Broches à dégagement rapide : fonctions, classification et types de poignées

Goupilles à dégagement rapide
Jack Lie Expert en usinage CNC

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Les broches à dégagement rapide sont des dispositifs de fixation équipés d'un mécanisme qui facilite le dégagement rapide et facile des broches, couramment utilisé dans le matériel tel que les machines, l'électronique et les véhicules. Ils constituent un moyen simple et efficace de sécuriser et de libérer les pièces de machines. Les broches à dégagement rapide jouent un rôle essentiel dans de nombreuses industries et sont fréquemment utilisées dans des applications nécessitant un accès fréquent ou lorsqu'un démontage facile est crucial pour les tâches de maintenance ou de réparation.  

Il existe une gamme variée de styles et de matériaux de poignées ou de têtes disponibles pour les broches à dégagement rapide. La sélection d'un type de poignée dépend des exigences spécifiques de votre application. Par exemple, la poignée bouton est idéale pour une utilisation dans les espaces confinés et restreints autour de la poignée.

Pour vous aider à déterminer la goupille à dégagement rapide la plus adaptée à vos applications ou projets, cet article vise à donner un aperçu de la fonction, de la classification et des types de poignée ou de tête typiques des goupilles à dégagement rapide, ainsi que quelques conseils pour choisir parmi elles.

Broche à dégagement rapide

Que sont les broches à dégagement rapide ?

Les goupilles à dégagement rapide, également appelées goupilles de verrouillage à bille, goupilles de verrouillage ou goupilles de sécurité, ont une large gamme d'applications. Ils sont utilisés pour fixer, verrouiller, connecter, ajuster et faciliter des changements de position rapides.

Ces broches offrent une fonction de verrouillage fiable et sécurisée lorsqu'elles sont associées à une plaque réceptrice. Cette conception garantit une facilité d'utilisation et facilite le changement et le remplacement rapide des pièces selon les besoins.

Les broches à dégagement rapide sont très résistantes au cisaillement, à la corrosion et à l'usure. Cela les rend bien adaptés aux applications qui nécessitent un assemblage et un démontage fréquents, rapides et manuels des produits.  

Comment fonctionne une goupille à dégagement rapide ?

Le fonctionnement des broches à dégagement rapide offre un moyen simple et efficace de sécuriser et de libérer composants de machines. Une fois insérées, ces broches maintiennent efficacement la pièce respective en place. Pour libérer la pièce, il suffit de retirer la goupille de dégagement rapide.

Lors de l'insertion, une bille à ressort s'étend de l'arbre de la goupille dans un trou ou un cran, verrouillant efficacement la goupille en place.

Pour libérer la goupille, l'utilisateur doit appuyer sur un bouton situé sur le dessus de la poignée. Cette action soulage le pression du ressort qui maintient la goupille en place, permettant son retrait.

En revanche, les broches à dégagement rapide dépourvues de mécanisme de bouton peuvent être extraites d’un simple mouvement de traction.  

Crédit image : monroeengineering.com

Classification de la goupille à dégagement rapide

Principalement utilisées pour un montage et un démontage manuels rapides, les broches à dégagement rapide utilisent un mécanisme de verrouillage. L'insertion de la goupille dans un trou sécurisera la pièce concernée. Ils utilisent un ajustement avec jeu dans les trous créés pour diamètres nominaux et peuvent être classés en deux types principaux :  

  • Goupilles push-pull
  • Goupilles à verrouillage positif

Ci-dessous, nous expliquerons chaque type :  

Goupilles push-pull

Les broches push-pull sont constituées d'une tige solide ou creuse qui abrite un ensemble de détente sous la forme d'une patte de verrouillage, d'un bouton ou d'une bille, soutenu par un noyau résilient, un bouchon ou un ressort.

Ces broches sont fabriquées sous-dimensionnées de 0,002 à 0,004 pouces pour s'adapter aux trous standard percés aux dimensions du diamètre nominal. Les charges d'arrachement sont susceptibles de diminuer avec un relâchement accru de l'ajustement. Il est recommandé d'ébavurer ou de chanfreiner légèrement les bords des trous pour faciliter le montage.

