Brevet FR2008624A1 — publié le 19700123

éi3 ' 2008624. Lp. présente invention se rapporte d'une façon générale aux mandrins hydrauliques destinés à tenir une pièce à usiner ou un outil et plus particulièrement à tin mandrin ou autre dispositif de serrage du type dans lequel une pression est 5 transmise à de l'huile ou de la giais'se contenue dans une chambre annulaire pour déformer une paroi relativement mince de cette chambre et la mettre en prise pour le serrage avec une pièce à usiner, xui outil ou équivalent. On utilise déjà des dispositifs de ce type pour 10 main ternir diverses pièces sur les machines-outils, par exemple, sur les perceuses et les tours« Ce» dispositifs travaillent au Moyen de la pression hydraulique engendrée derrière une paroi Mince et qui pousse cette paroi mince vers l'extérieur, pour l'appliquer contre la paroi de l'alésage ou d'un outil, ou vers 15 l'intérieur, pour l'appliquer sur une surface extérieure cylindrique de la pièce ou de l'outil» Ces mandrins hydrauliques contiennent habituellement un circuit fermé qui est rempli d'une graisse consistante ou d'une huile lourde non compressible* Ils comprennent des moyens mécaniques tels que des plongeurs à pas 20 de vis qui serrent à transmettre la pression au fluide pour exercer par ce aoyen une pression sur la paroi mince et la Mettre en contact avec la pièce* Diverses solutions ont été proposées pour tenter d'empêcher l'huile ou la graisse de s'échapper de ces chambres de pression» Toutefois, il se produit 25 quelquefois une fuite, en particulier lorsque la pièce ou l'outil a été monté et qu'on l'a laissé au repos pendant quelque teaps» Si le conducteur de la machine ne s'aperçoit pas de la fuite ni du relâchement consécutif de la prise entre le 30 mandrin et la pièce ou l'outil, ou si le conducteur néglige de vérifier le serrage, il peut en résulter une détérioration de la pièce ou de l'outil en raison du glissement entre cette pièce ou cet outil et le mandrin hydraulique» l'invention a donc pour but de réaliser un mandrin 35 hydraulique comprenant des moyens capables de signaler une défaillance de la pression* -Elle a également pour but de réaliser un mandrin hydraulique équipé de moyens qui signalent au conducteur 06963 -2- -20086.34 de la machine qu'il s'est produit une fuite dans le circuit hydraulique* Un autre but de l'invention est de réaliser un mandrin hydraulique dans lequel il est prévu un indicateur visuel qui signale au conducteur de la machine qu'il doit fournir une pression supplémentaire au circuit hydraulique pour établir une prise serrée entre le mandrin et la pièce ou l'outil» L'invention a pour objet un mandrin hydraulique comprenant une paroi mince appropriée pour être appliquée en prise pour le serrage contre une pièce ou un outil par transmission d'une pression hydraulique à cette paroi mince» La pression hydraulique est engendrée dans une chambre de pression qui comprend un indicateur de pression soumis à une sollici tation élastique antagoniste à la pression intérieure de la chambre» La description qui va suivre en se repérant aux dessina annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera mieux comprendre l'invention. Sur les dessins annexés : - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un mandrin destiné à serrer'un outil ou une pièce cylindrique et réalisé suivant l'invention, la coupe étant prise suivant le plan de la ligne 1-1- de la figure 2; - ïa figure 2 est une vue en élévation en bout, en partie en coupe et prise suivant le plan de la ligne 2-2 de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue partielle en coupe, prise suivant le plan de la ligne 3-3 de la figure 2 et montrant l'indicateur de pression en position de basse pression; et - la figure 4 est une vue partielle en coupe, analogue à la figure 3 et montrant l'indicatsur en position de haute pression. Sur le dessin, on a représenté en 1 le corps du mandrin qui est muni