Brevet FR2484885A1 — publié le 19811224

L'invention concerne les pinces de serrage, particulièrement destinées aux machines-outils automa- tiques servant à l'usinage de matières en barre. Les machines automatiques de ce type sont mu- nies de mécanismes qui, successivement, ouvrent la pince de serrage, font avancer la matière en barre dans la mesure désirée, puis ferment la pince de serrage sur la matière en barre. Des opérations d'usinage aux divers postes de travail s'effectuent avant que la pièce ne soit finalement séparée de la matière en barre. Pour assurer que la matière en barre soit main- tenue fermement pendant ces opérations d'usinage, il est essentiel que la pince de serrage se serre sur une lon- gueur minimale appréciable de la barre. Il est connu de prévoir un mécanisme d'avertissement pour détecter l'extrémité de la barre dans le tube d'alimentation con- duisant à la pince de serrage et arrêter la machine quand la barre est trop courte pour être enserrée sûurement. On retire alors manuellement le court tronçon de déchet de barre. Il est connu aussi de vérifier automatiquement que la barre restante a une longueur-suffisante et, si ce n'est pas le cas, de l'éjecter, ce qui permet à la machine automatique de fonctionner continuellement. La barre avance à travers la pince de serrage sous l'action d'un tube d'alimentation placé coaxiale- ment à l'intérieur du tube de pince de serrage, la barre entrant finalement en contact avec une butée. La butée est mobile entre une première position et une deuxième position. La première position détermine la longueur de matière à utiliser mais pendant l'avancement, la butée est amenée à une deuxième position qui exige que la ma- tière soit amenée en excès par le tube d'alimentation. Si la longueurs la matière est telle qu'elle reste en- core dans les mâchoires de la pince de serrage, elle est repoussée par la butée qui passe à la première position avant que la pince de serrage ne se ferme. Si par contre la matière a une longueur insuffisante pour atteindre la butée dans la deuxième position, cette extrémité cour- te tombe au dehors. Il existe des difficultés dues à cette utilisation de la butée à deux positions. Le mé- canisme servant à réaliser la butée mobile prend de la place dans la zone d'outillage, restreignant ainsi l'ou- tillage. Il se peut aussi que la butée utilise un entrat- nement qui pourrait, sans cela, servir à une foncthn de la machine. Le renversement de la butée et de la barre impose cbs efforts de choc, particulièrement dans 1'ame- née d'une barre longue. L'invention propose une pince de serrage pour machine-outil automatique, caractérisée par le fait qu'elle comprend une douille extérieure et une douille intérieu- re, que la douille extérieure est percée d'un alésage, que la douille extérieure présente une partie conique extérieurement, que la douille intérieure peut aller et venir à l'intérieur de la partie conique extérieurement de la douille extérieure pendant le fonctionnement de la machine-outil, et que la disposition est telle que lorsque la barre est enserrée dans la pince de serrage, elle est serrée par la douille intérieure qui est ser- rée dans l'alésage de la partie conique de la douille extérieure et que les courts tronçons de barre sont li- bres de tomber de la douille intérieure dans la position rétractée. La douille intérieure peut être serrée dans la douille extérieure lorsqu'on la déplace au maximum vers la partie conique tandis qu'elle se rétracte à l'inté- rieur de la douille extérieure en s'éloignant de la par- tie conique pendant l'avancement de la barre. La douille intérieure peut présenter une extré- mité antérieure munie d'une face terminale qui peut aller et venir à l'intérieur de l'alésage de la douille exté- rieure. La face terminale de la douille intérieure peut coïncider pratiquement avec la face terminale de la douil- le extérieure quand la douille intérieure est déplacée dans la mesure maximale vers la face terminale de la douille extérieure. La douille intérieure peut tre dis- posée sans pouvoir tourner à l'intérieur de la douille extérieure. La surface extérieure de la douille intérieu- re peut avoir une section hexagonale. De preférence, la douille extérieure est munie de fentes classiques lui permettant de se serrer sur la douille intérieure, Glas- siquement aussi, la douille intérieure était ainsi fendue. La deuxième extrémité de la douille intérieure peut être conçue pour subir l'action d'un tube d'alimen- tation. La douille intérieure peut être sollicitée à s'éloigner de l'extrémité conique de la douille extérieu- re, la sollicitation peut être élastique et peut être assurée par un ressort à