Brevet FR2516002A1 — publié le 19830513

Tête de serrage. La présente invention a pour objet une tête de serrage, per- mettant la fixation sans jeu d'une tige, et dont le carter comporte des mâchoires séparées qu'un servo-piston à double effet, logé dans le carter et doté d'un guidage parallèle à la tige, fait coulisser entre les positions verrouillage - déverrouillage par l'intermédiaire de glissières obliques par rapport à l'axe central de la tige. Des dispositifs de serrage du type précademment décrit en- trent dans l'état de la technique par le dépôt de brevet allemand P 31 18 449 9 Dans ce modèle, un piston annulaire de la servocommande déplace les mâchoires de serrage, dont l'avance radiale dans le carter, sur des glissières obliques, entraîne un blocage autow- atique de la tige support Le desserrage est assuré par un mouvement du servo-piston dans le sens du déverrouillage. Un dispositif de ce genre assure, pour de nombreux objectifs de réglage, un serrage suffisant et fixe de la position obte- nue et peut en outre être desserré sans mouvement de charge. De nombreux usages, tels que l'ajustage précis de pièces méca- niques lourdes, dont l'avance des cylindres pour les trains de laminage notamment, ou que l'ajustage exact en hauteur d'éléments préfabriqués, requi erent un serrage présentant un enclenchement souple et évitant toute modification notable de la position de réglage. La présente invention a pour but de former un dispositif de serrage du type précédemment décrit, qui assure un serrage fiable dans une position de réglage définie par des exigences de précision, et dont la fixation et le desserrage soient souples et silencieux. La caractéristique essentielle de l'invention réside en ce que les mâchoires de serrage ont un mouvement exclusivement radial et sont montées contre des coulisseaux cunéiformes séparés, auxquels le servo- piston confère un déplacement axial, et qui forment des glissières planes et obliques entre le carter et les mâchoires Ces dernières n'exécutant qu'un mouvement radial, sans déplacement longitudinal notable, chaque position de réglage commandée par le mécanisme de la tige peut être fixée avec précision Le serrage et le desser- rage sont souples et silencieux. Les mâchoires, dont le montage est symétrique et radial par rapport à la tige de piston, présentent l'avantage d'être maintenues par des pièces de contact d'un élément de couvercle du carter, qui s'enclenchent dans une gorge annulaire corres- pondante des mâchoires et assurent un mouvement radial suffi- sant pour un déplacement longitudinal pratiquement nul. Sur les chanfreins des mâchoires et les glissières adéquates des coulisseaux, le coefficient de frottement et l'angle d'inclinaison sont choisis de façon à assurer un blocage automatique après le déplacement des mâchoires en position de verrouillage Dans de nombreux cas d'utilisation, en pré- sence de vibrations notamment, il peut être opportun de garan- tir ce verrouillage, non seulement par un blocage automa- tique, mais également par un élément de verrouillage qui assure la position de blocage des mâchoires. L'élément de verrouillage peut attaquer le coulisseau, mais 16302 aussi, le cas échéant, le servo-piston ou la mâchoire. Sur un type d'exécution préférentiel, l'élément de verrouil- lage est relâché par un mouvement du servo-piston vers la position déblocage A cet effet, il peut être avantageux de monter dans le carter des éléments de verrouillage à ressort, qui s'enclenchent dans des évidements adéquats des coulisseaux et du carter en position de verrouillage Les coulisseaux sont alors montés sur le servo-piston, de telle sorte qu'un dépla- cement de ce dernier sans entraînement des coulisseaux est possible, jusqu'à ce que le mouvement du servo-piston relâche le verrouillage des coulisseaux. Une solution avantageuse, éprouvée en pratique, peut être de prévoir deux éléments de verrouillage dans chaque cas, et de donner à un évidement du servo-piston, permettant l'enclen- chement, la forme d'une gorge annulaire chanfreinée sur un côté, la position et la dimension du chanfrein étant choisies, en fonction de la course libre du coulisseau s'enclenchant dans une gorge du servo-piston, de façon à ce que l'élément interne des deux éléments de verrouillage placés l'un derrière l'autre recule dans l'évidement du coulisseau, jusqu'à ce que l'élément externe passe de la position verrouillage à la position déverrouillage des coulisseaux, lorsque le servo- piston se déplace dans le sens du déblocage sans entraîner les coulisseaux. Les éléments de verrouillage peuvent avoir la forme de deux billes placées l'une derrière l'autre, ou, le cas échéant, de corps cylindriques ou autres formes similaires. Dans tous