d'une .embasa 2 par laquelle le mandrin peut être fixé à une machine-outil (non représenté). Le corps 1 présente un alésage cylindrique 3 et une fourrure 4 est réunie au corps, par exemple par emmanchement forcé, dans l'alésage 3« Cette fourrure 4 présente une bride terminale 5, une partie 6 à paroi cylindrique relativement épaisse, une partie terminale extérieure épaissie 7, et une partie de sei'rage 8, élastique et relativement COPY 69 06.963 ~5~ 20086.24 mince, intermédiaire entre la partie 6 et la partie terminale 7. Cette partie de serrage 8 définit sur la surface extérne de la fourrure 4, en combinaison avec la partie 6 et avec la partie terminale 7 de cctte fourrure, une gorge circonférentielle 9 qui, lors-5 que la fourrure 4 est montée dans le corps 1, forme avec l'alésage 3, une char/ibre annulaire de pression hydraulique 11» la partie 6 à paroi épaisse de la fourrure 4 est creusée sur sa surface externe 12 d'une gorge annulaire 13 qui contient une bague torique 14* Ha surface externe 15 de la 10 partie terminale extérieure épaissie 7 est également creusée d'une gorge annulaire 16 qui contient une bague torique 17» Ces bagues toriques 14 et 17 garantissent l'établissement d'un joint étanche aux fluides entre la fourrure 4 et l'alésage cylindrique 3» Des vis 18 traversent la bride 5 pour s'engager dans le corps 1 et 15 contribuer à fixer la fourrure 14 en position dans l'alésage 3* La chambre de pression 11 est appropriée pour fetre remplie d'huile, de graisse ou d'un autre fluide analogue, à travers un passage radial 19 pratiqué dans l'embase 2. Le passage radial 19 est en communication avec un passage transversal 20 21 dont la fonction sera exposée plus bas; et avec un trou de remplissage 22 qui est muni d'un bouchon de fermeture 23. Le corps '1 du mandrin est percé de passages radiaux 24 et 25 qui débouchent dans la chambre de pression 11 et sont respectivement reliés à des trous de purge 26 et 2.1, "Les trous 26 et 27 sont fermés par des bouchons 28 et 29, le joint étant étanché par les bagues toriques 31 et 52 respectivement. Le passage transversal 21 qui traverse l'embase 2 est fileté à ses extrémités 33 et 34 (voir figure 2). Une vis 35 est vissée dans l'extrémité 33 du passage transversal 21. La 20 "vis 35 est destinée à attaquer l'extrémité extérieure d'un plongeur 36 ajusté à glissement dans le passage transversal 21» Une gorge 38 retient une bague d1 étanchéïté torique 39 et une butée 42 fait saillie sur l'extrémité intérieure du plongeur 36. Une vis 43 de réglage de la pression présentant une tête creuse 44 jtj est vissée dans l'autre extrémité 34, du passage transversal 21. Le plongeur 45 est ajusté à glissement dans le passage transversal 21 et une bague torique 47 est retenue dans une gorge 46 ad- COPY 69 06963 -4- 2008624 jacente à l'extranité intérieure 48 du plongeur. Un autre passage radial 49 est formé dans 1 * embase 2 et est relié à la chambre de pression 11 à travers l'embase 2. le passage radial 49 est élargi en 51 et muni d'un man-5 chon ou guide fileté 52. Un indicateur de pression, désigné dans son ensemble par la référence 53, est monté dans le passage 49» l'indicateur de pression 53 comprend un piston 54 ayant une extrémité de tête 55 qui est logée dans la partie 56 de petit diamètre du passage 49. le piston 54 est muni d'une 10 bague d'étanchéïté torique 58 montée dans une gorge 57 pour empêcher l'huile ou la graisse de passer au-delà de la bagae 58. le piston 54 est solidaire d'un épaulement 59 de plus grand diamètre placé dans la partie 51 de grand diamètre du passage 49® 1'épaulement 59 peut se déplacer librement dans la partie élar-15 gie 51 du passage 49. Sur cet épaulement 59 fait saillie, à l'opposé du piston 54, une tige 61. Deux rondelles Belleville 63 sont enfilées sur la tige 61• Un manchon fileté 63 est vissé dans la partie filetée 52. du passage 49 et la tige 61 de l'indicateur 53 passe dans l'alésage cylindrique 64 du manchon 63, ainsi qu'on le 20 voit nettement sur les figures 3 et 4. Bien que l'invention soit décrite dans sa forme de réalisation comprenant des rondelles Belleville comme moyens élastiques contenus dans l'indicateur de pression 53, il va de soi que l'on peut utiliser éventuellement d'autres moyens élastiques tels qu'un ressorf~à boudin. 