Le but principal de ces broches est de sécuriser les pièces sous chargement de cisaillement. Idéalement, la direction de la charge doit être perpendiculaire à la tige de la goupille. Les mécanismes de verrouillage sont conçus pour garantir une rétention sécurisée contre un démontage accidentel. Ces axes ne conviennent pas aux charges en traction.  

Goupilles à verrouillage positif

Les broches à verrouillage positif présentent une action de verrouillage généralement indépendante des forces d'insertion et de retrait. Ces broches sont principalement adaptées aux applications de charges de cisaillement et peuvent tolérer certaines charges de tension sans affecter leur fonction.

Les goupilles à verrouillage positif sont classées en trois groupes :  

  • Goupilles simple effet
  • Goupilles double effet
  • Goupilles fendues robustes

Goupilles simple effet

Les goupilles à simple effet comportent une action de verrouillage contrôlée par un mécanisme de verrouillage actionné par un piston. En position verrouillée, l'élément de verrouillage s'étend au-delà de la surface de la tige de la goupille, assurant un verrouillage sécurisé. Le déplacement du piston à l'aide d'un ensemble bouton ou levier situé à une extrémité de la goupille provoque la rétraction de l'élément de verrouillage. Différents styles de tête et mécanismes de libération ont été conçus pour ces broches.  

Goupille à dégagement rapide avec poignée en anneau CAD

Goupilles double effet

Les goupilles à double effet sont une variante des types à simple action et comportent un piston bidirectionnel localisé par un ressort. Le mouvement du piston dans un sens ou dans l'autre libère les billes de verrouillage.  

Goupille à dégagement rapide à poignée en T à double effet

Goupilles fendues robustes

Les goupilles fendues robustes utilisent un matériau forgé, acier à haute teneur en carbone corps pour remplacer la conception traditionnelle à fentes. Le mécanisme de verrouillage est facilité par un circlip en acier trempé positionné sur la tête de la goupille.

Goupilles fendues robustes

Styles de tête et de poignée des broches à dégagement rapide

Les broches à dégagement rapide comportent généralement une broche et une poignée, et elles sont disponibles dans une variété de styles de poignée. En conséquence, ils peuvent également être classés en fonction du type de tête/poignée : 

  • Goupilles à dégagement rapide avec poignée en T
  • Goupilles à dégagement rapide à poignée annulaire
  • Goupilles à dégagement rapide avec poignée en L
  • Goupilles à dégagement rapide à poignée bouton
  • Goupilles à dégagement rapide à double effet
  • Goupilles de levage

Goupilles à dégagement rapide avec poignée en T

Goupille à dégagement rapide avec poignée en T robuste

Le type de goupille à dégagement rapide le plus répandu est le Poignée en T variété, se distinguant par sa poignée en forme de T qui facilite une prise en main sûre et une utilisation simple. Tirer et saisir la poignée permet de libérer sans effort les pièces connectées.

Goupilles à dégagement rapide à poignée annulaire

Goupille à dégagement rapide avec poignée en anneau

Goupilles à dégagement rapide à poignée annulaire sont identifiables par leurs poignées en forme d'anneau positionnées au sommet de la broche. Tirer sur l'anneau retirera la goupille du trou, libérant ensuite la pièce connectée. Bien qu'elles n'aient pas la prise d'une poignée en T, les broches à poignée annulaire ont un encombrement plus réduit et nécessitent moins d'espace, ce qui les rend adaptées aux applications qui ne nécessitent pas de réglages fréquents des machines.  

Goupilles à dégagement rapide avec poignée en L

Goupille à dégagement rapide avec poignée en L robuste

Goupilles à dégagement rapide avec poignée en L servir de compromis entre les variations d’anneau et de poignée en T. Doté d'une poignée en forme de L, le mécanisme de déverrouillage est situé uniquement d'un côté de la goupille. Ceux-ci conviennent aux applications nécessitant une prise sûre, mais où les limitations d'espace rendent les poignées en T peu pratiques.

Goupilles à dégagement rapide à poignée bouton

Goupille à dégagement rapide à poignée bouton robuste

Dans certains cas, les broches à dégagement rapide intègrent un bouton sur la poignée. Désigné comme broches à dégagement rapide à poignée-bouton, ceux-ci sont conçus pour libérer les pièces connectées en appuyant sur le bouton. Lorsqu'elles sont insérées dans un trou, les goupilles à dégagement rapide à poignée bouton se verrouillent en place et restent sécurisées jusqu'à ce que le bouton soit enfoncé, permettant ainsi de retirer la goupille du trou.  

