplacement simultané du doigt en translation, et consécutivement la totalité ou la plus grande partie du déplacement du doigt en translation selon l'axe d'entraînement est utilisable pour le serrage de l'organe puisqu'il n'y a pas de rotation simultanée du doigt. Ceci permet de réduire la course de translation du doigt sans entraîner d'usure particulière des pièces qui réalisent le serrage de l'organe. En outre, du fait que le dispositif d'entraînement en rotation et le dispositif d'entraînement en translation sont actionnés par un même organe d'actionnement, le dispositif de fixation rapide est plus simple et plus fiable qu'un dispositif de fixation qui comporterait deux organes d'actionnement dislincts chacun dédié à un des deux dispositifs d'entraînement du doigt.
Avantageusement, le chemin d'actionnement de l'organe d'actionnement s'effectue selon une droite d'actionnement sensiblement perpendiculaire à l'axe d'entraînement du doigt. Ceci permet d'accroître substantiellement la compacité du dispositif de fixation rapide dans la direction de l'axe d'entraînement, en comparaison notamment avec un organe d'actionncmcnl s 'étendant dans le prolongement axial du doigt. Cette disposition permet en outre d'avoir une course de déplacement de l'organe d'actionnement supérieure à la course de translation du doigt selon l'axe d'entraînement, ce qui est particulièrement avantageux pour utiliser un organe d'amplification de force transformant le déplacement de l'organe d'actionnement en un déplacement plus petit mais avec une plus grande force du dispositif d'entraînement en translation,
Encore avantageusement, Ie premier chemin est effectué sur une première partie de
Ia course prédéterminée de déplacement de l'organe d'actionnement, et le deuxième chemin est effectué sur une deuxième partie successive de ladite course prédéterminée.
Ceci permet que les premier et deuxième chemins ne présentent pas de partie de recouvrement, ce qui évite que le déplacement du doigt en rotation autour de l'axe d'entraînement s'effectue en partie avec un déplacement simultané du doigt en translation e! limite Ic risque d'usure du doigt contre l'organe à serrer. Préférablement, les deux chemins sont non seulement successifs mais aussi consécutifs, ce qui empêche d'avoir un chemin intermédiaire à course morte entre les premier et deuxième chemins, c'est-à-dire un chemin au cours duquel le déplacement de l'organe d'actionnement n'entraînerait aucun déplacement du doigt en rotation ou en translation. Un chemin à course morte n'est généralement pas souhaitable, car la course prédéterminée de l'organe d'actionnement serait alors inutilement grande et pénaliserait i 'encombrement du dispositif de serrage.
Préférablement, le dispositif d'entraînement en translation est un organe d'amplification de force. Ceci permet d'amplifier la force procurée par l'organe d'actionnement pour entraîner en translation le doigt de serrage, et donc d'utiliser un organe d'actionnemeni moins puissant en comparaison avec le dispositif connu mentionne précédemment, ce qui est avantageux en termes de coût et d'encombrement. L'organe d'amplification de force peut être un levier, ou encore un dispositif déplaçablc en translation perpendiculairement à Taxe d'entraînement du doigt et présentant au moins un chemin de came sur lequel est guidé un élément de came solidaire en translation avec le doigt de serrage.
Dans des modes de réalisation préférés d'un dispositif de fixation rapide selon l'invention, on a recours notamment à Tune ou l'autre des dispositions suivantes : l'organe d'amplification de force comprend un levier apte à rouler sur le support suivant un axe de pivot ; le levier et une partie d'appui solidaire du support sur laquelle prend appui le levier ont des formes complémentaires de type nervure et rainure comportant chacune en section perpendiculaire à l'axe de pivoî un arc de cercle ; l'organe d'actionnement comprend une partie d'actionnement en appui suivant la direction d'entraînement d'un côté sur l'organe d'amplification de force et du côté opposé sur le support ; ladite partie d'actionnement vient en appui sur le support et sur l'organe d'amplification de force par l'intermédiaire respectivement d'un premier galet roulant et d'un deuxième galet roulant ; le dispositif de fixation rapide comprend une pluralité de doigts de serrage montés mobiles sur le support selon des axes d'entraînement parallèles entre eux, au moins deux organes d'actionnement étant mobiles suivant une même droite d'actionnement ; Je dispositif de fixation rapide comprend un fourreau dans lequel le doigt de serrage est monté pivotant, le dispositif d'entraînement en translation entraînant le doigt en translation selon l'axe d'entraînement par l'intermédiaire dudit fourreau.
L'invention a aussi pour objet un ensemble de fixation rapide comprenant un dispositif de fixation rapide tel que défini ci-dessus et un organe destiné à être serré selon l'axe d'entraînement du doigt contre le support, ledit doigt comportant un crochet d'appui présentant une section déterminée perpendiculairement audit axe d'entraînement et ledit organe présentant une ouverture ayant perpendiculairement audit axe d'entraînement une section complémentaire de la section déterminée dudit crochet d'appui.
D'autres caractéristiques et avantages ressorlcnt de la description qui va suivre d'exemples non limitatifs de modes de réalisation, en référence aux figures dans lesquelles : La figure 1 représente schématiquemcnl une vue partielle en perspective d'un ensemble de fixation rapide selon l'invention, comprenant plusieurs dispositifs de fixation rapide selon un premier mode de réalisation de l'invention.
