Brevet FR2317987A1 — publié le 19770211

Cette invention concerne un mandrin expansible du genre dans lequel le serrage de la pièce à usiner ou à contrôler s'effectue par un changement de la position radiale d'un ou de plusieurs organes, ce changement de position étant provoqué par le mouvement relatif entre un piston conique et ledit (ou lesdits) organe(s). Dans les mandrins expansibles connus, le serrage se fait par contact direct entre ledit (ou lesdits) organe(s) et la pièce à serrer. Ces organes peuvent être des douilles élastiques à fentes, des coulisseaux, des membranes pouvant être soumises à une pression, etc... Ces mandrins ne sont, toutefois, en général, utilisables que pour le serrage des pièces cylindriques ou ayant un alésage cylindrique. Le mandrin conforme à l'invention est réalisé de façon à pouvoir servir pour le serrage des pièces ayant des surfaces ou alésages de formes non régulières; par exemple pour le serrage sur flancs de denture. Un tel mandrin est caractérisé en ce qu'un système intermédiaire est disposé entre la pièce à serrer (à usiner) et ledit (ou lesdits) organe(s) coagissant avec ledit piston conique, ce système intermédiaire étant relié fixe à ce(s) organe(s). Au moins les éléments de serrage en contact direct avec la pièce à serrer dudit système intermédiaire sont, de préférence, montés de façon à permettre le rattrapage d'un écart angulaire éventuel des parties de la pièce à serrer qui sont en contact direct avec lesdits éléments de serrage. On obtient ainsi un serrage extrêmement sur et précis. Selon un mode de réalis-ation du mandrin, lesdits éléments de serrage sont réalisés sous forme de ressorts ou d'organes élastiques. Pour permettre un serrage précis et efficace sur flancs de denture, par exemple lesdits organes élastiques peuvent avoir une section adaptée à cette denture. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, le mandrin comporte une douille élastique à fentes, dont l'expansion est effectuée par le mouvement relatif sar- jeu entre un piston conique et la surface intérieure également conique de ladite douille, le système intermédiaire de serrage étant réalisé sous forme d'un système à roulement qui est relié fixe à ladite douille. Ce système de roulement peut, par exemple, être constitué par des aiguilles montées flottantes avec un faible jeu et de façon à pouvoir tourner librement en position de desserrage du mandrin dans des logements pratiqués dans un renflement situé sur la surface extérieure à l'une des extré mités de la douille ; ces aiguilles étant positionnées par des butées amovibles disposées sur la douille à chacune des extrémités des aiguilles.Ce renflement sous forme d'une couronne concentrique à la douille peut être une pièce fixée sur la douille ou faire partie intégrante de celle-ci. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront du texte suivant et des figures y afférentes, donnés à titre d'exemple uniquement. La figure 1 est une coupe longitudinale d'un mandrin "entre pointes" comportant une douille expansible à fentes La figure 2 est une coupe transversale selon la ligne A - A de la figure 1; La figure 3 est, à plus grande échelle, un détail de la figure 2. Le mandrin montré dans la figure I comporte un corps 1 ayant une partie conique iî suivie d'une partie cylindrique 12 dont le diamètre est plus grand que le plus grand diamètre de la partie conique, et dont l'épaisseur b est suffisante pour loger la partie filetée des vis 14 pour la fixation sur le corps 1 d'une cloche 3 dont la face arrière 31 sert de butée pour la pièce P à usiner (et donc à serrer). Pour le serrage, la partie conique 11 faisant fonction de piston coagit avec une douille élastique à fentes 2.Dans l'exemple montré dans la figure, le mandrin est en position de desserrage; pour le serrage la douille est déplacée, sans jeu, sur la surface extérieure de la partie 11 du corps 1, dans le sens de la flèche f ; le déplacement de la s douille 2 est effectué par serrage manuel d'une vis de manoeuvre 4 agissant sur un poussoir 5; une goupille 7 traverse le poussoir 5 et est fixée à ses extrémités supérieure et inférieure dans l'extrémité arrière de la douille 2 par les trous 6. Le déplacement du poussoir 5 par serrage de la vis 4 entrai ne donc la douille 2 qui se déplace sans jeu sur la surface conique de la partie "piston" 11 du corps 1. La vis 4 est retenue dans un alésage du corps 1 par une rondelle 10 et une bague élastique 12.Il est également possible de commander le déplacement de la douille par des moyens pneumatiques ou hydrauliques, et rendre cette opération automatique ou semi-automatique en fonction des cycles d'opération. Le mandrin montré dans les figures sert pour le con trôle de la pièce P et (éventuellement) des opérations de rectification. Le desserrage s'effectue par le mouvement du poussoir 5 selon la flèche Le diamètre extérieur d de l'extrémité arrière de la douille 2 est de peu inférieur au diamètre extérieur d2 d'une portion médiane 21 de la douille qui sert comme surface de roulement et de support des aiguilles 13. Ces aiguilles sont logées avec un faible jeu dans des évidements correspondants d'un renflement 22 de la douille. Le diamètre extérieur d3 de ce renflement est inférieur d'un jeu il du diamètre intérieur de la cloche-butée 3 de façon que, lors du serrage de la pièce P provoqué par l'expansion de la douille, la partie 22 de la douille 2 ne touche pas la cloche 3. Dans 11 exemple montré, la course de