25 le fonctionnement est le suivant. On enlève les bouchons de fermeture 28 et 29 et leurs bago.es toriques 31 et 32 des trous de purge ^6 et 27. On visse la vis 35 dans lvextrémité 33 du passage transversal 21 jusqu'à ce que la butée 42 du plongeur 36 soit dans l'axe du passage radial 19. On visse par-30 tiellanent la vis de mise en pression 43 dans l'extrémité 34 du passage transversal 21. On enlève le bouchon 23 du trou de remplissage 22, que l'on relie ensuite par un raccord approprié ou un tube ou tuyau (non représentés) à une source d'huile, graisse ou autre fluide. On refoule ensuite ce fluide dans le passage radial 35 19, dans la chambre de pression 11, dans le passage transversal âl et dans le passage radial 49 jusqu'à ce que tous les.passages et sitaiabr-es soient entièrement remplis et que l'excès de fluide i ! 69.06963 -5- 2008624 s'échappe par les "trous de purge 26 et 27» lorsque le remplissage du circuit est terminé, on visse les "bouchons de fermeture 28 et 29 à fond dans les trous de purge 26 et 27 et on visse le bouchon de fermeture 23 dans le trou de remplissage 22, pour fer-5 mer le circuit» On place une pièce ou un outil (non représenté) dans l'alésage cylindrique 65 de la fourrure 4* On applique "une pression à l'huile ou à la graisse contenue dans la chambre de pression 11 en vissant la vis de mise en pression 43 dans le 10 passage transversal 21, ce qui exerce une pression sur le fluide contenu dais le passage .21, par l'inteimédiaire du plongeur 45» Cette pression s'exerce sur la partie de serrage 8 à paroi mince de la fourrure 4 en obligeant cette partie à se contracter sur la pièce ou l'outil, pour serrer étroitement cette pièce ou cet 15 outil» ïh même temps, la pression hydraulique régnant à l'intérieur du mandrin s1exerce sur l'extrémité 55 du piston 54 de 1*indicateur 53 pour refouler le piston vers 1'extérieur à 1'encontre de la résistance élastique des rondelles Belleville 62. Ce mouvement du piston 54 vers l'extérieur (vers la gauche sur la 20 figure 3) oblige 1*extrémité 66 de la tige 61 à faire saillie à l'extérieur sur la surface de l'embase 2 du corps, comme on l'a représenté sur la figure 4» Tant que la pression est maintenue dans le circuit à une valeur suffisante pour comprimer les rondelle» Belleville 62, la partie extrême 66 de là tige restera 25 à 1*extérieur de l'embase 2, pour donner par ce moyen au conducteur de la machine une indication visuelle signalant que la pression est maintenue dans le circuit à une valeur suffisante pour tenir la pièce» Si la pression du circuit diminue, les rondelles 30 • Bexxeviiie comprimées qui exerçaient déjà auparavant sur l'épaulement 59 de l'indicateur une pression vers l'intérieur, repoussent cet épaulement vers la droite, vu sur le dessin, pour faire diminuer la longueur de la partie terminale 66 de la tige 61 qui est visible pour le conducteur et indiquer qu'il est nécessaire 35 d'augaenter la pression intérieure du circuit pour maintenir la prise voulue sur l'outil ou la pièce» la tige 61 peut éventuellement être peinte ou 6^9 06963 -6- 20086.24 ou porter un autre repère, comme indiqué en 67, pour permettre au conducteur de la machine de vérifier de façon plus rapide et plus précise la présence ou l'absence d'une pression appropriée dans le circuit. Si le repère 67 n'est pas visible, ou 5" si la tige 61 est entièrement rétractée dans l'embase 2, le conducteur sait"que la pression intérieure du circuit est diminuée et qu'il doit procéder à des réglages avant de mettre la machine-outil en marche» La présente invention a été décrite dans son ap-J^o