La figure 2 représente schémaύquement une vue partielle en perspective d'un dispositif de fixation de l'ensemble de fixation rapide de la figure 1 , dans une configuration où une plaque d'un organe est serrée par le dispositif de fixation.
La figure 3a représente schematiquement une autre vue partielle en perspective du dispositif de fixation rapide de la figure 2, dans une configuration de fin de serrage de la plaque de l'organe. La figure 3b représente un détail de la figure 3a.
Les figures 4 à 6 représentent schématiquement des vues en perspective d'un deuxième mode de réalisation d'un dispositif de fixation rapide selon l'invention, chaque vue représentant une partie du même dispositif dans la même configuration de serrage. La figure 7 représente schématiquement un troisième mode de réalisation d'un dispositif de fixation rapide selon l'invention.
La figure 8 représente schématiquement un levier du premier mode de réalisation de l'invention.
Les figures 9a et 9b représentent schématiquement un quatrième mode de réalisation d'un dispositif de fixation rapide selon l'invention. La figure 10 représente schématiquement une vue en coupe latérale d'un cinquième mode de réalisation d'un dispositif de fixation rapide selon l'invention, selon le plan de coupe X- X de la figure 1 1
La figure 1 f représente schématiquement une vue de dessus du dispositif de fixation rapide de la figure 10, dans la même configuration de préparation au serrage d'un organe. La figure 12 représente schématiquement une vue en coupe latérale du dispositif de fixation rapide de la figure 1 1 selon Ic plan de coupe X-X, dans une configuration où un premier chemin a été parcouru par l'organe d'actionnement.
La figure 13 représente schématiquement une vue en coupe latérale du dispositif de fixation rapide de la figure i I selon le plan de coupe X-X, dans une configuration où un chemin intermédiaire suivi d'un deuxième chemin ont été parcourus par l'organe d'actionnement. Les figures 1 à 3b, qui correspondent à un premier mode de réalisation selon l'invention, sont décrites conjointement dans ce qui suit. L'ensemble de fixation rapide représenté sur la figure 1 comprend un dispositif de fixation rapide comprenant une pluralité de doigts de serrage 3 montes mobiles sur un support 1 selon des axes d'entraînement Z (Cf. figure 3a) parallèles entre eux. L'ensemble de fixation rapide comprend en outre un organe 2 comportant une plaque destinée à être serrée contre une surface d'appui dυ support 1 sensiblement plane et perpendiculaire à Ia direction des axes d'entraînement, selon cette direction. Chaque doigt 3 comporte un crochet d'appui 3E formant ici un T et présentant une section déterminée perpendiculairement à l'axe d'entraînement Z du doigt. La plaque d'un organe 2 présente plusieurs ouvertures oblongues 21 chacune correspondant à un doigt de serrage 3 et ayant perpendiculairement à l'axe d'entraînement du doigt une section complémentaire de la section du crochet d'appui 3E,
Chaque doigt de serrage 3 est monté mobile en rotation autour de son axe d'entraînement Z et mobile en translation selon son axe d'entraînement entre une position axiale avancée d'éloignement par rapport au support et une position axiale reculée de rapprochement dans laquelle le doigt est destiné à serrer l'organe 2 selon l'axe d'entraînement contre Ic support 1. La rotation d'un doigt 3 est prévue pour s'effectuer sans translation simultanée du doigt, c'est-à-dire que le doigt reste axialement immobile dans sa position axiale avancée au cours de îa rotation. La rotation du doigt s'effectue sur une course angulaire prédéterminée α entre une position d'engagement du crochet d'appui
3E (figure 1) appropriée pour que ledit crochet traverse une dite ouverture oblongue 21 et une position d'accrochage appropriée pour qu'une translation consécutive du doigt jusqu'à ladite position axiale reculée provoque le serrage de l'organe 2 (figures 3a et 3b). Sur la figure 1 , les doigts de serrage 3 sont chacun en position axiale avancée avec leurs crochets d'appui 3E en position d'engagement. Chaque doigt comprend une partie tubulaire supérieure de section circulaire emmanchée en coulissement dans une partie lubuîairc complémentaire d'un élément de guidage 17 fixé sur un capot non représenté du support 1 , afin de guider le doigt en translation le long de l'élément de guidage 17. Lc guidage du doigt en translation s'effectue aussi du fait que le doigt traverse de façon coulissante une ouverture du support L Un ressort de rappel de translation est monté à l' intérieur de la partie tubulaire supérieure du doigt et est toujours en compression entre le doigt et l'élément de guidage 17, permettant de maintenir le doigt dans la position axiale avancée. Une fois que le support 1 cl la plaque de l'organe 2 sont amenés en contact l'un contre l'autre (figure 2), les crochets d'appui 3E rcssortenl du côte de la plaque opposé au support 1 et peuvent être pivotes par exemple simultanément jusqu'à leurs positions d'accrochage avant d'être translatés jusqu'à leurs positions axiales reculées.
