Brevet FR2350169A1 — publié le 19771202

Liinvention ##########concerne un mandrin tournant destiné d maintenir une pièce à usiner sur une poupée tournant elle-mOme à grande vitesse, mandrin caractérisé essentiellement en ce que son ouverture (ou desserrage) est commandée par un fluide sous pression provenant d'une source séparée et mis en oeuvre au moyen d'une électrovalve par exemple, afin que cette opération d'ouverture puisse être rendue automatique et en ce que sa fermeture (ou serrage) est commandée par des ressorts, une telle conception permettant d'obtenir un rapport effort encombrement supérieur aux mandrins habituels et de ne pas nécessiter le maintien de la pression du fluide pendant la rota. tion simplifiant ainsi le problème de l'étanchéité. D'une manière habituelle, en effet, les mandrins de serrage de pièce à usiner ou à souder par friction qui reçoivent par conséquent pendant leur rotation un effort important et qui doivent fonctionner automatiquement comportent généralement un piston torique à double effet dont la partie mobile actionne les rampes de commande des mors eux-m#mes. D'en- vol d'un fluide sous pression dans la partie adéquate commande le serrage et l'envoi du fluide dans la partie opposée commande le desserrage. Dans çe type de mandrin, l'effort de serrage maximal pour une pression de fluide donnée détermine le diamètre extérieur ; pour des efforts importants, le diamètre l'est également et l'inertie de l'ensemble sten trouve accrue. D'autre part, lors du serrage, le mandrin est mis en rotation et le maintien du fluide sous pression nécessite un passage tournant spécial. Lorsqu'on a besoin de libérer la partie centrale du mandrin, ce passage est placé sur la périphérie du mandrin et agit par l'intermédiaire de joints flottants, qui produisent ainsi sur le plus grand diamètre un effort de freinage d'autant moins négligeable que la pression du fluide est forte. Ces #oints consomment une énergie importante génératrice de chaleur et d'usure. Ce phénomène limite considérablement le serrage qu'il est possible d'obtenir avec ce type d'appareil. La présente invention a notamment pour but de remédier à ces inconvénients et concerne, à cet effet un mandrin tournant pour le maintien d'une pièce à usiner sur la broche rotative d'une machine d'usinage ledit mandrin comportant des pilotes mobiles pour le serrage de la pièce, mandrin carac térisé en ce qu'il comporte des moyens élastiques agissant en permanence pour rapprocher et serrer les pilotes sur la pièce à usiner, tandis qu'un vérin est prévu pour l'écartement des pilotes à l'encontre de ces moyens élastiques. Du fait de cette construction, l'ouverture ou desserrage du mandrin peut être obtenu automatiquement par l'intermédiaire d'une électrovalve alors que le mandrin est arrêté c1est-à-dire sans qu'il soit nécessaire de prévoir des moyens compliqués assurant le transfert d'une pression d'huile sur une pièce tournante. Egalement, la fermeture du mandrin produisant son serrage sur la pièce se produit automatiquement dès l'arrêt de la pression d'huile dans le vérin. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le vérin est constitué par une partie fixe du mandrin, propre à être fixée sur le bâti de la machine, tandis que les pilotes et les moyens élastiques constituent une partie mobile, propre à autre fixée à la broche de la machine, pour outre entraînée en rotation avec elle. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le vérin de la partie fixe est un vérin annulaire, disposé coaxialement à la partie mobile. l'invention est représentée à titre d'exemple non limitiatif sur la figure unique ci-j.ointe qui est une vue en perspective éclatée du mandrin. On a représenté sur la figure l'extrémité 1 de la partie tournante ou broche de la machine qui reçoit le mandrin, le roulement-d'extrémité 2 et le bâti fixe 3. On a également représenté la pièce de révolution 4, à travailler par l'usinage ou par soudage, dans une position dégagée mais coaxiale de sa position de maintien, ainsi que en 5 l'un des trois mors à 1200, également dégagé de son logement. Le mandrin proprement dit est représenté dans une vue en