Serre joint à mâchoire mobile blocable

Abstract

 Ce serre joint est du type composé d'une mâchoire fixe (2) solidai­re d'une tige de coulissement (3) et d'une mâchoire mobile (4) avec moyens de serrage à vis (7-8) et avec pied (4a) traversé par une lumière (5) permet­tant son coulissement sur la tige (3) et assurant, par deux de ses arêtes transversales opposées (10a-10b), le coïncement sur la tige (2).
Selon l'invention, les deux arêtes de coïncement sont constituées par des bossages arrondis (12-13) de rayon r et se raccordant, à l'inté­rieur de la lumière, à des faces longitudinales (15-16) qui, faisant vis à vis au champ intérieur (3a) et extérieur (3b) de la tige (3), sont inclinées par rapport à l'axe longitudinal de cette lumière (5), d'une même valeur et sont parallèles entre elles, tandis que la tige (3) comporte, dans l'un de ses champs (3a-3b), des crans (14) espacés et aptes à coopérer avec l'un (13) des bossages de la lumière (5) pour caler positivement le pied (4a) de la mâchoire mobile (4) sur la tige (3).

Description

[0001] L'invention est relative à un serre joint du type composé, comme représenté sur la figure 1 annexée, d'une mâchoire fixe 2 dont le pied 2a est solidaire d'une tige de glissement 3 et d'une mâchoire mobile 4 dont le pied 4a est traversé par une lumière transversale 5 permettant son coulissement sur la tige de glissement. La mâchoire mobile 4 est munie, à l'opposé du pied 4a, d'un fourreau 6 recevant des moyens de serrage du type composé d'un vérin ou pompe 7 actionnable par une tige filetée 8 avec tête de manoeuvre 8a.

[0002] Comme le montre la figure 2, lorsqu' un tel serre joint est utilisé pour serrer un objet 1, sa mâchoire mobile 4 est rapprochée jusqu' au contact de son piston 7 avec l'objet 1, en appui par ailleurs, contre la mâchoire fixe 2. Ce coulissement est rendu possible grâce au jeu fonctionnel existant entre la tige 3 et les faces de la lumière 5 ménagées dans le pied 4a de la mâchoire 4. Lorsque les moyens de serrage sont actionnés, l'effort de réaction à ce serrage, représenté par la flèche F à la figure 2, tend à faire pivoter la mâchoire mobile 4 dans le sens de la flèche 9 et entraine le blocage, par autocoïncement de cette mâchoire sur la tige 3. Cet autocoïncement est assuré par l'appui, respectivement, sur le champ intérieur 3a et sur le champ extérieur 3b de la tige 3, de deux des arêtes transversales opposées 10a et 10b de la lumière 5, comme schématisés par un point à la figure 2.

[0003] Traditionnellement, les deux arêtes de coïncement sont constituées par des angles vifs qui, résultant de l'usinage de la lumière 5, s'émoussent et se matent dans le temps, en même temps que les champs de la tige sur lesquels ils appuient. Ainsi, sous les serrages successifs, apparait un phénomène de polissage des surfaces, aussi dénommé savonnage, qui favorise le glissement intempestif du pied 4a sur la tige 3. Il en résulte que,dans le temps, l'effet d'autocoïncement est moins performant car non garanti, et peut même disparaitre, avec le risque d'entrainer le déserrement du serre joint, déserrement qui est très dangereux pour l'utilisateur et entraine le rebut du serre-joint. Un tel déserrement peut être facilité par les vibrations de la machine outil sur laquelle la pièce et le serre joint son montés, par les réactions des pièces ou organes serrés, ou par des chocs.

[0004] Il faut préciser que la fiabilité du serrage dépend également des jeux fonctionnels prévus entre la lumière et la tige de coulissement, jeux dépendant eux-mêmes des conditions de fabrication. Or, pour parvenir à des prix de revient peu élevés, il est courant que la tige de coulissement soit brute de laminage et que la lumière soit brute de fonderie, ce qui conduit à des tolér nces et à des jeux fonctionnels élevés perturbant l'autocoincement.