Chaque doigt 3 est commandé en déplacement par un organe d'aclionnement 5 mobile en translation par rapport au support 1 sur une course prédéterminée suivant un chemin d'actionnement s'effectuant selon une droite d'actionnement sensiblement perpendiculaire à l'axe d'entraînement du doigt. Le déplacement de l'organe d'actionnement 5 est commandé par exemple à l'aide d'un vérin ou d'un système à écrou et vis sans fin, et son guidage en translation selon la droite d'actionnement s'effectue par coulissement le long d'au moins deux barreaux 15 fixés au support 1. Un organe d'actionnement 5 commande le déplacement en rotation d'un doigt de serrage 3 par l'intermédiaire d'un dispositif d'entraînement en rotation 55 entraînant le doigt uniquement en rotation autour de l'axe d'entraînement du doigt au cours du déplacement de l'organe d'actionnement 5 selon un premier chemin Cl (figure 2). L'organe d'actionnement 5 commande le déplacement en translation du doigt de serrage par l'intermédiaire d'un dispositif d'entraînement en translation entraînant le doigt uniquement en translation selon l'axe d'entraînement du doigt entre la position axiale avancée et la position axiale reculée du doigt, au cours du déplacement de l'organe d'actionnement 5 selon un deuxième chemin C2 (figure 2),
Le dispositif d'entraînement en rotation 55 est formé par une goupille fixée à l'organe d'actionnement 5, apte à venir en prise avec une partie d'engagement 35 du doigt formée par une gorge s'étendant longitudinalemenl sur une surface extérieure généralement cylindrique du doigt. Le dispositif d'entraînement en translation est un organe d'amplification de force comprenant un levier 4 visible plus en détail sur la figure 8.
Le levier 4 comprend une partie de levage 45 apte à entraîner en translation le doigt 3, sous la forme d'une fourche avec deux branches formant un U, apte à venir en prise avec un épaulemenl annulaire 39 du doigt 3 (figure 2). Il comprend de plus une partie d'appui 47 présentant une surface d'appui contre laquelle une partie d'actionncmenl 51 de l'organe d'actionnement 5 peut se déplacer pour faire pivoter le levier. Le levier 4 comprend en outre une rainure 46 lui permettant de prendre appui et de rouler sur un barreau cylindrique 16 du support 1 suivant un axe de pivot A 1 formé par l'axe du barreau 16. L'axe de pivot Al est disposé perpendiculaire à l'axe d'entraînement
Z d'un doigt et à la droite d'actionnement de l'organe d'actionnement 5. Le barreau 16 constitue une partie d'appui solidaire du support 1 et comprend en section perpendiculaire à l'axe de pivot Al une portion arrondie selon un arc de cercle. La rainure 46 comporte en section perpendiculaire à l'axe de pivot Al une portion plate permettant au levier 4 de rouler sur la portion arrondie du barreau 16. On notera que dans la position des leviers 4 représentée sur la figure 1 , une partie d'actionnement 51 est en contact avec un levier 4 au niveau d'une portion courbée de la partie d'appui 47 adjacente à la partie de levage 45. De cette façon, le faible effort exercé sur le levier 4 par la partie d'actionnement 51 est dirigé du côté de la partie de levage 45 par rapport à l'axe de pivot Al . Ceci permet de maintenir le levier 4 dans une position où la partie de levage 45 n'est pas en prise avec l'épaulemenl annulaire 39 du doigt 3. La venue en prise n'est réalisée qu'une fois que la partie d'actionnement 51 a parcouru le premier chemin Cl (figure 2). Pendant ce premier chemin, le levier 4 pivote à vide, c'est à dire sans déplacer en translation Ie doigt 3.
La partie d'actionnement 51 , disposée en porte à faux sur l'organe d'actionnement
5, CvSt avantageusement en appui suivant la direction des axes d'entraînement d'un côté sur la partie d'appui 47 du levier 4 et du côté opposé sur la surface intérieure d'un capot non représenté du support 1. Ceci permet au capot du support 1 d'exercer sur la partie d'actionnement 51 une force de réaction perpendiculaire à ladite surface intérieure et qui contrebalance la force de réaction du levier 4, limitant grandement les efforts de vrillagc exercés par le levier 4 en réaction sur la partie d'actionnement 53 et permettant ainsi d'appliquer une force élevée sur le levier 4 sans compromettre la robustesse de l'organe d'actionnement 5. La partie d'actionnement 51 vient en appui sur Ic capot du support 1 et sur le levier 4 par l'intermédiaire respectivement d'un premier galet roulant 510 et d'un deuxième galet roulant 51 1. Ceci limite grandement les frottements et le bruit lors du déplacement de l'oigane d'actionnement 5, les premier et deuxième galets roulants tournant en sens inverse l'un par rapport à l'autre. Les deux organes d'actionnement 5 représentes sur la figure 1 sont mobiles en translation suivant une même droite d'actionncmetit, ci sont déplaçables de façon symétrique par rapport à un plan médian du support i . Chaque organe d'acuonncmeiit 5 est actionné ici par un vérin qui lui est dédié. Mais une telle disposition symétrique permettrait d'utiiiser un unique vérin pour actionner simultanément les deux organes d'actionnement 5.