boudin pouvant s'appliquer à des moyens de butée de la douille extérieure et à une bride de l'extérieur de la douille intérieure. La douille intérieure peut être munie de patins permettant de régler la grandeur ou la forme de l'alésage de la douille intérieure pour tenir compte de barres ayant différentes grandeurs et différentes formes. De préférence, la partie conique de la douille extérieure a une aire de section croissante en direction de son extrémité extérieure. L'invention propose aussi une machine-outil automatique à avancement de barre munie d'une pince de serrage comme ci-dessus, une butée intérieure de barre peut âtre prévue à l'intérieur de l'alésage de la déuille intérieure pour Jouer le rôle de butée terminale pour une barre amenée dans la pince de serrage à travers- lex- trémité ouverte de la pince de serrage. A titre d'exemple, on décrira maintenant des modes d'exécution de l'invention à propos des &essins annexes sur lesquels: la figure 1 est une élévation lat.ree en coupe partielle d'une pince de serrage de la technique anté- rieure; la figure 2 une élévation latérale en coupe partielle d'une pince de serrage selon l'invention en position bloquée; la figure 3 une élévation latérale en coupe partielle de la pince de serrage de la figure 2 en po- sition débloquée; et la figure 4 une élévation en coupe partielle d'une variante de pince de serrage. La figure 1 montre une pince de serrage dési- gnée par la référence générale 1, enserrant une barre 2. La pince de serrage 1 comprend une douille 3 présen- tant une extrémité conique extérieurement 4. La barre 2 avance à travers la pince de serrage sous l'action d'un tube de poussée 5. L'extrémité 6 du tube de pous- sée est en coopération de frottement avec la barre 2. Une broche principale 7 présente une partie conique ex- térieure 8 coopérant avec l'extrémité conique 4 de la douille 3. Une butée terminale 9 montée sur la broche sert à déterminer la longueur de pièces de la barre qui avance sous l'action de la machine. La longueur 11 correspond à la longueur d'enserrement sOr de la pince de serrage 1. En service, la barre étant initialement enser- rée dans la pince de serrage et n'atteignant pas la butée terminale, il se produit ce qui suit. Le tube de poussée 5, 6 se déplace vers la gauche. La douille 3 et la par- tie conique se meuvent alors légèrement vers la droite, libérant le blocage conique-de la pince de serrage. Le tube de poussée se déplace alors vers la droite et fait avancer la barre 2 jusqu'à la butée 9. La pince de ser- rage 3, 4 peut alors se bloquer en position fermée ou la butée terminale peut faire reculer légèrement la bar- re, avant que la douille 3 ne ferme la pince de serrage et ne la bloque en se déplaçant légèrement vers la gauche. On considèrera maintenant le fonctionnement de la pince de serrage de l'invention que l'on décrira à propos des figures 2 et 3. L'ensemble de pince de serrage comprend une douille extérieure 20 et une douille intérieure 21. La douille extérieure 20 présente une première extrémité conique extérieurement 22 qui s'applique à un anneau de conicité complémentaire 23, la douille intérieure 21 présente une bride annulaire 24 qui s'appuie sur la paroi intérieure 25 de la douille 20. Un ressort 26 sol- licite la douille intérieure 21 vers la droite des des- sins. Une butée terminale 27 est prévue sur la douille extérieure, supporte la douille intérieure 21 et joue le râle de butée terminale pour la bride 24. L'alésage 28 de la partie terminale conique 22 reçoit l'extrémité 29 de la douille 21. L'extrémité 30 de la douille inté- rieure, passant à travers la butée terminale 27, s'ap- plique à l'extrémité 31 du tube de poussée 32. La pince de serrage de l'invention est représen- tée dans la position bloquée sur la figure 2 et dans la position débloquée sur la figure 3e On décrira maintenant le fonctionnement de la pince de serrage. On part de la position de la figure 2, o la barre 33 est bloquée dans la pince de serrage fermée et bute contre la butée terminale 34. Une fois que les opé- rations d'usinage ont été exécutées sur la barre, elle est sectionnée au point 35. Le tube de poussée 31 est rétracté mais la matière 33 est encore maintenue ferme- ment sur la barre 33 par l'extrémité conique 22 de la pince de serrage. Le ressort 26 est comprimé et tend à solliciter la douille intérieure vers la gauche. Une fois que la machine est dans la position voulue pour faire avancer la barre, la douille extérieure se meut légèrement vers la droite pour débloquer la conicité et libérer le serrage de l'extrémité 29 de la douille intérieure. Le ressort pousse alors la douille intérieure vers la gauche de sorte