[0005] Pour supprimer le glissement perturbant l'autocoincement, il a été envisagé, comme décrit dans le brevet français 687528, de munir la mâchoire mobile d'un bossage arrondi apte à s'engager dans au moins l'un des crans ménagés sur l'un des champs de la tige de coulissement. Le bossage est ménagé à l'extrémité d'un bras disposé dans le prolongement postérieur du pied de la mâchoire mobile. En raison de cette disposition, augmentant la distance entre le point d'appui sur la tige de coulissement et la zone de serrage de la mâchoire mobile, ce bossage et l'autre point d'appui sont soumis à des efforts élevés qui accélèrent leur matage. Par ailleurs, et en l'absence de jeu suffisant entre la lumière et la tige, le désengagement du bossage du cran de la tige et le coulissement de la mâchoire sur cette tige sont malaisés, et rendent difficile le positionnement du bossage dans l'un des autres crans de la tige. Ce bossage constitue donc organe de positionnement de la mâchoire mobile mais n'améliore pas la fiabilité de l'autocoincement et perturbe les réglages de cette mâchoire mobile.

[0006] La présente invention a pour but de remédier à cela, en fournissant un serre joint qui, du type dans lequel la mâchoire mobile comporte un bossage coopérant avec des crans ménagés dans l'un des champs de la tige, procure un positionnement positif et fiable de la mâchoire mobile, sans détérioration des éléments en présence, tout en permettant un déplacement et un positionnement aisé et sûr de la mâchoire mobile, et cela pour un faible prix de revient.

[0007] A cet effet, dans le serre joint selon l'invention, les deux arêtes de coincement sont constituées par des bossages arrondis de rayon (r) venant de moulage précis avec la lumière, saillant à l'intérieur de celle-ci, et dont la distance entre leurs sommets, distance mesurée dans un plan orthogonal à l'axe x′x de la lumière,est inférieure à la distance entre le fond d'un cran de la tige et le champ opposé et a une valeur telle, qu'en position d'utilisation, l'angle de pincement de la mâchoire mobile par rapport à la tige est de l'ordre de 88°, tandis que, d'une part, les faces longitudinales de la lumière sont dans des plans tangents aux bossages, sont inclinées, par rapport à l'axe longitudinal de la lumière, d'un même angle (a) de valeur comprise entre 10 et 16°, et sont séparées par une distance égale à la largeur de la tige majorée d'une valeur égale à deux fois la tolérance de laminage affectant cette largeur, et que,d'autre part, les crans arrondis ménagés dans la tige ont un rayon de valeur (R), supérieure à celle du rayon (r) du bossage correspondant, une profondeur (h) de valeur inférieure à celle de la saillie formée par le bossage et sont séparés du champ opposé de la tige par une distance de valeur indépendante des tolérances de fabrication de la tige.

[0008] Avec cet agencement, les arêtes de coincement sont composées de bossages arrondis résistant au matage et dont les dimensions et les positions relatives sont déterminées en rapport avec les dimensions transversales de la tige et avec la longueur du pied de la mâchoire, pour donner à la mâchoire, un angle de pincement favorisant la conservation du serrage dans le temps et évitant l'échappement des objets serrés.

[0009] La réalisation par moulage précis de la lumière, procure des tolérances de fabrication qui, de l'ordre de quelques centièmes de millimètres, interviennent peu sur le fonctionnement général de la mâchoire et permettent d'utiliser une tige de coulissement venant directement de laminage , c'est-à-dire présentant des tolérances de l'ordre de plus ou moins 0,5 mm.

[0010] Enfin, les caractéristiques dimensionnelles des faces inclinées, à savoir inclinaison et espacement, facilitent, par basculement ergonomique de la mâchoire, le dégagement du bossage hors des crans, et le coulissement du pied de mâchoire sur la tige, sans risque d'accrochage des crans suivants. Le faible jeu affecté au coulissement est suffisant pour celui-ci, mais permet, en plus, de mieux percevoir les crans successifs et de faciliter ainsi la sélection d'un autre cran de la tige.