Dans le mode de réalisation représenté, comme visible sur la figure 2, le premier chemin Cl de l'organe d'actionnement 5 est effectué sur une première partie de la course prédéterminée de l'organe d'actionnement 5 matérialisée par le déplacement d'un point M de cet organe, et le deuxième chemin C2 est effectué sur une deuxième partie consécutive de ladite course prédéterminée. La goupille d'entraînement en rotation 55 fixée sur l'organe d'actionnement 5 est disposée de façon à se désengager de la partie d'engagement
35 du doigt 3 au moment où le point M arrive à la fin du premier chemin Cl , ce qui arrête la rotation du doigt dans la position d'accrochage souhaitée. L'agencement du levier 4 est prévu pour que lorsque le point M entame Ic deuxième chemin C2 immédiatement après le premier chemin Cl , la partie de levage 45 du levier 4 présente une surface de prise 49 qui vient en contact avec l'épaulement annulaire 39 du doigt 3 de façon à déplacer le doigt en translation. Comme représenté sur la figure 3, lorsque le point M arrive à Ia fin du deuxième chemin C2, c'est à dire lorsque l'organe d'actionnement 5 a parcouru une course prédéterminée, le bras de levier du levier 4 amplifie au maximum l'effort exercé sur le levier par la partie d'actionnement 51. Par conséquent, la force exercée par le levier 4 sur le doigt 3 dans Ia position axiale reculée du doigt est aussi à son maximum, assurant ainsi un serrage optimal de l'organe 2. Cette force est préférablement dirigée exactement selon l'axe d'entraînement Z du doigt, la surface de prise 49 de la partie de levage 45 étant alors parallèle à l'épaulement annulaire 39 du doigt 3, évitant ainsi que le doigt subisse des efforts transverses.
Les figures 4 à 6, qui correspondent à un deuxième mode de réalisation d'un dispositif de fixation rapide selon l'invention, représentent chacune partiellement le même dispositif dans la même configuration de serrage et sont décrites conjointement dans ce qui suit.
Ce deuxième mode de réalisation diffère du premier mode de réalisation décrit ci- dessus essentiellement en ce que le doigt de serrage 31 et la partie d'aclionnemem 52 de l'organe d'actionnement 50 sont disposés d'un même côté par rapport à l'axe de pivot du levier, et en ce que la partie d'actionnemenl 52 est disposée entre le levier et la plaque 1 1 du support 1 traversée par le doigt 31 . Celle réalisation permet notamment d'améliorer la compacité du dispositif de fixation rapide,
L'organe d'actionnemeni 50 est formé par une pièce en tôle s'étendani globalement dans un plan d'actionnement parallèle à la plaque 1 1 (figure 6) du support 1 . Cette pièce en tôle présente sensiblement une forme en U avec deux flancs latéraux parallèles formés chacune par une partie de tôle plane perpendiculaire au plan d'actkmnement. Les deux flancs sont reliés entre eux à une première extrémité par une partie de tôle plane dans le plan d'actionnement et à une deuxième extrémité par un cylindre 521 sur lequel est monté un galet roulant 520 formant la partie d'actionnement 52 de l'organe d'actionnement 50. Une large ouverture (figure 5) est ainsi ménagée dans le plan d'actionnement, permettant le passage du doigt de serrage 31 et autorisant le déplacement de l'organe d'actionnement 50 relativement au doigt et au support sur une course prédéterminée sans être gêne par le doigt. Des moyens de guidage non représentés sont prévus pour guides1 l'organe d'actionnement 50 en translation sur la plaque 1 1 du support 1. Un barreau 14 solidaire du support 1 forme une partie d'appui sur laquelle prend appui le levier 41 , permettant au levier de rouler sur une partie arrondie du barreau suivant un axe de pivot A2 disposé perpendiculairement à l'axe d'entraînement Z du doigt 31 (figure 6). Par exemple, la partie arrondie du barreau comporte en section perpendiculaire à l'axe de pivot A2 un arc de cercle. Le levier 41 comprend une partie de levage 41 1 apte à entraîner en translation le doigt 31, sous la forme d'une fourche avec deux branches formant un U, et une partie d'appui 410 présentant sur son côté en vis-à-vis de Ia plaque 1 1 une surface d'appui contre laquelle la partie d'actionnement 52 de l'organe d'actionnement 50 peut se déplacer pour faire pivoter le levier. Avantageusement, cette surface d'appui présente vers l'extrémité du levier opposée à l'axe de pivot A2 un méplat 410A, lequel vient s'orienter sensiblement parallèlement à la surface intérieure 6 de la plaque 11 du support 1 dans la configuration de serrage représentée.
Comme représenté sur les figures 4 à 6, le doigt 31 est dans la position axiale reculée de rapprochement par rapport au support î , le crochet d'appui 3 IE du doigt étant pivoté dans la position angulaire d' accrochage, c'est-à-dire que le doigt serre une plaque trouée non représentée mais analogue à la plaque 2 visible sur les figures 1 et 3. Dans celte configuration de serrage d'un organe, ie galet roulant 520 est en appui contre le méplat 410A, et l'effort de réaction exercé sur la partie d'actionnemeni 52 par le levier 41 est donc - I i - dirigé selon une direction sensiblement normale au plan d'acϋonnemcm matérialisé par la surface intérieure 6 de la plaque 1 1 sur laquelle roule le galet 520. Par conséquent, en cas de perte d'effort exercé par l'organe d'actionnement 50 dans Ic plan d'actionnement, par exemple à cause d'une coupure ou d'une fuite d'air d'un vérin pneumatique de commande de l'organe d'actionnement, il n'y a pas de perte consécutive de l'effort de serrage. On notera que la disposition avantageuse d'un tel méplat sur le levier est applicable au premier mode de réalisation décrit précédemment.
