Brevet FR2213127A1 — publié le 19740802

L'invention concerne un vérin ou manchon de serrage à actionnement par fluide comprimé pour outils de serrage rotatifs, qui comporte une tige de piston creuse et des conduites ménagées dans la paroi et parallèlement à l'axe du cylindre pour l1alimen- tation en fluide comprimé. De tels vérins de serrage hydrauliques ou pneumatiques sont utilisés sur des tours lorsque le matériau à usiner est amené sous forme d'une barre du côté de la poupée fixe opposée au mandrin de serrage, ou lorsque les pièces ont de longs tourillons qui se prolongent à l'intérieur de la poupée fixe. Des formes de réalisation connues sont décrites dans la revue Oelhydraulik und Pneumatik, 1968, fascicule 1, sous le titre Vérins pneumatiques et hydrauliques rotatifs pour tours l'un de ces vérins (figure 1) étant équipé d'une admission d'air de sécurité qui n'est pas autrement explicitée. La présente invention se propose de fournir un vérin ou manchon de serrage du type précité, qui peut aussi bien être livré avec ou sans dispositifs de sécurité et dans lequel les dispositifs de sécurité sont montés et disposés de telle manière que, pour une fabrication de prix extrêmement avantagéux n'entrainent que de faibles augmentations de la masse en mouvement, en particulier du moment dtinertie. Ce résultat est obtenu selon ltinvention qui est à cet effet caractérisée en ce qu a une extrémité du cylindre est disposée une bague amovible recevant des soupapes de sûreté, qui obturent alternativement la sortie du fluide comprimé des chambres du vérin de serrage en cas de chute de pression en amont des soupapes. Ce montage à bague a l'avantage d'être peu encombrant et d'une mise en place facile, de maintenir libre le passage à travers le vérin de serrage et de pouvoir être remplacé et entretenu en un temps minimal, parce qu'il n'est paslhécessaire de démonter le vérin ou manchon de serrage lui-même pour ces opérations. La réalisationpeut être telle que la bague contient pour chaque soupape un piston logé dans un alésage perpendiculaire à l'axe, les pistons étant couplés au moyen d'un culbuteur de telle manière que, lorsque l'un des pistons est soumis à pression, l'autre piston soulève de son siège un clapet correspondant char gé par un ressort. Le culbuteur peut être ici constitué par un levier à deux bras pivoté sur un tourillon parallèle à l'axe, et les corps de soupape en forme de billes peuvent être montés mobiles suivant l'axe d'un logement ou évidement situé dans l'axe de l'alésage du piston. Les alésages des pistons et les évidements ou logements des soupapes peuvent s'ouvrir vers l'exté- rieur et la bague être munie d'une coiffe de protection.Ces dernières caractéristiques permettent de se rendre compte que le dispositif selon l'invention peut constituer un élément de machine pouvant être fabriqué aux moindres frais. Le nombre des opérations et celui des organes mobiles sont très faibles et l'assemblage est facile. Le diamètre intérieur de la bague est, de préférence supérieur au diamètre intérieur de la tige de piston. Celle-ci peut, en fait, être alors prolongée vers l'arrière à travers la bague de manière à servir, par son mouvement axial par rapport au cylindre ou au carter extérieur, d'organe d'actionnement pour des interrupteurs de fin de course ou autresetéments de commande. La bague est avantageusement conformée de manière à pouvoir être retirée par un petit nombre de manches ou griffes et Aetre remplacée par une bague de court-circuit, qui shunte simplement les conduites d'arrivée et de départ. Le vérin de serrage peut être alors utilisé à volonté avec ou sans dispositifs de sécurité. L'invention est décrite ci-après en détail en référence aux dessins annexés, dans lesquels Fig. 1 représente d'une manière semi-schématique un manchon de serrage selon l'invention, vu en coupe longitudinale suivant approximativement la ligne 1-1 de figure 3. Fig. 2 est une vue en coupe de la bague contenant les soupapes de sûreté à l'extrémité du manchon de serrage située du cEté de la poupée Sixe, la coupe étant sensiblement suivant la ligne 2-2 de figure 3. Fig. 3 est une vue en coupe radiale de la bague suivant le ligne 3-3 de la figure 1. On ne décrira pas ici le vérin ou manchon de serrage 10 proprement dit avec son piston creux 12 et le distributeur de fluide 14, car il est connu en soi. Pour répondre au but de l'invention, il est toutefois modifié, -en ce qui concerne l'admission de l'air du distributeur de fluide aux chambres du cylindre, ainsi que son évacuation, en ce que les canaux annulaires 16, 18 ne communiquent pas directement avec les chambres du cylindre et leurs conduites d'arrivée 20 et 22, mais par l'intermédiaire de perçages auxiliaires 24 et 26, par rapport auxquels les conduites d'arrivée 20 et 22 sont décalés dans le sens périphérique; les quatre perçages 20, 22, 24 et 26 débouchent tous sur la face frontale 28 du cylindre.On voit à la figure 2 les perçages 20 et 24, tandis-qu'en figure 3 > on ne voit que les perçages 24 et 26, alors que les conduites d'arrivée 20 et 22 débouchent derrière les clapets de soupape qui les masquent. La représentation de figure 1, sans être une représentation absolument