[0011] D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant à titre d'exemple une forme d'exécution de ce serre joint.

Figures 1 et 2 sont des vues, respectivement, en perspective et de côté en élévation montrant un serre joint traditionnel, respectivement, au repos et en position de serrage;

Figure 3 est une vue en perspective, avec coupe partielle du pied, montrant une forme d'exécution du serre joint selon l'invention;

Figure 4 est une vue partielle de côté en coupe transversale montrant, à échelle agrandie, la forme de la lumière du pied du serre joint selon l'invention;

Figures 5 et 6 sont des vues partielles de côté en coupe transversale montrant le pied de la mâchoire mobile, respectivement, en serrage et lors du déplacement du pied.

[0012] Comme un serre joint traditionnel, le serre joint selon l'invention comporte une mâchoire 2, une tige 3, une mâchoire mobile 4, un fourreau 6, un piston 7 actionné par une tige filetée 8 avec un organe de manoeuvre 8a.

[0013] Selon l'invention, les deux arêtes de coïncement formées dans la lumière 5 du pied 4a sont constituées par des bossages arrondis respectivement 12 et 13, de rayon r, tandis que le champ intérieur 3a de la tige 3 comporte des crans 14 aptes chacun à coopérer avec le bossage 13 du pied 4a. La lumière 5, ses bossages 12 et 13, et ses faces inclinées 15-16 viennent de moulage précis avec le pied de la mâchoire mobile, tandis que la tige 13 est constituée par un fer laminé dont les crans 14 sont poinconnés.

[0014] Les bossages 12 et 13 font saillie à l'intérieur de la lumière 5. Leurs sommets sont séparés par une distance (t) qui, mesurée orthogonalement à l'axe x′x de la lumière 5, est inférieure à la largeur (T) séparant le fond des crans 14 du champ opposé 3b de la tige 3. Le rapport entre (t) et (T) est défini par un calcul simple en tenant compte des tolérances de fabrication de manière qu'en position de serrage, représentée à la figure 5, l'angle de pincement (D), entre l'axe longitudinal de la tige et le plan médian (P1) du pied de la mâchoire mobile, soit inférieur à 90° et de l'ordre de 88°, à plus ou moins 30 minutes, compte tenu des tolérances de fabrication.

[0015] La lumière 5 comporte des faces longitudinales 15 et 16 qui, faisant vis-à-vis au champ 3a et 3b de la tige 3, sont inclinées par rapport à son axe longitudinal x′x d'une même valeur (a). Celle-ci, comprise entre 10 et 16°, est définie par le calcul en tenant compte des tolérances de fabrication, de manière que la distance L, mesurée perpendiculairement à ces faces, soit égale à la largeur l de la tige 3, augmentée de deux fois la tolérance maximale de fabrication concernant cette dimension. En pratique, la tolérance maximale étant de + 0,5, l'accroissement de L par rapport à l est de l'ordre de 1 mm.

[0016] Comme le montrent les figures 3 à 6, les faces inclinées 15 et 16 sont dans plans qui sont tangents aux bossages arrondis 12 et 13 dont elles sont séparées par des congès arrondis 17 de dégagement, dont l'utilité sera précisée plus loin.

[0017] Enfin, chacun des crans 14 de la tige est constitué par une gorge arrondie de rayon (R), de valeur supérieure à celle (r) des bossages, et de profondeur (h) de valeur inférieure à cette valeur (r). Ces crans 14 sont répartis régulièrement sur le champ intérieur 3a de la tige 3 avec un pas (K) qui est inférieur à la course (C) du piston 7 des moyens de serrage de la mâchoire mobile du serre joint.

[0018] Il faut ici préciser, que pour obtenir une valeur de la distance T qui soit insensible aux variations dimensionnelles de l, les gorges 14 sont obtenues par poinconnage de la tige alors que celle-ci est en butée par son champ 3b opposé à celui poinconné. Grâce à cela, la valeur de T est précise à quelques centièmes de millimètres près et ne dépend pas des importantes tolérances de fabrication de la tige. Cet agencement de fabrication permet d'obtenir la précision fonctionnelle recherchée sans avoir recours à un tige usinée, beaucoup plus onéreuse.