Avantageusement, comme représenté sur la figure 6, le galet roulant 520 comprend deux roulements centraux en contact avec le méplat 410A mais sans contact avec la plaque J 1 , et deux roulements latéraux en contact avec deux parties latérales de surface intérieure
6A de la plaque 1 1 mais sans contact avec ic levier 41 . Ceci permet aux roulements centraux de tourner en sens inverse des roulements latéraux et d'éviter ainsi les frottements entre un roulement et une surface du levier ou de la plaque. Les quatre roulements sont de préférence identiques, et le contact sélectif entre un roulement et une surface est créé par une surépaisseur de la surface, par exemple égale à 0,2 mm, sur une largeur égale à la largeur du roulement. Le méplat 410A est ainsi formé par une surépaisseur de la surface d'appui de la partie d'appui 410 du levier 41 , sur la largeur des deux roulements centraux avec lesquels le méplat 410A est en contact. Sur la surface intérieure 6 de la plaque 1 1 , en face du méplat 41 OA, est formée une rainure 6B de la même largeur que le méplat 430A afin d'empêcher le contact avec les deux roulements centraux, seuls les deux roulements latéraux étant en contact avec Ia plaque 1 ! au niveau des deux parties latérales de surface intérieure 6A de part et d'autre de la rainure 6B.
Lc doigt 3 1 est guidé en translation selon l'axe d'entraînement Z grâce à un manchon de guidage 13 monté autour de l'ouverture de passage du doigt dans la plaque 1 1, ce manchon 13 étant fixé sur la surface intérieure 6 la plaque 1 1 (figure 6). Un dispositif d'entraînement en rotation 56 du doigt 31 est formé par les bords d'une ouverture dans un des deux flancs latéraux en tôle de l'organe d'actionncmenl 50, et est apte à venir en prise avec une partie d'engagement 36 du doigt 31 formée par une aiguille solidaire du doigt qui s'étend radialemcnt par rapport à l'axe d'entraînement Z du doigt, Dans la configuration de serrage représentée, l'aiguille 36 est en appui contre un flanc latéral de l'organe d' actionnement 50 grâce à un ressort de rappel de rotation 38 formé par une lame flexible csi fixé au doigt 31 , ce ressort 38 étant aussi en appui contre ledit flanc. Celte disposition assure rengagement de l'aiguille 36 dans l'ouverture 56 une fois que l'organe d'actionnemcnl 50 a été déplacé selon le deuxième chemin dans le sens du retour pour translater le doigt 31 jusqu'à la position axiale avancée d'éloignemenl par rapport aυ support 1. Consécutivement, le déplacement de i Organe d'aclionnement 50 peut se poursuivre dans le sens du retour selon le premier chemin, et le déplacement de l'ouverture 56 entraîne en rotation l'aiguille 36 et le doigt 31.
L'aiguille 36 est formée intégralement avec une partie tubulairc supérieure de section circulaire du doigt 31 , et un ressort de rappel de translation non représenté est monté à l'intérieur de ladite partie tubulaire supérieure de façon à être toujours en compression entre le doigt et un capot du support 1 .
Le troisième mode de réalisation d'un dispositif de fixation rapide selon l'invention, représenté schématiquement sur la figure 7, diffère du premier mode de réalisation décrit précédemment essentiellement en ce que le dispositif de fixation rapide comprend un fourreau 18 dans lequel le doigt, de serrage 32 est monté pivotant, le dispositif d'entraînement en translation entraînant le doigt de serrage en translation par l'intermédiaire du fourreau.
Le fourreau 18 est formé par une pièce tubulairc de section circulaire qui comprend sur sa surface extérieure deux éléments saillants 19 diamétralement opposés. Le dispositif d'entraînement en translation est un organe d'amplification de force comprenant un levier 42 qui comporte une partie de levage 421 articulée sur le fourreau 18 par l'intermédiaire des éléments saillants 19. Le fourreau 18 n'est donc pas autorisé à tourner autour de l'axe d'entraînement Z du doigt de serrage 32. Des moyens supplémentaires d'anti-rotation du fourreau 18, non représentés, peuvent éventuellement être prévus. Le fourreau 18 peut donc se déplacer uniquement en translation avec le doigt 32 selon l'axe d'entraînement Z. Dans le mode de réalisation représenté, le fourreau est relativement haut et traverse une ouverture 12 prévue dans une plaque 1 1 du support i , mais il peut être prévu un fourreau moins haut de façon à ce qu'uniquement le doigt 32 traverse l'ouverture 12.