serrage (c) est inférieure à un jeu (a) entre la goupille 7 et la paroi avant d'un trou vertical pratiqué dans la partie-piston 11. Ainsi, lors du serrage, la goupille 7 qui commande le déplacement de la douille 2 par rapport à la partie-piston 11, ##après que la douille 2 ait parcourue la course de serrage (c), ne touche pas la partie 11 du corps 1. Dans un grand nombre d'applications, il est toutefois possible que la course de serrage soit égale à la distance (a) qui est alors inférieure à la distance (c). Il est dans le cadre de l'invention de pouvoir utiliser le mandrin pour un usinage autre que celui "entre pointes", tel que par exemple l'usinage "en I'air". Dans ce cas, le corps 1 se termine pratiquement à l'endroit du diamètre le plus grand de la partie conique 1 la partie cylindrique 12 qui dans le mode de réalisation montré dans les figures à titre d'exemple ne sert que pour permettre la fixation de la cloche-butée 3 sur le corps 12 au moyen des vis 14 peut être supprimée. Dans la figure 2, il est montré comment la pièce à usiner ou à contrôler (donc à serrer) est disposée sur les aiguilles 13 lorsqu'il s'agit d'effectuer le serrage sur flancs de denture. En général, une aiguille est prévue pour chaque espace entre deux dents consécutives. Les aiguilles 13 étant logées avec un faible jeu dans des évidements correspondants du renflement 22 de la douille à fentes 2, elles peuvent tourner librement en position de desserrage et ainsi permettre aux flancs de la denture de prendre la position optimale pour le rattrapage d'un écart angulaire éventuel des dents de la pièce P. Lors du serrage, par expansion de la douille, les aiguilles 13 sont appliquées contre les flancs P1, P2 des dents et immobilisées (Fig.3). La précision d'un mandrin conforme à la présente invention est excellente. Atitre d'exemple, pour un mandrin "entre pointes" destiné pour le serrage de pièces P sur flancs P1, P2 de denture (tel que montré sur les figures}, qui comporte une douille à fentes dont le diamètre d2 et 41,5 mm environ, pour une tolérance de précision d'usinage au diamètre primitif des dents de l'ordre de H 12 ( NF E02 - 117), la concentricité garantie de la partie expansible par rapport aux centres A/2 du mandrin est de 0, 005 mm LTC (Lecture totale au comparateur) ; l'expansibilité de la douille étant 0, 8 mm environ. Le jeu entre les aiguilles 13 ayant un diamètre de 3, 5 mms et leur logement est de l'ordre de 0, 2 mm environ. De nombreuses modifications et améliorations peuvent être apportées sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Ainsi, est-il possible de réaliser des douilles avec un système intermédiaire de serrage relié fixe à ladite douille, qui est adapté pour le serrage des pièces comprenant une denture hélicoidale. Dans ce cas, ledit système intermédiaire peut être réalisé sous forme de ressorts en éléments élastiques, dont la section peut être adaptée X la denture. REVENDICATIONS ~~~~~~~~~~~~~~~~~ 1.) - Mandrin expansible du genre comportant un piston conique co-agissant avec un ou plusieurs organes de façon à ce que cet organe (ou ces organes) sont déplacés radialement lors du serrage d'une pièce à usiner ou à contrô- ler, caractérisé en ce qu'un système intermédiaire de serrage est disposé entre la pièce à serrer et ledit tou lesdits) organe(s), auquel (auxquels) ledit système intermédiaire est relié fixe. 2.) - Mandrin expansible selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit système intermédiaire de serrage comporte des éléments de serrage sous forme de ressorts ou d'organes élastiques. 3.) -Mandrin expansible selon la revendication 2, caractérisé en ce que, pour serrer des pièces sur flancs de denture, le (ou les) ressort(s) ou organe(s) élastique(s) ont une section dont la forme est adaptée à cette denture. 4.) - Mandrin expansible selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit système intermédiaire est réalisé sous forme d'un système à rouleaux. 5.) - Mandrin expansible selon la revendication 4, caractérisé en ce que le mandrin est du genre comportant une douille élastique à fentes dont l'expan- sion est effectuée par le mouvement relatif sans jeu entre un piston conique et la surface intérieure également conique de ladite douille, le système intermédiaire de serrage étant réalisé sous forme d'un système à rouleaux qui est relié fixe à ladite douille. 6.) - Mandrin expansible selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit système à rouleaux est constitué par des aiguilles montées flottantes avec un faible jeu et de façon à pouvoir tourner librement en position de desserrage du mandrin, dans des logements pratiqués dans un renflement situé sur la surface extérieure à l'une des extrémités de la douille; ces aiguilles étant positionnées par des butées amovibles disposées sur la douille à chacune des extrémités des aiguilles. 7.) - Mandrin expansible selon la revendication 6, caractérisé en ce que le renflement est réalisé sous forme d'une couronne concentrique à la douille 8.) - Mandrin expansible selon la revendication 6, caractérisé en ce que le renflement sous forme de couronne concentrique à la douille fait partie intégrante de cette dernière. 9.) - Mandrin expansible selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que, dans le cas de serrage sur flancs-de denture, des aiguilles sont disposées dans chaque espace entre deux dents consécutives; les dites aiguilles s appuyant sur les flancs opposés des deux dents consécutives.