[0019] Pour une série de serre joints, les valeurs dimensionnelles (t), (T) et (L), et celle angulaire (a), sont, sans tenir compte de leur faible tolérance de fabrication, constante en valeur théorique et sont calculées à partir la largeur (l) de la tige et de la longueur (E) du pied de la mâchoire mobile, c'est-à-dire, à partir de dimensions qui varie t en fonction de la longueur des machoires et des efforts s'exerçant sur celles-ci. En pratique, les valeurs (L) et (t) sont obtenues par le positionnement précis des noyaux formant les bossages et les faces inclinées de la lumière 5, c'est-à-dire par des moyens parfaitement maitrisés et permettant d'obtenir des précisions de l'ordre de quelques centièmes de millimètres.

[0020] A titre d'exemple : pour un serre joint ayant une longueur de pied E de 30 mm et une tige de 35 mm de largeur avec un tolérance de fabrication de plus ou moins 0,5 mm, et des valeurs r et R respectivement de 4 et 5 mm, la distance T a pour valeur 33 mm, celle t 32,5 mm, celle L 36 mm, celle h est comprise entre 1,5 et 2,5 mm et l'angle (a) à une valeur de 13°.

[0021] Les figures 3 et 5 montrent bien que, grâce à la différence de valeur des rayons R et r, le bossage 13 porte bien à l'intérieur du cran correspondant et s'articule de manière efficace dans celui-ci,c'est à dire peut pivoter autour de sa génératrice d'appui sans autre frottement avec la concavité du cran 14.

[0022] Cette figure 5 montre également que l'angle de pincement D a une valeur qui est de l'ordre de 88° afin que, lors du serrage, la flexion du montant de la mâchoire mobile 4 amène cet angle, au plus, à la valeur de 90° ce qui empêche les objets serrés d'échapper des mâchoires.

[0023] Lorsque le serre joint est en serrage, l'effort de réaction dû à ce serrage plaque, respectivement le bossage 12 contre le champ extérieur 3b et le bossage 13 contre le fond du cran 14 du champ intérieur 3a, et assure ainsi le blocage de la mâchoire mobile. Ce blocage parfaitement fiable, est insensible tant aux vibrations qu'aux chocs. En effet, même si le serre joint est soumis à un choc violent, par exemple lorsqu' il tombe au sol en serrant un objet entre sa mâchoire fixe et sa mâchoire mobile, le serrage est maintenu puisque le choc est insuffisant pour faire sauter le bossage 13 de son cran et, encore moins, pour détruire cette liaison par cisaillement du bossage. Les deux bossages 12 et 13, réalisés par moulage, en fonte aciérée, sont résistants et parfaitement solidaires du pied. Le crantage, réalisé en profondeur dans le champ intérieur de la tige, possède une solidité bien supérieure à celle des moletages traditonnels n'ayant une profondeur que de quelques dizièmes de millimètres. Ces bossages et crantages garantissent donc l'efficacité du blocage, quelles que soient les sollicitations auxquelles est soumis le serre joint.

[0024] Par ailleurs, le recours à des bossages arrondis pour constituer les arêtes de coincement, exerçant la pression sur les champs de la tige 3, améliore la résistance de ces arêtes, réduit leur matage et garantit l'efficacité dans le temps du blocage obtenu.

[0025] Il faut ici noter qu'en raison de cette sécurité apportée dans le blocage de la mâchoire mobile sur la tige du serre joint, celui-ci peut être utilisé dans des applications nouvelles qui, jusqu'à ce jour, ne pouvaient être envisagées en raison de l'insécurité de ce blocage et, par exemple, pour la fixation de pièces sur des machines outils sujettes à vibrations.

