Brevet FR2008963A1 — publié le 19700130

La présente invention se rapporte à des mandrins à serrage par pression de fluide et elle concerne plus particulièrement des mandrins destinés à être utilisés sur des tours et autres machines-outils. 5 Le but de l'invention est de réaliser un tel mandrin sous une forme commode et grâce à laquelle on puisse procéder à des réglages de la pince sur des intervalles relativement larges, où les portées par l'intermédiaire desquelles la pression du fluide agit pour desserrer le mandrin sont sensiblement sans con-10 trainte pendant la rotation du mandrin et où, en outre, le fluide puisse être transmis sans utilisation de joints ou raccords rotatifs. Un mandrin suivant l'invention comprend, en combinaison une pièce centrale tubulaire destinée à être fixée à une 15 broehe au moyen de laquelle le mandrin peut être entraîné en rotations, cette pièce présentant une forme intérieure capable de recevoir une pince et présentant une surface conique complémentaire d'une surface de la pince de sorte que le déplacement de la pince vers l'intérieur, en direction de la broche, serre la 20 pince, un élément tubulaire qui coulisse sur ladite pièce, une partie d'appui formée sur cet élément est destinée à coopérer avec la pince logée dans ladite pièce, un moyen élastique qui exerce son action entre un épaulement de l'élément et une butée de ladite pièce pour tendre à repousser ladite partie d'appui 25 vers l'intérieur par rapport à ladite pièce, une couronne de billes anti-friction interposée entre deux surfaces inclinées d'angles correspondants et formées sur la pièce et sur l'élément respectivement, un cylindre fixe, qui entoure l'élément et la pièce, et un piston annulaire, sur lequel on peut faire agir le 30 fluide, contenu dans le cylindre, ce piston présentant une surface interne conique destinée à coopérer avec les billes de telle façon que le déplacement du piston dans un premier sens refoule les billes radialement vers l'intérieur entre lesdites surfaces inclinées d'angles correspondants, pour déplacer ledit élément 35 par rapport à ladite pièce à l'encontre du moyen élastique et libérer ledit appui de la pince. La description qui va suivre, en référence aux dessins annexés, qui sont donnés uniquement à titre d'exemple, fera 69 14193 2008963 mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces dessins, la figure I est une vue en coupe verticale d'une forme de réalisation de la présente invention ; 5 la figure 2 est une vue partielle en coupe transver sale de cette forme de réalisation ; la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne A-A de la figure I. Dans l'exemple de réalisation représenté sur les des-10 sins le mandrin comprend une pièce centrale tubulaire 10 munie à une extrémité d'une bride présentant des trous filetés destinés à recevoir des vis II au moyen desquelles la pièce 10 peut être fixée coaxialement à la broche 12 d'un tour. La périphérie intérieure de la pièce 10, à l'extrémité la plus éloignée de la 15 bride, est profilée avec une forme conique, comme représenté en 10a, pour coopérer avec une surface complémentaire formée sur une pince 13 de façon que, lorsque la pince se déplace vers l'intérieur (c'est-à-dire vers la gauche sur la figure I), elle se resserre. 20 Sur une partie cylindrique de la périphérie de la pièce 10 est monté coulissant un élément annulaire 14 qui présente une jupe filetée sur laquelle est vissée un chapeau 15 qui couvre l'extrémité externe de l'alésage de la pièce 10 pour former un appui prévu pour porter contre la pince 13. 25 Entre un épaulement I4a de l'élément 14 et une bague de butée 16 vissée sur l'extrémité extérieure de la pièce 10 est interposée une série de rondelles élastiques coniques ou rondelles Belleville 17 qui tendent à repousser l'élément Ik et le chapeau 15 vers l'intérieur dans le sens propre à resserrer la 30 pince 13. Entre un épaulement annulaire incliné I4b de l'élément 14 et une surface 10b inclinée de façon correspondante et formée sur là bride de la pièce 10 est interposée une couronne de billes anti-friction 18 qui"sont- retenues- espacées angulaire-35 ment dans une cage 19 ( non représentée sur la figure I). Les billes 18 sont sollicitées élastiquement dans une direction radiale de 1'inférieur"vers l'extérieur par des ressorts 20 enroulés sur des tiges prévues dans la cage 19. 