que la bride 24 s'aP- plique à la butée terminale 27. La barre avance alors sous l'action du tube de poussée et de la pince de ser- rage pour s'appliquer à la butée terminale. On comprend que la barre n'est pas déplacée par le tube de poussée lui-même, mais déplacée par son extrémité postérieure. Un appareil approprié permettant de faire avancer la barre est décrit dans le brevet des E.U.A. n0 4 187 748. Une fois que la barre a été déplacée vers l'avant suffi- samment pour s'appliquer à la butée terminale 34, le tube de poussée 31 pousse la douille intérieure vers la droite de sorte que l'extrémité 29 pénètre complètement dans l'alésage 28. La douille 20 se déplace alors vers la gauche pour bloquer la partie conique 22 sur l'extré- mité 29 et la barre 33. Dans le cas oh la longueur de la barre est in- suffisante pour s'engager dans la région de serrage 28 de la pince, elle tombe lorsque la barre se déplace vers - la droite. Ainsi, la chute 36 est éjectée par l'extré- mité 37 de la barre qui avance ou par l'extrémité 29 de la douille intérieure. Lorsqu'une extrémité courte est éjectée, l'ex- trémité 37 qui avance dépasse légèrement de la pince de serrage et est enserrée. Elle subit alors un cycle de la machine et peut être séparée si nécessaire. L'extrémité de la barre est ainsi rognée et la partie rognée consti- tue un déchet. On comprend que le mécanisme décrit ci-dessus permet de faire avancer des barres de façon continue, l'une après l'autre, sans qu'il soit nécessaire d'arrêter la machine. Il permet aussi que de courts tronçons de barre soient convenablement enserrés dans la pince de serrage. En outre, on n'a pas besoin d'un excès d'avance- ment ni d'un retour de la matière. Cela est particulière- ment avantageux lorsqu'il s'agit de grandes vitesses d'avancement et de fonctionnement. Les charges de choc et le rebondissement sont réduits et l'action d'avance- ment peut s'effectuer dans un plus petit angle radial de la machine. La douille intérieure 21 peut être calée sur la douille extérieure 20 de manière à être retenue ou entrai- née en rotation par celle-ci. Le calage peut être assuré par une forme extérieure non circulaire et en particulier hexagonale de la douille intérieure. L'alésage de la douille intérieure peut être muni de patins de-manière à pouvoir s'adapter à une matière ayant différents dia- mètres ou différentes formes. On comprend que l'on connaît des pinces de ser- rage utilisant des patins de divers diamètres intérieurs pour s'adapter à une matière ayant différents diamètres ou différentes formes. Toutefois, ces patins ne sont pas classiquement mobiles en service de manière à jouer un rôle dans le fonctionnement effectif de la machine pen- - dant son cycle de travail. On comprend que la forme préférée de la pince de serrage nécessite une moindre fraction du cycle de la machine, pour réaliser l'éjection des extrémités courtes, que les conceptions antérieures. En outre, elle ne néces- site pas de renversement du mouvement d'avancement de la barre pour obtenir l'éjection des extrémités courtes. Cela diminue les inconvénients associés au rebondissement de la barre. En outre, comme dans le mode d'exécution préféré de machine-outil, si une longueur critique de barre se coince entre la butée terminale et la face de la pince de serrage, la douille intérieure surmonte le ressort du mécanisme d'avancement et cela permet d'uti- liser une butée fixe au lieu d'une butée à ressort. L'utilisation d'une butée normale au lieu d'une butée à deux positions n'impose aucune restriction dans la zone de l'outil ni en ce qui concerne les fonctions de la machine. On peut adapter à la même pince de serrage des barres de différente dimension en modifiant simplement la grandeur de l'alésage de la douille intérieures, ce qui réduit le prix de revient de la pince de serrage. On a décrit le fonctionnement de la pince de serrage à propos de l'avancement continu d'une barre à travers la pince de serrage, mais celle-ci peut aussi servir à fixer de courts tronçons de barre 38, amenés par l'extrémité antérieure. Dans une telle disposition, une barre de butée 39 est prévue à travers la douille intérieure 40 de la pince de serrage, elle joue le rôle de butée et ne se déplace pas pendant le fonctionnement de la machine. Les extrémités courtes 38 sont alors ame- nées, à travers l'avant de la pince de serrage, au con- tact de l'extrémité 41 de la barre 39. On fait alors avancer la douille intérieure pour qu'elle pénètre dans l'alésage de la partie conique 42 dé la douille extérieu- re.43. Lorsqu'on déplace la partie conique pour serrer la douille extérieure 43 sur la douille intérieure 40, la douille intérieure