Le levier 42 comporte un galet 422 apte à rouler sur une surface d'appui solidaire du support 1 , autour d'un axe A3 qui constitue un axe de pivot mobile du levier. Il comporte en outre une partie d'appui 420 présentant une surface d'appui contre laquelle une partie d'actionnement 51 peut se déplacer pour faire pivoter le levier. L'organe d'actionnemcnl non représenté, et sa partie d'actionnemcnl 5 1 comprenant un premier galct roulant 510 et un deuxième galel roulant 51 1 , sont analogues aux éléments correspondants du premier mode de réalisation décrit précédemment. De même, le dispositif d'entraînement en rotation 55 est formé par une goupille solidaire en déplacement de l'organe d'actionnement. Un ressort de rappel de translation 8 est prévu de pour maintenir le doigt 32 dans la position axiale avancée d'éloignement par rapport au support 1 telle que représentée sur la figure.
Contrairement au premier mode de réalisation, le déplacement de la partie d'actionnement 51 pour parcourir le premier chemin Cl selon une droite d'actionnement D perpendiculaire à l'axe d'entraînement 2 n'entraîne pas le pivotement du levier, puisqu'il n'y a contact entre le deuxième galet roulant 5J l et le levier 42 qu'au commencement du deuxième chemin C2, Préférablemcnt, la goupille 55 se desengage d'avec le doigt 32 au même moment, ce qui implique que le doigt 32 a fini de tourner lorsque le levier 42 commence à pivoter en entraînant en translation le fourreau 18 et le doigt.
La configuration représentée permet d'obtenir une relativement grande course de translation h du doigt 32. Mais il est entendu qu'une course plus faible permet de moins incliner le levier 42 dans la position axiale avancée du doigt 32, et par conséquent permet un levier plus long avec un plus grand bras de levier pour une meilleure amplification de l'effort d'actionnement.
Avantageusement, la surface d'appui de la partie d'appui 420 du levier 42 présente vers l'extrémité opposée à l'axe de pivot A3 un méplat 420A sensiblement parallèle à la surface intérieure d'une plaque de capot 7 du support 1 contre laquelle roule le premier galet roulant 510, dans la configuration de serrage correspondant à la position où le levier est représenté en pointillés. Les avantages d'un tel méplat, en particulier en cas de perte d'effort de l'organe d'actionnemeni 5, ont été expliqués en rapport avec le méplat 410A (figure 6) du levier dans le deuxième mode de réalisation.
Idéalement, dans la configuration de serrage, les éléments saillants 19 sur lesquels Ic levier 42 est articulé doivent être à la même hauteur que Taxe de pivot A3 du levier, afin que l'effort de serrage exercé par le levier sur le doigt soil dirigé exactement selon l'axe d' entraînement Z du doigt. Les figures 9a et 9b concernent un quatrième mode de réalisation d'un dispositif de fixation rapide selon l'invention, consistant en une modification du dispositif d'entraînement en rotation du doigt pouvant être appliquée aux premier cl troisième modes de réalisation précédents. Le dispositif d'cniraînemcnt en rotation n'est plus complètement solidaire en mouvement de l'organe d'aclionnemenl 5, puisqu'il compiend une goupille 57 reliée à l'organe d'actionnement par l'intermédiaire d'une lame flexible 59. De même que dans les réalisations précédentes, la goupille 57 reste engagée dans une partie d'engagement 37 formée par un évidement du doigt 33 pendant tout le premier chemin Cl de l'organe d'actionnement 5, et se désengage au début du deuxième chemin C2. Un guide 25 fixé au support permet de guider la goupille 57 jusqu'à la partie d'engagement 37 sur le chemin retour, et une buiέe fixe 26 limite la rotation du doigt. 33 à l'angle α souhaité. Cc mode de réalisation permet un grand angle α de rotation du doigt par exemple égal à 90° avec un premier chemin Cl relativement court.
D'autres moyens de liaison entre le dispositif d'entraînement en rotation du doigt et l'organe d'actionnement peuvent être envisagés, par exemple par l'intermédiaire d'un levier auxiliaire rappelé en rotation par un ressort et pivotant dans un plan parallèle à l'axe d'entraînement du doigt ainsi qu'à la droite d'actionnement selon laquelle se déplace l'organe d'actionnement. Il est alors possible de raccourcir encore le premier chemin Cl sans diminuer l'angle de rotation du doigt. Une première extrémité du levier auxiliaire est reliée en permanence à une partie d'engagement du doigt et une deuxième extrémité du levier est en appui en butée contre l'organe d'actionnement uniquement pendant le premier chemin C l , le ressort de rappel fournissant l'énergie pour tourner le levier et entraîner ainsi Ie doigt en rotation.
Un cinquième mode de réalisation d'un dispositif de fixation rapide selon l'invention est représenté schémaîiqucmcnt sur les figures 10 à 13, et diffère des modes de réalisation décrits précédemment essentiellement en ce que l'organe d'amplification de force constituant le dispositif d'entraînement en translation du doigt 32 ne comprend pas un levier mais un coulisseau 43 comportant une surface de came 44 par laquelle il est apte à actionner le doigt en translation lors de son déplacement.