69 14193 3 2008963 , 4' La pièce 10 et l'élément 14 sont entourés d'un cylindre 21 qui est fixé à la poupée 22 du tour de façon à rester immobile pendant la rotation des organes mentionnés plus haut. A ce cylindre 21 est fixée une pièce annulaire 23 qui 5 porte des galets 24 (dont un seul est représenté sur les dessins) en deux points diamétralement opposés. Les galets 24 sont engagés dans des rainures hélicoïdales 25 pratiquées dans la jupe d'un piston annulaire 26 qui coopère avec le cylindre 21. Dans la pièce 23 sont également formés une série de cylindres 27 es-10 pacés angulairement (dont un seul est représenté sur les dessins) et avec lesquels coopèrent une série de pistons 28 qui sont agencés pour porter contre le piston 26. Dans le cylindre 21 sont formées deux ouvertures (non représentées) qui sont agencées pour servir alternativement d'entrée et de sortie respec-15 tivement pour la pression de fluide (laquelle est de préférence line pression pneumatique). L'unedes ouvertures communique avec l'extrémité de gauche du cylindre 21 ( vu sur la figure I ) tandis que l'autre communique avec une gorge annulaire 29 qui est elle-même en communication avec la série des cylindres 27. Lorsqu'une 20 pression de fluide est admise à l'extrémité de gauche du cylindre 21, le piston 26 se déplace vers la droite sur la figure I et, lorsque la pression de fluide est admise aux cylindres 27, les pistons 28 portent contre le cylindre 26 et le déplacent vers la gauche sur la figure I. Pendant ce mouvement, le piston 25 26 décrit un petit déplacement angulaire autour de son axe en raison de 1'intéraction entre les rainures 25 et les galets 24. Sur la surface interne du piston 26 est formée une surface conique 26a agencée pour coopérer avec les billes 18. L'agencement est tel que, lorsque le piston 26 se déplace vers 30 la droite sur la figure I, les billes sont refoulées radialement vers l'intérieur, en écartant les surfaces 10b et l4b l'une de l'autre par un effet de coin, en antagonisme avec l'action des rondelles élastiques 17, pour libérer la pince 13 et lui permettre de s'ouvrir. Inversement, lorsque le piston 26 se déplace 35 vers la gauche sur la figure I, les rondelles élastiques 17 ramènent l'élément 14 à la position représentée pour serrer la pince 13. Entre-temps, les billes 18 se déplacent radialement vers l'extérieur sous l'action des ressorts 20, qui tendent à 14193 4 2008963 maintenir les billes dans une position dans laquelle elles sont écartées des deux surfaces 10 b et l4b. Le résultat est que la pièce 10 et l'élément 14 peuvent tourner sans exercer aucune charge sur le piston 26. En outre, après l'ouverture de la pince 13, étant donné que les billes 18 exercent un effet de coin entre les surfaces 10b et I4b, la broche 12 du tour n'a à absorber aucune réaction. 69 14193 5 2008963 - REVENDICATIONS - 1.- Mandrin à serrage par pression de fluide, caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison, une pièce centrale tubulaire destinée à être fixée à une broche au moyen de laquell 5 le mandrin peut être entraîné en rotation, cette pièce présentant me forme intérieure capable de recevoir une pince et présentant une surface conique complémentaire d'une surface de la pince de sorte que le déplacement de la pince vers l'intérieur, en direction de la broche, serre la pince, un élément tubulaire 10 qui coulisse sur ladite pièce, une partie d'appui formée sur cet élément est destinée à coopérer avec la pince logée dans ladite pièce, un moyen élastique qui exerce son action entre un épaulement de l'élément et une butée de ladite pièce pour tendre à repousser ladite partie d'appui vers l'intérieur par rapport à 15 ladite pièce, une couronne de billes anti-friction interposée entre deux surfaces inclinées d'angles correspondants et formées sur la pièce et sur l'élément respectivement, un cylindre fixe, qui entoure l'élément et la pièce, et un piston annulaire, sur lequel on peut faire agir le fluide, contenu dans le cylindre, 20 ce piston présentant une surface interne conique destinée à coopérer avec les billes de telle façon que le déplacement du piston dans un premier sens refoule les billes radialement vers l'intérieur entre lesdites surfaces inclinées d'angles correspon dants, pour déplacer ledit élément par rapport à ladite pièce à 25 l'encontre du moyen élastique et libérer ledit appui de la pince 2.- Mandrin à serrage par pression de fluide, caractérisé en ce que les billes sont disposées dans une cage et sont sollicitées élastiquement dans le sens dirigé radialement vers l'extérieur. 30 3.- Mandrin suivant la revendication I ou 2, caracté risé en ce qu'il comprend des moyens capables d'imprimer un déplacement angulaire au piston annulaire lorsque ce dernier se déplace axialement.