perspective partiellement coupée. I1 comporte une pièce de fixation 6 sur l'extrémité de la broche 1 au moyen de vis non représentées et par rapport à l'épaulement de centrage 7. Sur la pièce 6 se fixe le corps 8 dont les rales sont les suivants - il supporte les trois pistons coulissant radialement, 9 répartis à 1200 et dont deux seulement sont représentés et qui sont logés dans des alvéoles pratiquées dans le corps 8 lui-même ; - il reçoit les ensembles presseurs 10 au nombre de trois disposés à 1200 et dont l'un d'eux seulement est représenté. Les ensembles presseurs sont constitués par une tige Il vissée dans le corps 8 et un empilement de rondelles Belleville 12 dont seules les rondelles extrêmes ont été reprd sentées. Enfin, la collerette 13 du corps 8 comporte trois passages 14 pour les trois pilotes 15 qui vont servir à guider et à rétracter radialement, par un effet de rampe, les pistons 9, par l'intermédiaire des trous 16. L'extrémité avant des pilotes 9 comporte un plat épaulé 17 destiné à recevoir les mors 5 également au nombre de trois. L'extrémité arrière des pilotes 9 comporte un usinage oblique 18 formant rampe de commande. Sur le corps 8, coulisse axialement la couronne-19 qui comporte un usinage conique correspondant aux rampes 18 et tel que lorsque la couronne 19 se déplace vers l'arrière (Vers le bati 3), les pilotes 9 se déplacent vers le centre ; la couronne 19 comporte également des logements 20 pour les ensembles presseurs 10 et les appuis de ces derniers. Ces ensembles tendent à écarter la couronne 19 du-corps 18 et à ramener les pistons 9 vers le centre pour effectuer la fonction de serrage. les tiges 11 se terminent par les collerettes de retenue 21. la partie qui vient d'entre décrite est donc entraînée en rotation par la broche 1. On va décrire maintenant la partie du mandrin qui reste fixe et qui est attenante au bati 3. Cette partie comporte la pièce 22 de fixa- tion et de centrage et qui forme le fond fixe de la chambre 23 alimentée en fluide sous pression par l'ouverture 24. la chambre 23 se ferme sur l'avant par un piston 25 en forme de couronne qui peut coulisser par l'intermédiaire des Joints d'étanchéité 26 et 27 et qui agit par poussée sur la couronne 19 pour écarter les pilotes 9. le piston 25 est ramené en position initiale par l'action des ressorts 28. L'ensemble est protégé par le capot fixe 29. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICA?IONS 10) Mandrin tournant pour le maintien d'une pièce à usiner sur la broche rotative d'une machine d'usinage, ledit mandrin comportant des pilotes mobiles pour le serrage de la pièce, mandrin caractérisé en ce qu'il comporte des moyens élastiques agissant en permanence pour rapprocher et serrer les pilotes sur la pièce à usiner, tandis qu'un vérin est prévu pour l'écartement des pilotes à l'encontre de ces moyens élastiques. 20) Mandrin conforme à la revendication 1 caractérisé en ce que le vérin est constitué par une partie fixe du mandrin, propre à être fixée sur le b4ti de la machine, tandis que les pilotes et les moyens élastiques constituent une partie mobile, propre à être fixée à la broche de la machine, pour être entrainée en rotation avec elle. 30) Mandrin conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que le vérin'de la partie fixe est un vérin annulaire, disposé coaxialement à la partie mobile. 40) Mandrin conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens élastiques agissent sur les pilotes par l'intermédiaire de rampes inclinées, mobiles, sur lesquelles sont en appui les pilotes. 50) Mandrin conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que les rampes inclinées sont formées sur une couronne coulissant axialement sur un corps de support des pilotes, les moyens élastiques étant disposés entre le corps et la couronne. 60) Mandrin conforme aux revendications 3 et 5, caractérisé en ce que le piston du vérin annulaire agit sur la couronne à l'encontre de moyens élastiques. 70) Mandrin conforme à lune quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des ressorts de compression sont disposés en appui sur le piston du vérin pour son retour en position initiale.