Le guidage du doigt 32 en translation selon l'axe d'entraînement Z s'effectue de manière analogue au troisième mode de réalisation (figure 7) par l'intermédiaire d'un fourreau 18 dans lequel le doigt 32 est monté pivotant Deux galets 19' diamétralement opposés son! prévus sur la surface extérieure du fourreau 18 pour coopérer avec la suifaoc de came 44 du coulisseau 43. La surface de came 44 est foiméc pas deux surfaces supci ieurcs profilées prévues sur deux longerons identiques et parallèles 43 A, 43 B qui s'étendent dans la direction de la droite d'actionncmenl D selon laquelle peut se déplacer un organe d'actionnement 5' relié directement au coulisscau 43. Comme dans ïes modes de réalisation précédents, la droite d'actionnement D est prévue sensiblement perpendiculaire à l' axe d'entraînement Z. Les deux longerons 43A, 43B sont reliés entre eux de façon rigide au niveau de leurs extrémités avant et. arrière grâce à deux axes A4, A5 sur lesquels sont montés des galets roulants permettant un déplacement sans frottements du couîisseau sur le support 1. Un dispositif d'entraînement en rotation 58 est relié de façon rigide au longeron 43B pour être solidaire en translation du couîisseau 43, et comprend une ouverture dont les bords sont aptes à venir en prise avec une partie d'engagement 36 du doigt 32. De façon analogue au deuxième mode de réalisation (figure 6), la partie d'engagement 36 est formée par une aiguille solidaire du doigt qui s'étend radialement par rapport à l'axe d'entraînement Z du doigt, et un ressort de rappel de rotation 38 formé par une lame flexible est fixé au doigt 32. La surface de came 44 présente une première partie sensiblement plane parallèlement à la droite d'actionnement D, de telle façon que le déplacement relatif des galets 19' sur cette première partie n'entraîne aucun déplacement du fourreau 18 (figure
12). Dans la réalisation particulière représentée, la rotation du doigt 32 n'est pas terminée dans la configuration de la figure 12, c'est-à-dire au moment où une partie de la surface de came 44 inclinée par rapport à Ia droite d'actionnement D vient en contact avec les deux galets 19'. Ceci implique que lors du déplacement de l'organe d'actionnement 5' selon un premier chemin Cl pour tourner le doigt 32 d'un angle prédéterminé, le doigt est d'abord entraîné uniquement en rotation autour de l'axe d'entraînement Z au cours d'un chemin formant seulement une partie du premier chemin Cl . La rotation du doigt est poursuivie pendant un chemin de recouvrement C 12 (figure 13) formé par la partie du premier chemin
Cl qui recouvre le deuxième chemin C2, au cours duquel une relativement faible translation du doigt est réalisée simultanément avec la rotation.
Bien entendu, Ic chemin de recouvrement Cl 2 est suivi consécutivement par une partie du deuxième chemin C2 au cours de laquelle le doigt 32 est entraîné uniquement en translation. La course prédéterminée C du chemin d'aclionnemenl de l'organe d'actionncmenl 5' esl alors inférieure à la somme des courses des chemins Cl et C2. ce qui peut avoir pour avantage d'améliorer la compacité du dispositif en limitant la course prédéterminée C nécessaire. Un te! chemin de recouvrement C 12 n'est toutefois généralement pas souhaitable, en particulier si Ia course de translation du doigl est faible (typiquement inférieure à 5 mm) en raison des risques de blocage ou d'usure par frottement pendant la rotation simultanée avec la translation. 11 est aisé de prévoir des chemins Cl et C2 consécutifs en allongeant la partie plane de la surface de came 44.
Prόférabiement, l'inclinaison de la surface de came 44 au niveau du contact avec les galets 19', par rapport à la droite d'actionnement D, diminue vers la fin du chemin C2 pour devenir quasiment nulle, afin que l'effort de serrage exercé par le coulisseau 43 sur Ic doigt 32 soit dirige selon la direction de l'axe d'entraînement Z. Cette disposition du profil de la surface de came 44 présente les mêmes avantages que ies dispositions des méplats 410A et 420A (figures 6 et 7) dans les deuxième et troisième modes de réalisation précédents.
Dans une variante non représentée du cinquième mode de réalisation d'un dispositif de fixation rapide selon l'invention, il est prévu un assemblage de plusieurs coulisseaux 43 en série ou en parallèle entraînant simultanément une pluralité de doigts de serrage. Cet assemblage est préférablement actionné par un unique organe d'actionnement 5', pour des raisons de coût et de compacité.