Goupilles à dégagement rapide à double effet

Les broches à dégagement rapide à double effet sont disponibles avec des poignées en anneau, en forme de T ou en forme de L, dont la sélection dépend des exigences spécifiques de l'application. Ces types de poignées sont largement utilisés dans diverses industries telles que les équipements automobiles, agricoles et de construction.

Goupilles de levage

Les goupilles de levage représentent une catégorie robuste parmi les goupilles de verrouillage à bille. Ce type particulier comporte un corps monobloc et intègre quatre billes pour faciliter le levage de charges à haute tension. La nature de verrouillage positif de cette goupille reste en place jusqu'à ce qu'elle soit libérée en appuyant sur le bouton situé sur le dessus de l'arbre.  

Conseils pour choisir les broches à dégagement rapide

Lors de la sélection des broches à dégagement rapide, il est important de prendre en compte le type de poignée. Ces épingles peuvent comporter une poignée en forme de T ou en anneau, certaines intégrant également un mécanisme à bouton.

La taille des broches à dégagement rapide peut varier considérablement. Il est essentiel de considérer le diamètre et la largeur du manche, ainsi que la longueur totale de la goupille.

Les broches à dégagement rapide sont souvent fabriquées à partir de divers matériaux, l'acier inoxydable étant un choix courant en raison de sa solidité, de sa durabilité et de sa résistance à la corrosion améliorées par rapport à des matériaux comme l'aluminium.

Les broches à dégagement rapide robustes sont souvent disponibles dans une gamme de finitions, ce qui contribue à protéger le métal des dommages potentiels.

FAQ

Connues sous le nom de goupilles de verrouillage à bille, goupilles de verrouillage ou goupilles de sécurité, les goupilles à dégagement rapide constituent un moyen simple et efficace de sécuriser et de libérer les composants de la machine, en particulier pour un assemblage et un démontage manuels rapides.

Les broches à dégagement rapide comportent généralement une broche et une poignée, et elles sont disponibles dans différents styles et matériaux. Ils sont principalement classés en broches push-pull et en broches à verrouillage positif.

Un avantage notable des broches à dégagement rapide est leur retrait d'une seule main, ne nécessitant aucun outil pour l'extraction.  

Les broches à dégagement rapide sont principalement utilisées dans les applications exigeant un assemblage et un démontage rapides, réguliers et pratiques des éléments. Lors de l'installation, une bille à ressort s'étend de l'arbre de la goupille dans un trou ou un cran, fixant efficacement la goupille en place.  

Il existe deux catégories principales de goupilles de verrouillage à bille : les goupilles à simple effet et les goupilles à double effet.

Les goupilles de verrouillage à bille à simple effet sont actionnées à l'aide de boutons et de poignées, tandis que les goupilles à double effet sont activées en tirant ou en poussant.

Les goupilles de verrouillage à bille à double effet restent solidement verrouillées jusqu'à ce que la broche centrale fixée à la poignée du corps de la goupille soit poussée ou tirée pour les libérer. Tirer sur la poignée libère les billes, facilitant ainsi le retrait de la goupille en un seul mouvement.

Les broches de verrouillage à bille fonctionnent comme des broches d'alignement qui facilitent la connexion et la fixation des composants de la machine et des pièces via un mécanisme à bouton.

Ces broches d'alignement de précision possèdent une tige rectifiée qui se transforme en une bague ou une plaque réceptrice, intégrant un mécanisme de verrouillage positif fiable. Lors de l'activation, des mécanismes à ressort rétractent les billes à l'intérieur de l'arbre de la goupille. Ensuite, le verrouillage à bille à ressort est réactivé lorsque le bouton-poussoir est relâché, provoquant la rétraction des billes.

L'inclusion d'un mécanisme de dégagement rapide dans les broches de verrouillage à bille garantit une fonction de verrouillage stable et sécurisée avec la plaque réceptrice. Cette fonctionnalité simplifie l'utilisation des goupilles de verrouillage à bille et facilite le changement et le remplacement rapide des pièces si nécessaire.  

Les goupilles de verrouillage à bille sont couramment utilisées dans des secteurs tels que l'automatisation, la robotique, la production électronique et la fabrication de machines.

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