Brevet FR2458352A1 — publié le 19810102

La présente invention concerne un système de serrage pour broche tournante destiné à maintenir une pièce pendant la rotation de la broche afin d'effectuer sur ladite pièce des opérations d'usinage. Dans les dispositifs connus de ce genre on peut reprocher les inconvénients suivants - t / Mouvements des mors de serrage trop lents. Le débit de la pompe est calcu lé pour assurer une vitesse de déplacement des mors à peu près correct. Celle-ci est relativement lente à moins d'utiliser un débit important pour une pression donnée, ce qui entrarnerait un moteur d'une puissance élevée. Ce débit n'est utile que pendant un temps très court (temps de déplacement). Le maintient de la pression, une fois la course effectuée, ne nécessite qu'un débit très faible. - 20/ Démontage fastidieux du mandrin de serrage rendu nécessaire pour I 'util isation de la machine pour d'autres modes d'usinages (entre-pointes, montages spéciaux, etc...) . En effet, l'accouplement du mandrin au cylindre de commande est assuré par écrou et contre écrou vissés sur le tube de liaison. Les filetages de celui-ci, soumis aux projections de copeaux, sont rapidement endommagés et rendent le démontage long et fastidieux. - 3 / Le cylindre arrière de commande n'est pas prévu pour être démonté fréquemment, il s'ensuit que lors de l'utilisation de la machine sans l'utilisation du serrage hydraulique, la circulation d'huile doit être maintenue afin d'assurer le graissage des roulements dudit cylindre. Le groupe hydraulique doit donc être maintenu en marche uniquement pour assurer le graissage, d'où consommation inutile d'énergie et usure des pièces mécaniques en mouvement. - 40/ Les mors de serrage étant fixés sur le porte-mors par vis et maintenus par des écrous, la mise en place de ceux-ci, pour un diamètre donné à serrer, s'effectuent par tatonnement pour obtenir la position correcte, d'où augmentation des temps morts, particulièrement coûteux sur les machines à commande numérique, où le taux horaire est très élevé. - 5 / Le maintient de la pièce usinée n'est pas assuré en cas de coupure de courant, d'où possibilités d'accidents graves. La présente invention a pour but d'éviter tous ces inconvénients. La pompe débite dans un accumulateur de pression pendant les temps morts. La vitesse de déplacement des mors n'est donc plus tributaire du débit de la pompe; De plus, ce débit peut-etre choisi très faible, d'où moteur de puissance inférieure, donc consommation d'énergie réduite. Le démontage du dispositif sur la machine est rendu très aisé par un système d'accouplement rapide de la tige de commande sur le mandrin et par une fixation du cylindre à démontage rapide. Tout l'équipement de serrage peut être démonté chaque fois qu'il est nécessaire pour une utilisation de la machine à d'autres fins. Le positionnemen,t des mors sur le porte-mors s'effectue sans tatonnement grace à des règlettes graduées permettant un positionnement précis en fonction du diamètre à serrer, d'où temps mort réduit au minimum. Le dispositif, objet de l'invention, comporte une pompe actionnée par un moteur. Le fluide, débité par la pompe, alimente un cylindre rotatif, à double effet, par l'intermédiaire d'un distributeur à commande manuelle ou électrique. Le fluide est également dirigé par l'intermédiaire d'un limiteur de pression à réglage manuel vers un accumulateur. Un deuxième limiteur, piloté par la pression de service, assure le retour du débit excédentaire vers le réservoir. Ces deux limiteurs sont inclus dans un même appareil qui comporte également trois anti-retours intégrés. Le cylindre rotatif, exempt de joint, comporte une pièce fixe et une pièce mobile supportées par deux roulements. Un très faible jeu entre ces deux pièces permet l'échange en ne tolérant qu'une fuite très faible. Des trous assurent une distribution du fluide d'un côté ou de l'autre du cy Cylindre. Le cylindre comporte dans sa partie centrale un piston plongeur réglable qui a pour but d'assurer le freinage du mouvement en fin de course. Le piston plongeur est percé d'un trou comportant un pointeau à son extrémité, ledit pointeau coulisse à l'intérieur du piston-plongeur et permet un réglage du débit de la fuite. Le carter du cylindre comporte à sa base une partie filetée à laquelle est fixée la tuyauterie de récupération des fuites de l'ensemble dû cylindre. Le piston du cylindre actionne le déplacement du mandrin par une tige de commande passant par l'intérieur de la broche du tour. La tige de commande est accouplée au corps mobile du mandrin par l'inter- médiaire de trois mors mobiles. La tige et les mors comportent des gorgescircu laires de forme trapézoidale. Les mors sont commandés par une came, trois le viers équidistants actionnent les porte-mors. Les porte-mors comportent des crans sur lesquels sont fixés les mors. Le corps du mandrin reçoit des plaques graduées permettant le positionnement exact des mors en fonction des pièces à serrer. Les dessins annexés illustrent;,à titre d'exemple, un mode de réalisation conforme à la présente invention. Une pompe 1, entraînée par un moteur électrique 2, débite dans un bloc de régulation par un raccord 46, et comprend un tiroir 3, un ressort 4, réglable par une vis 5, et immobilisée par un contre-écrou 6. Un deuxième tiroir 7, directement piloté par la pression de service, permet l'écoulement de l'excédent defluide au réservoir. Le premier tiroir 3, autorise le passage du fluide vers