plication a un mandrin servant à serrer la surface externe d'une pièce ou d'un outil. Il est visible qu'elle peut également être appliquée"avec autant de facilité à un mandrin conçu pour serrer l'alésage d'une pièce» 69 06963 -7- 2008624 EEVEÏÏDICATIOÏS 1°) - Mandrin hydraulique comprenant un corps et une fourrure de serrage de pièce, ces deux éléments étant emman-5 chés télescopiquement l'un à l'intérieur de l'autre et définissant entre eux une chamhre de pression susceptible d'être remplie d'un fluide non compressible, le corps comprenant un premier passage qui mène à ladite chambre, des moyens montés dans ce passage et servant à engendrer une pression dans la chambre, et un 10 deuxième passage pratiqué dans le corps et menant à la chambre, un indicateur de pression sollicité par une force élastique étant prévu dans le deuxième passage» 2°) - Mandrin hydraulique suivant la revendica-tion 1, caractérisé en ce que l'indicateur de pression est muni 15 de moyens servant à indiquer visuellement la pression qui règne dans la chambre» 3°) - Mandrin hydraulique suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'indicateur de pression comprend un piston qui peut se déplacer dans le deuxième passage et dont une 20 extrémité est en contact avec le fluide, et des moyens élastiques qui travaillent en antagoniste avec le mouvement du piston provoqué par la pression du fluide contenu dans la chambre» 4°) - Mandrin hydraulique suivant l'une quelconque . * . des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le deuxième passa-25 ge comprend une partie élargie et une partie filetée et. en ce que l'indicateur de pression comprend un piston ayant un épaulement élargi placé dans ladite partie élargie du deuxième passage, une tête située d'un côté de l'épaulement et placée dans le deuxième passage, sur un côté de 11 épaulement, une tige placée sur le côté 30 . opposé de 1 ' épaul ement, un manchon fileté disposé dans le passage et présentant un alésage dans lequel la tige s'engage, et un ressort qui entoure la tige, entre le manchon et l'épaul ement, et qui est destiné à refouler le piston en direction de la chambre de pression» 35 5°) - Mandrin hydraulique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la fourrure est emmanchée télescopiquemsrr'-ëans le corps du mandrin et définit avec ce dernier la chambre de pression, ladité fourrure comprenant une partie de paroi appro- 69 0696a -8- / . * V ^ 2008624 priée pour se déformer radialemesit afin, de serrer une pièce lorsqu'on transmet une pression de fluide à ladite chambre, et tin plongeur pouvant se déplacer dans le premier passage pour engen-drer la pression dans le fluide qui remplit le premier passage 5 et la chambre. 6e) - Mandrin hydraulique suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le corps du mandrin présente un alésage cylindrique et porte une embase radiale, la fourrure étant emmanchée télescopiquement dans ledit alésage du corps et 10 définissant avec cet alésage une chambre de pression, le premier passage étant formé par un passage radial pratiqué dans l'embase du corps et par un passage transversal pratiqué dans ladite embase et qui est communication ouverte avec le passage radial, une "butée étant prévue dans le passage transversal au nivean du 15 passage radial, le deuxième passage étant un passage radial pratiqué dans l'embase* 7°) - Mandrin hydraulique suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le deuxième passage radial comprend une partie filetée et une partie élargie placée entre là partie file-20 tée et la partie restante de ce passage, l'indicateur de pression comprenant une tête de piston placée dans ladite partie restante du passage, tin ressort,, un épaulement placé entre la tète du piston et le ressort et disposé dans la partie élargie du passage, une tige d'indicateur faisant saillie sur l'épaulement et 25 un manchon vissé dans le passage et qui entoure ladite tige*