les types d'exécution, la conception du servo- piston est celle d'un piston annulaire, dont le guidage est assuré tant dans un évidement adapté du carter que sur la tige, avec insertion de segments à jeu radial correspondants. La tige peut être une pièce des divers dispositifs d'ajustage 16002 servant, par exemple, aux passes de laminage, au réglage en hauteur de ponts élévateurs et/ou mise à niveau de véhicules supportés, ou à l'avance sur les machines-outils Fréquemment, le déplacement de la tige fortement chargée est également assuré par un servo-piston à double effet, placé dans un cylindre ajouté au carter. Sur les glissières, entre les coulisseaux et les mâchoires et/ou face au carter, il peut être opportun de prévoir des éléments de paliers à frottement réduit, tels que des roule- ments à billes, à rouleaux ou à aiguilles Les mâchoires de frein et/ou coulisseaux peuvent en outre présenter des gar- nitures superficielles supplémentaires,-améliorant les pro- priétés d'enclenchement. L'invention a pour caractéristique de créer une tête de serrage, qui assure la fixation pratiquement sans jeu d'une tige, dans une position donnée et avec une précision de ré- glage élevée, et que sa structure robuste et fiable permet d'utiliser, même dans des conditions de service rigoureuses. Le réglage de la position souhaitée de la tige peut être obtenu par un pur mouvement de déplacement ou par un mouve- ment combiné de rotation et de déplacement sur la tige. Des exemples d'exécution de l'objet de l'invention sont schématisés sur les dessins; les figures représentent figure 1: une coupe longitudinale d'une tête de serrage conforme à l'invention, suivant la ligne 1-1 de la figure 2; figure 2: une coupe transversale suivant la ligne 2-2 de la figure 1; figure 3: une vue d'un élément de verrouillage correspondant au montage des figures 1 et 2, en position de ver- rouillage et de déverrouillage. 16002 Les figures 1 et 2 représentent une tige de piston 1 de section circulaire, qui peut éventuellement supporter une force axiale et un couple supplémentaire La tige de piston 1 est reliée à un piston moteur 2, dont le mouvement alter- natif dans un cylindre hydraulique 3 est assuré par un servo-fluide Une tête de serrage 4 munie d'un carter 5 est montée sur ce cylindre hydraulique 3. Trois mâchoires de serrage 6, 7, 8 sont montées dans le car- ter 5, auxquelles des glissières obliques 9, 10, 11 formant un angle de 2 50 par rapport a l'axe central de la tige 1, confèrent un déplacement radial. Des surfaces de guidage obliques et adaptées 12, 13, 14 de coulisseaux cunéiformes 15, 16, 17, guidés sur des évidements du carter 18, 19, 20 et sur les glissières 9, 10,11 des mâ- choires 6, 7, 8 reposent contre ces glissières 9, 10, 11. Pour le mouvement de translation, les coulisseaux 15, 16,17 sont reliés à un collet 21 d'un piston annulaire 22 L'étan- chéité de ce piston 22 est assurée, par rapport à la tige I qui le traverse par un joint annulaire élastique 23, et par un joint analogue 24 par rapport à un évidement de guidage 25 du carter 5 - Des deux côtés du piston annulaire 22, des compartiments sous pression 26, 27 sont aménagés dans le carter, vers lesquels des conduits de raccordement 28, 29 dirigent un fluide hydrau- lique sous pression, suivant le sens du mouvement désiré pour le piston annulaire 22. Les trois mâchoires 6, 7, 8 sont montées, avec possibilité de mouvement radial, sur une bride annulaire 30 d'un élément de couvercle 34, dans des gorges de segments 31, 32, 33. L'étanchéité de l'élément 34 par rapport à la tige de piston 1 est assurée par un joltut toricque 35, Un autre joint torique 36 est prévu dans le carter 5 pour assurer l'étanchéité par rapport à cette même tige. La figure 3 illustre l'attaque du coulisseau par un élément de verrouillage La partie gauche de cette figure 3 repré- sente la position de verrouillage (A), la partie droite il- lustrant la position de déverrouillage (B) L'élément de verrouillage se compose des billes 37, 38,affectées à chaque mâchoire ou aux différentes mâchoires,et logées dans un trou borgne 39 du carter 5 sous la tension d'un ressort à boudin 40 Dans la position (A) de verrouillage représentée, les deux billes 37, 38 ont pénétré dans un évidement 41 du coulisseau 15 Par suite de la largeur de sa pièce de contact 42 en forme de crochet, le coulisseau présente un parcours libre a, lorsque le piston annulaire 22 se déplace dans le sens du déblocage Le piston 22 comporte une gorge annulaire 43 chanfreinée sur un côté, dans laquelle la bille interne 38 des deux billes 37, 38, placées l'une derrière l'autre, pénè- tre partiellement. Lorsque, pour le type d'exécution représenté sur les figures 1 et 2, un fluide sous pression, amené