l'accumulateur, après avoir atteint la pression désirée sur le réseau. Deux anti-retours 8 et 9 assurent la sécurité en cas d'arrêt de la pompe; 1 'accumulateur assurant pendant un certain temps le maintient de la pièce à serrer. Un anti-retour tO, empêche l'huile d'aller remplir l'accumulateur sans que la position du tiroir 3 ne l'autorise. Un distributeur 11 assure la sélection du sens de serrage. Un cylindre est fixé sur la partie arrière de la broche de la machine par des vis 12. Ces vis maintiennent la bride 13 par des lumières circulaires. Deux demicarters 15 protègent dé tout contact avec la partie tournante pendant la rotation. Un carter 16, dans lequel est monté un cylindre 17, sert de support aux roulements 18 et 19, et reçoit également les arrivées de fluide. A l'intérieur, supportée par les roulements 18 et 19, la queue du cylindre de vérin 29 tourne et reçoit le fluide, par les gorges 20 et 21, qui s'écoule vers le cylindre par les orifices 22 et 23. A l'intérieur de la queue du cylindre coulisse un piston plongeur 24, commandé par un écrou 25, et bloqué après réglage par un contre-écrou 26. Une goupille 27, coulissant dans une rainure 28, empêche la rotation du piston plongeur 24 par rapport à la queue du cylindre 29. Le piston plongeur est percé d'un trou 30 dont le passage à l'une de ses extrémités est réglé par un pointeau 31; un joint 32 assure I 'étanchéité.Un carter 33 protège de tout contact les parties tournantes pendant la rotation. A l'intérieur du cylindre du vérin coulisse un piston 34 lié à la tige 35 par un écrou 36. La tige 35, fixée au tube de liaison 48, pénètre dans le corps coulissant 37. L' entraînement est assuré par trois mors 38 coulissant dans des rainures. Les mors 38 sont commandés par 3 cames 39 et bloqués en position de serrage par des vis 40. Un flasque 41, maintenu par des vis 42, est fixé sur le corps coulissant 37, une goupille 57 assure un positionnement rigoureux. Le corps coulissant 37 entraîne trois leviers à bout sphérique en rotation sur trois axes 50. Les leviers prennent appui dans une rainure des porte-mors 51. Les porte-mors comportent une rainure en T dans laquelle coulisse des tasseaux 52 fixant les mors 53 par l'intermédiaire de vis 54. Des crans taillés sur le porte-mors et sur les mors assurent le positionnement. Le corps de mandrin 45 comporte un mode de fixation sur la broche de la machine. Le corps du mandrin supporte trois règlettes graduées 55 et fixées chacune par deux vis 56. Ces graduations correspondent à des traits repères disposés sur les mors, le mandrin étant en position ouverte pour assurer le serrage d'une pièce d'un diamètre donné directement et sans tatonnement. Le dispositif, objet de l'invention, peut être utilisé sur toute machine outil dont la pièce à usiner se trouve fixée sur une broche en rotation. Elle permet une réduction des temps de serrage et un gain important de la consommation d'énergie. Elle permet également de réduire les temps de démontage du dispositif ainsi que les temps de réglage entre deux opérations différentes. REVENDICATIONS 1. Dispositif de serrage hydraulique destiné à serrer une pièce mécanique en rotation afin d'assurer son usinage sur machine outil caractérisé par le fait que la pompe du groupe hydraul iqje débite dans un accumulateur de pression pendant les temps mors et le débit excédentaire pendant les temps de serrage. 2. Dispositif selon revendication 1, caractérisé par le fait que le débit d'huile est canalisé soit vers le cylindre, soit vers l'accumulateur de pression, soit vers le réservoir par un bloc de régulation comportant deux limiteurs et trois anti-retours incorporés. 3. Dispositif selon revendication 2, caractérisé par le fait que le 2ème régulateur, assurant le retour au réservoir, est piloté par la pression du réseau. 4. Dispositif selon revendication 3, caractérisé par le fait que le tiroir du 2ème régulateur s'ouvre selon une pression toujours proportionnelle à la pression d'ouverture du tiroir du ler régulateur. 5. Dispositif selon revendication 1, caractérisé par le fait que le cylindre de commande monté sur la broche de la machine comporte un dispositif de freinage de fin de course du piston réglable à tous les points de la course par un piston s'engageant dans un alésage pratiqué à l'intérieur de la tige du piston du cylindre. 6. Dispositif selon revendication 5, caractérisé par le fait que la vitesse du piston après freinage est réglable à l'aide d'un pointeau commandé de l'extérieur du cylindre. 7. Dispositif selon revendication 1, caractérisé par le fait que la tige de commande est accouplée au mandrin à l'aide de 3 mors comportant des gorges de forme trapézoidale s'engageant dans des gorges identiques pratiquées sur la tige de commande. 8. Dispositif selon revendication 7, caractérisé par le fait que le déplace. ment des mors assurant la liaison de la tige de commande au mandrin est commandé à l'aIde d'un axe excentré. 9. Dispositif selon revendication 1, caractérisé par le fait que les mors amovibles du mandrin de serrage sont positionnés exactement en fonction du diamètre à serrer à l'aide de réglettes graduées fixées sur le corps du mandrin ou de graduations directement gravées sur le corps dudit mandrin. 10. Dispositif selon revendication 9, caractérisé par le fait que les mors amovibles du mandrin de serrage comportent des repères fixes ou réglables correspondants aux graduations du corps du mandrin pour un diamètre déterminé à serrer.