exacte, a été retenue pour donner une vue d'ensemble, car elle permet d'apercevoir les quatre perçages, alors que deux seulement d'entre eux (24-et 26) se trouvent dans le plan commun de coupe radiale. L'élément 30 dénommé ci-après "bague de sûreté", est assujetti par des vis 32 à la face frontale 28 du cylindre 10, de telle manière que les débouchés des perçages 20,22, 24 et 26 rendus étanches au moyen de bagues toriques 34 - se trouvent dans l'alignement de canaux de la bague de sûreté ce qui fait que les perçages 20 et 22 d'une part, 24 et 26 d'autre part débouchent respectivement dans une chambre commune 36 > 38. Les deux chambres s'étendent approximativement en direction tangentielle par rapport à l'alésage intérieur de la bague de strette 30. Chacune des chambres comprend un alésage 40, dans lequel peut coulisser d'une manière étanche un piston 42, ainsi que des évidements de soupape 44 contenant chacun une bille 48 servant de clapet et chargée par un ressort 46, dont le siège est constitué par un épaulement 50 de l'évidement 44 respectif. Les ressorts 46 prennent appui chacun sur une garniture 52, disposée de manière étanche dans ltévidement 44 correspondant. Perpendiculairement aux deux chambres 36 et 38 est pratiqué un perçage auxiliaire 54 > qui ne reçoit pas le fluide comprimé et dans lequel est logé un culbuteur 56 en forme de levier à deux bras oscillant sur un tourillon 58. L'ensemble de la bague de sûreté 30 est recouvert à sa circonférence d'une coiffe 60, maintenue au moyen d'une vis 62. La bague de sûreté opère comme suit Si l'on suppose que la chambre de gauche du cylindre est alimentée en fluide comprimé; le perçage auxiliaire 24 est mis sous pression à partir du distributeur de fluide, tandis que le perçage 26 est déchargé de la pression. Le fluide comprimé jusqu'ici enfermé dans la chambre de droite du cylindre ne peut ce- pendant pas stéchapper, puisqu'à cet instant la bille 48 est encore appliquée sur son siège 50 dans la chambre 38.Ce n'est que lorsque le piston 42 est repoussé vers le haut dans la chambre 36 (à droite en figure )) sous l'action de la pression du fluide dans la conduite 24 et, par suite dans la chambre 36,que le piston est repoussé vers le bas dans la chambre de gauche 38 et soulève de son siège le clapet à bille correspondant 48. Le clapet à bille 48 contenu dans la chambre de droite 36 est en même temps soulevé de son siège sous l'action de la pression du fluide, qui peut alors s'écouler dans la conduite 20 et dans la chambre de gauche du cylindre. Le fluide refoulé de la chambre de droite du cylindre peut revenir par les éléments 22, 44, 38, 26 au distributeur de fluide. Dès que le piston de serrage a atteint sa position extrême, il existe un équilibre de pression entre la conduite 20 et la chambre 36, de telle manière que la bille de clapet correspondante 48 vient s'appliquer de nouveau sur son siège 50 sous l'action du ressort 46 et empêche le fluide comprimé enfermé dans la chambre de gauche du cylindre de s'échapper. Dans le cas où le vérin de serrage doit être utilisé sans bague de sûreté, celle-ci peut être remplacée par une bague de court-circuit shuntant les perçages 20-24 et 22-26. Il est clair que la bague peut également être d'une seule pièce avec le cylindre si son interchangeabilité n'est pas sou haltée ou nécessaire. nEv'NDICAT IONS 1. Vérin de serrage à actionnement par ,luide-comprimé pour outils de serrage rotatifs qui comporte une tige de piston creuse et des conduites ménagées dans la paroi du cylindre parallèlement à son axe pour l'alimentation en fluide comprimé, ce vérin étant caractérisé en ce qutà une extrémité du cylindre (10) est disposée une bague amovible (30) recevant des soupapes de sûreté (38/50) qui obturent alternativement la sortie du fluide comprimé des chambres du vérin de serrage en cas de chute de pression en amont des soupapes. 2. Vérin de serrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague contient pour chaque soupape, un piston (42) logé dans un alésage perpendiculaire à l'axe, et en ce que les pistons sont accouplés au moyen d'un culbuteur de manière telle que, lorsque l'un des pistons est alimenté en pression, l'autre piston soulève de son siège un clapet correspondant (48) chargé par un ressort. 3. Vérin de serrage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le culbuteur (56) est constitué par un levier à deux bras pivoté sur un tourillon (58) parallèle-à l'axe. 4. Vérin de serrage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la bague (30) est disposée sur l1extrémité du cylindre opposée à la pièce de serrage. 5. Vérin de serrage selon la revendication 4, caractérisé en ce que les alésages des pistons et les évidements des soupapes stouvrent vers ltextérieur, et en ce que la bague est munie d'une coiffe de protection (60). 6. Vérin de serrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre intérieur de la bague (30) est supérieur au diamètre intérieur de la tige de piston creuse. 7. Vérin de serrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague est remplacée par une bague de court-circuit, qui shunte les conduites d'arrivée et de départ (20-26) raccordée aux soupapes de sureté de la bague (30).