Dans les modes de réalisation décrits précédemment, le chemin d'actionnement de l'organe d'actionnement s'effectue selon une droite. L'invention n'est toutefois pas limitée à cette disposition, et il peut être prévu en particulier un chemin d'aclionnemenî selon un arc de cercle. Par exemple, sur la base du cinquième mode de réalisation, il peut être prévu au moins un coulisseau 43 dont les deux axes A4, A5 reliant les longerons 43A, 43B convergent en un point du support 1 , les galets roulants montés sur ces axes se déplaçant alors selon des arcs de cercle concentriques. Des longerons 43A1 43B communs à plusieurs dispositifs d'entraînement de doigts de serrage disposés en série selon un cercle peuvent être formés par deux anneaux coaxiaux rigidement reliés entre eux, montés sur le support 1 de façon à tourner autour de leur axe commun et présentant latéralement des surfaces profilées formant une succession de surfaces de came 44 dédiées chacune à l'entraînement d'un doigt de serrage. L'organe d' actionnement peut alors être formé par un bras relié aux deux anneaux et pivotant avec les anneaux autour dudit axe commun sur un chemin d'actionnement selon un arc de cercle. Les applications d'un dispositif de fixation rapide selon l 'invention sont multiples. Par exemple, dans ie domaine de la robotique, ie dispositif peut servir de changeur d'outil, le support I étant fixé au bras d'un robot et l'organe 2 étant fixé à l'outil. Dans le domaine de la machine outil, le dispositif peut servir pour fixer rapidement sur une machine des pièces devant être usinées. D'autres domaines d'applications sont envisagés par exemple dans l'automobile, concernant notamment des solutions pour fixer eî. retirer rapidement les batteries.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de fixation rapide par serrage d'un organe (2), ledit dispositif comprenant : un support (1 ) ; au moins un doigt de serrage (3, 31, 32, 33) monté mobile en rotation autour d'un axe d'entraînement (Z) par rapport au support (1 ) et monté mobile en translation selon ledit axe d'entraînement (Z) entre une position axiale avancée d'éloignement par rapport au support (i ) et une position axiale reculée de rapprochement dans laquelle le doigt est destiné à serrer ledit organe (2) selon ledit axe d'entraînement (Z) contre le support (1 ) ; un organe d'actionnement (5, 5\ 50) mobile sur une course prédéterminée suivant un chemin d'actionnement par rapport au support (1 ) ; caractérisé en ce qu'il comprend en outre : un dispositif d'entraînement en rotation (55, 56, 57, 58) entraînant ledit doigt de serrage (3, 31, 32, 33) uniquement en rotation autour de l'axe d'entraînement (Z) au cours du déplacement de l'organe d'actionnement (5, 5', 50) selon un premier chemin (Cl) ; un dispositif d'entraînement en translation (4, 41, 42, 43) entraînant ledit doigt de serrage (3, 31 , 32, 33) uniquement en translation selon l'axe d'entraînement (Z) entre ladite position axiale avancée et ladite position axiale reculée du doigt, au cours du déplacement de l'organe d'actionnement (5, 50) selon un deuxième chemin (C2).
2. Dispositif de fixation rapide selon la revendication 1 , dans lequel le chemin d'aclionnement s'effectue selon une droite d'actionnement (D) sensiblement perpendiculaire à l'axe d'entraînement (Z).
3. Dispositif de fixation rapide selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel ledit premier chemin (Cl ) est effectué sur une première partie de ladite course prédéterminée duclit organe d'actionnement (5, 50) et ledit deuxième chemin (C2) est effectué sur une deuxième partie successive de ladite course prédéterminée.
4. Dispositif de fixation rapide selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel Ic dispositif d'entraînement en translation (4, 41, 42, 43) est un organe d'amplification de force.
5. Dispositif de fixation rapide selon la revendication 4, dans lequel ledit organe d'amplification de force comprend un levier (4, 41 , 42) apte à rouler sur le support (1 ) suivant un axe de pivot (Al , A2, A3).
6. Dispositif de fixation rapide selon la revendication 5, dans lequel une partie d'appui (16, 14) solidaire du support (1 ) sur laquelle prend appui le levier (4, 41 ) comporte en section perpendiculaire à l'axe de pivot (Al , A2) un arc de cercle,
7. Dispositif de fixation rapide selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel l'organe d'aclionnement (5, 50) comprend une partie d' actionnèrent (51 , 52) en appui suivant la direction d'entraînement (Z) d'un côté sur l'organe d'amplification de force (4, 43 , 42) et du côté oppose sur le support ( 1 ).
8. Dispositif de fixation rapide selon la revendication 7, dans lequel ladite partie d'actionnement (51 ) vient en appui sur Ie support (1 ) cl sur l'organe d'amplification de force (4, 42) par F intermédiaire respectivement d'un premier galet roulant (510) et d'un deuxième galet roulant (51 1).
9. Dispositif de fixation rapide selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une pluralité de doigts de serrage (3, 31, 32, 33) montés mobiles sur le support (1) selon des axes d'entraînement (Z) parallèles entre eux, dans lequel au moins deux organes d'actionnement (5, 50, 5') sont mobiles suivant une même droite d'actionnement (D).
10. Dispositif de fixation rapide selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un fourreau (18) dans lequel le doigt de serrage (32) est monté pivotant, le dispositif d'entraînement en translation (42, 43) entraînant ledit doigt de serrage (32) en translation selon l'axe d'entraînement (Z) par l'intermédiaire dudit fourreau (38).
1 1. Ensemble comprenant un dispositif de fixation rapide selon l'une quelconque des revendications précédentes et un organe (2) destiné à être serré selon ledit axe d'entraînement (Z) contre Ic support (1), ledit doigt (3, 31 , 32, 33) comportant un crochet d'appui (3E) présentant une section déterminée perpendiculairement audit axe d'entraînement (Z) et ledit organe (2) présentant une ouverture (21) ayant perpendiculairement audit axe d'entraînement (Z) une section complémentaire de la section déterminée cïudit crochet d'appui (3E).
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