[0026] Pour amener la mâchoire mobile de sa position de serrage, représentée figure 5, à sa position de déplacement, représentée figure 6, il suffit de la faire pivoter en rapprochant les moyens de serrage de la mâchoire fixe 2. Durant ce mouvement, le congé 17, juxtaposé au bossage 13, vient coiffer la dent formée par l'intervalle entre crans 14 et évite ainsi le blocage du basculement par la face inclinée 16, ou d'avoir à prévoir un jeu J trop important. En d'autres termes, le congé 17 permet de maitriser le jeu de fonctionnement en jouant sur la position de la face inclinée 16, de manière que, compte tenu des tolérances de fabrication de la tige, ce jeu soit toujours suffisant pour assurer le déplacement aisé du pied de mâchoire sur la tige, sans accrocher les crans, mais pas trop important pour que l'opérateur déplaçant la mâchoire, ne perçoive plus les crans et soit obligé de les chercher par tâtonnement. Dans le présent serre-joint le jeu de coulissement est volontairement limité afin que l'opérateur déplaçant la mâchoire n'accroche pas les crans mais les perçoivent au passage.

[0027] Il ressort de ce qui précède que ce serre joint à blocage positif de sa mâchoire mobile procure d'excellents résultats, fiable dans le temps pour un faible surcoût de fabrication résultant du seul taillage du crantage, tout en présentant le même aspect qu'un serre joint traditionnel.

[0028] Enfin, par l'usage de moyens de blocage positifs,insensibles aux chocs, il procure une confiance d'utilisation introuvable avec tout autre type de serre-joint permettant le déserrage instantané par la seule application d'un choc sur la face 20 du pied.

[0029] Il est évident que l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution qui a été décrite ci dessus à titre d'exemple mais en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation comportant des moyens équivalents quels que soient notamment les moyens constituant les bossages et le champ comportant les crans. C'est ainsi que dans une variante de réalisation, non représentée, les crans 14 sont réalisés dans le champ extérieur 3b et coopèrent avec le bossage 12 similaire à celui 13.

Revendications

1. Serre joint à machoire mobile blocable, du type composé d'une machoire fixe (2) solidaire d'une tige de coulissement (3) munie, sur au moins l'un de ses champs intérieur (3a) ou extérieur (3b), de crans arrondis et espacés, et d'une machoire mobile (4) avec des moyens de serrage à vis (7-8) et avec un pied (4a) traversé par une lumière (5) permettant son coulissement et assurant le coincement sur la tige (3) par deux de ses arêtes transversales opposées (10a-10b), dont l'une est constituée par un bossage arrondi (13) coopérant avec les crans de la tige, caractérisé en ce que les deux arêtes de coincement sont constituées par un bossage arrondi 12-13 de rayon (r), venant de moulage précis avec la lumière 5, saillant à l'intérieur de celle-ci, et dont la distance (t) entre leurs sommets, distance mesurée dans un plan orthogonal à l'axe x′x de la lumière, est inférieure à la distance (T) entre le fond d'un cran de la tige (3) et le champ opposé, et à une valeur telle qu'en position d'utilisation l'angle de pincement (D) est de l'ordre de 88°, tandis que, d'une part, les faces longitudinales 15-16 de la lumière sont dans des plans tangents au bossage, sont inclinées, par rapport à l'axe longitudinal x′x de cette lumière, d'un même angle a, de valeur comprise entre 10 et 16°, et sont séparées par une distance (L), égale à la largeur (l) de la tige 3 majorée d'une valeur égale à deux fois la tolérance de laminage affectant cette dimension l, et que, d'autre part, les crans arrondis 14 ménagés dans la tige 3 ont un rayon de valeur (R), supérieure à celle du rayon (r) du bossage, une profondeur (h) de valeur inférieure à celle de la saillie formée par le bossage 12-13 et sont séparés du champ opposé de la tige par la distance (T) de valeur indépendante des tolérances de fabrication de la tige.

2. Serre joint selon la revendication 1 caractérisé en ce que les bossages 12-13 sont chacun séparés de leurs faces inclinées correspondantes 15-16 par un congé de dégagement 17.

Dessins