par la conduite de raccordement 29, remplit le compartiment 27, le piston annu- laire 22 repousse en avant les coulisseaux 15, 16, 17 par l'intermédiaire du collet 21, avec, pour conséquence, un serrage radial de la tige 1 parles mâchoires 6, 7, 8 Avec un blocage automatique, le serrage reste entièrement maintenu, même après l'arrêt de la servo-pression Pour obtenir le desserrage, un fluide sous pression est admis dans le compar- timent 26 par la conduite 28 Le piston annulaire 22 effectue un mouvement descendant, les coulisseaux 15, 16, 17 sont relâchés des glissières des mâchoires 6, 7, 8 et la tige 1 est libérée. Avec une utilisation supplémentaire d'éléments de verrouilla- ge suivant la figure 3 (A), les deux billes 37, 38 s'encas- trent dans l'évidement 41 après obtention de la position de blocage ou de verrouillage, interdisant le mouvement de dé- blocage du coulisseau 15. Lors du déverrouillage, le servo-piston 22 se déplace dans un premier temps, sans entraîner le coulisseau 15, sur la longueur de parcours a, repoussant la bille interne 38 dans l'évidement 41, jusqu'à ce que la ligne séparant les deux billes 37, 38 se situe sur la surface guide du coulisseau 15, côté paroi du carter (figure 3 3) La bille externe 37 pénè- tre alors entièrement dans le trou borgne 39, et le coulis- seau 15 peut suivre le mouvement ultérieur de déblocage du servo-piston 22, en entraînant la bille interne 38. Les principes de base de la présente invention peuvent être modifiés et/ou complétés à plusieurs égards. Pour divers objectifs d'utilisation, le servo-piston déplacé dans les deux sens par un fluide sous pression peut, par exemple, être avantageusement remplacé par un servo-piston à simple effet, muni d'un ressort sur l'autre côté. Revendications. 1 Tête de serrage, permettant la fixation sans jeu d'une tige, avec, montées dans le carter, des mâchoires de serrage séparées qu'un servopiston à double effet, logé dans le car- ter et guidé parallèlement à la tige, fait coulisser entre les positions verrouillage-déverrouillage par l'intermédiaire de glissières obliques par rapport à l'axe central de la tige, caractérisé en ce que le montage des mâchoires ( 6,7,8) leur assure un déplacement exclusivement radial et que ces mâchoires sont placées contre des coulisseaux en forme de coins ( 15, 16, 17), auxquels le servopiston ( 22) confère un déplacement axial et qui forment des glissières planes et obliques entre le carter ( 5) et les mâchoires ( 6, 7, 8). 2 Dispositif de serrage suivant la revendication 1, carac- térisé par un élément de verrouillage ( 37, 38) assurant le blocage des mâchoires ( 6, 7, 8). 3 Dispositif de serragç selon la revendication 2, caracté- risé en ce que l'élément de verrouillage ( 37, 38) attaque un coulisseau ( 15). 4 Dispositif de serrage selon la revendication 2 ou 3, carac- térisé en ce que l'élément de verrouillage ( 37, 38) peut être relâché par un mouvement du servo-piston ( 22) dans le sens du déblocage. Dispositif de serrage selon la revendication 4, caracté- risé en ce que des éléments de verrouillage à ressort ( 37, 38) montés dans le carter ( 5), s'enclenchent dans des évidements adéquats ( 39,-41) du coulisseau ( 15) et du carter ( 5) lors- que la position verrouillage est atteinte, et en ce que le montage du coulisseau ( 15) sur le servo-piston ( 22) permet un déplacement de ce dernier ( 22) sans entraînement du cou- lisseau ( 15), jusqu'à ce que le servo-piston ( 22) relâche le verrouillage du coulisseau ( 15). 6 Dispositif de serrage selon la revendication 5, caracté- risé en ce que deux éléments de verrouillage ( 37, 38) sont prévus dans chaque cas, et en ce que l'évidement sur le servo-piston ( 22) permettant l'enclenchement a la forme d'une gorge annulaire ( 43) chanfreinée sur un côté, la position et la dimension du chanfrein étant choisies} en fonction de la course libre du coulisseau ( 15) s'enclenchant dans le servo-piston ( 22), de façon à ce que l'élément interne ( 38) des deux éléments de verrouillage placés l'un derrière l'autre ( 37, 38) recule dans l'évidement ( 41) du coulisseau ( 15), jusqu'à ce que l'élément externe ( 37) passe de la posi- tion verrouillage à la position déverrouillage du coulisseau ( 15), lorsque le servo- pistonr ( 22) se déplace dans le sens du déblocage sans entraîner le coulisseau ( 15). 7 Dispositif de serrage selon la revendication 6, caracté- risé en ce que les éléments de verrouillage placés l'un der- rière l'autre sont constitués par deux billes ( 37, 38). 8 Dispositif de serrage selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les mâchoires de serrage ( 6, 7, 8), montées sur une pièce de contact ( 30) d'un élément de couvercle du carter ( 34),ont un déplacement radial.