enserre le court tronçon de barre 38. Une fois que le tube de poussée 44 s'est déplacé vers l'arrière, la conicité s'ouvre ensuite, permettant au ressort 45 de ramener la douille intérieure de sorte que sa face terminale 46 se trouve derrière l'extrémité de la barre de butée 39. Le court tronçon usiné est alors libre de tomber hors de la pince de serrage et peut être remplacé par un autre tronçon court. Afin que la douille intérieure puisse enserrer fermement l'extrémité de la barre 38, la barre de butée 39 a un diamètre réduit 47 et des saillies 48 la supportent dans la douille inté- rieure. Evidemment, le mécanisme d'avancement par ltex- trémité antérieure, avec sa barre de butée centrale, pourrait aussi fonctionner avec la structure de pince de serrage représentée par les figures 1 et 2. Pour une barre de 2,5 cm de diamètre, le mouve- ment longitudinal de la douille intérieure serait d'envi- ron 2 cm et pour une barre de 1 cm de diamètre, le mou- vement serait d'environ 1 cm, pour une barre de 5 cm le mouvement serait d'environ 3 cm. REVENDICATIONS 1. Pince de serrage pour machine-outil auto- matique, caractérisée par le fait qu'elle comprend une douille extérieure et une douille intérieure, que la douille extérieure est percée d'un alésages que la douil- le extérieure présente une partie conique extérieurement, que la douille intérieure peut aller et venir à l'inté- rieur de la partie conique extérieurement de la douille extérieure pendant le fonctionnement de la machine-outil, et que la disposition est telle que lorsque la barre est enserrée dans la pince de serrage, elle est serrée par la. douille intérieure qui est serrée dans l'alésage de la partie conique de la douille extérieure et que les courts tronçons de barre sont libres de tomber de la douille intérieure dans la position rétractées 2. Pince de serrage selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la douille intérieure est serrée dans la douille extérieure lorsqu'elle est dépla- cee au maximum en direction de la partie conique tandis qu'elle se rétracte à l'intérieur de la douille extérieu- re en s'éloignant de la partie conique pendant l'avance- ment de la barre. 3. Pince de serrage selon la revendication 22 caractérisée par le fait que la douille intérieure pré- sente une première extrémité présentant une face termi- nale qui peut aller et venir à l'intérieur de l'alésage de la douille extérieure. 4. Pince de serrage selon la revendication 3, caractérisée en ce que la face terminale de la douille intérieure coTncide pratiquement avec la face terminale de la douille extérieure quand la douille intérieure est déplacée au maximum vers la face terminale de la douille extérieure. 5. Pince de serrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la douille intérieure est disposée sans pouvoir tourner à l'inté- rieur de la douille extérieure. 6. Pince de serrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la deu- xième extrémité de la douille intérieure peut subir l'ac- tion d'un tube d'avancement. 7. Pince de serrage selon la revendication 6, caractérisée en ce que la douille intérieure est sol- licitée à s'éloigner de l'extrémité conique de la douille extérieure. 8. Pince de serrage selon la revendication 7, caractérisée en ce que la douille intérieure est sol- licitée élastiquement à s'éloigner de la première extré- mité de la douille extérieure. 9. Pince de serrage selon la revendication 8, caractérisée en ce que la sollicitation élastique est appliquée par un ressort à boudin pouvant s'appli- quer à des moyens de butée de la douille extérieure et à une bride de l'extérieur de la douille intérieure. 10. Pince de serrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la douil- le intérieure est munie de patins permettant de régler la grandeur ou la forme de l'alésage de la douille inté- rieure pour l'adapter à différentes grandeurs de barre. 11. Pince de serrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la par- tie conique de la douille extérieure présente une aire de section croissante de la deuxième extrémité à la pre- miière. 12. Pince de serrage selon la revendication 6, caractérisée en ce que la douille intérieure est éloi- gnée obligatoirement de la partie terminale conique de la douille extérieure. 13. Machine-outil automatique à avancement de barre munie d'une pince de serrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 12. 14. Machine-outil selon la revendication 13, caractérisée en ce qu'elle comporte une douille intérieure destinée à jouer le rôle de butée terminale 1 1 pour une barre qui avance à l'intérieur de la pince de serrage à travers la première extrémité de la douille intérieure.