Brevet FR2530750A1 — publié le 19840127

L'invention concerne un écrou tendeur hydraulique pour assemblage axial de deux parties de pièces ou de machines, en particulier pour une pince de serrage et un mandrin, avec un boîtier en forme de couronne, monté à une pièce à usiner ou une partie de machine avec au moins une chambre de pression remplie d'un agent hydraulique et disposée dans le boîtier, avec une vie de pression pouvant pénétrer par vissage dans cette chambre, avec un espace de pression annulaire disposé dans le boitier et relié à la chambre de pression, dans lequel un piston annulaire monté sur l'autre pièce ou sur l'autre partie de la machine peut coulisser axialement. Dans des éléments tendeurs hydrauliques connus de l'art antérieur (demande allemande DE-OS 25 52 873) la pièce de serrage reliée au piston annulaire est soulevée hors du boîtier en forme de couronne sous l'effet de la pression hydraulique Il n'est donc pas possible de serrer ensemble deux parties de pièces ou de machines directement dans l'élément tendeur, est il est nécessaire de placer une butée complémentaire intermédiaire pour serrer la pièce. Conformément à l'invention, l'élément de serrage hydraulique, en particulier un écrou tendeur, est conformé de telle sorte que deux parties de pièces ou de machine peuvent être assemblées par serrage sans utiliser une butée complémentaire séparée dans l'élément de serrage. Le problème est résolu conformément à l'invention par un boîtier et un piston annulaire qui présentent des surfaces de serrage à diriger vers l'intérieur et l'une sur l'autre, s'appuyant sur chaque pièce à usiner ou partie de machine, et un espace de pression, un boîtier et un piston annulaire qui sont conformés et assemblés de telle sorte qu'une pression croissante entraine un déplacement axial, relatif, des surfaces de serrage, l'une sur l'autre. La descriptionoi-après d'un mode de réalisation préféré de l'invention faite en référence aux dessins et figures annexées, permet de mieux comprendre l'invention. La figure I est une vue en coupe partielle d'une pince de serrage avec mandrin et d'un écrou tendeur vissé sur le man- drin. La figure 2 est une vue de dessus avec coupe partielle selon la ligne 2-2 de la figure 3. La figure 3 est une vue de côté avec coupe partielle selon la ligne 3-3 de la figure 2. La figure 4 est un mode de réalisation modifié d'un écrou tendeur pour assemblage par serrage de deux pièces cylin- driques. La figure 5 est un autre mode de réalisation modifié. La figure 6 est une vue de dessus de l'écrou tendeur de la figure 5. La figure I montre un mandrin de serrage ( 1) tradi- tionnel qui est maintenu dans une broche porte fraise ( 2) ou une broche de perçage représentée schématiquement dans cette figure 1. Dans l'espace interne conique du mandrin de serrage est disposée de façon appropriée une pince de serrage ( 3) de forme conique complémentaire,qui elle-même est creuse et pré- sente sur ses parois des fentes( 4), les traversant radialement jusqu'à la cavité interne. Dans la pince de serrage ( 3) on dispose un outil ( 5), par exemple un foret ou une fraise Par introduction de la pince de serrage ( 3) conique dans l'espace intérieur du mandrin de serrage ( 1), l'outil ( 5) est maintenu et immobilisé par le porte outil ( 2). Un écrou tendeur ( 7) hydraulique, représenté également en figures 2 et 3, vissé sur le filetage extérieur ( 6) du man- drin ( 1) sert à appliquer la pince de serrage dans le mandrin ( 1). L'écrou tendeur ( 7) comprend un boîtier ( 8) en forme d'anneau qui est vissé au moyen d'un filetage intérieur ( 9) sur le filetage extérieur ( 6) du mandrin Le boîtier ( 8) est consti- tué de deux parties ( 11) ( 12) coaxiales qui sont liées ensemble de façon plus ou moins serrée par exemple par un assemblage par boulon Les deux parties du boîtier ( 11) ( 12) sont également en forme de couronne Les deux parties du boîtier ( 11) ( 12) for- ment entre elles un espace de pression ( 13) en forme d'anneau, dans lequel un piston en forme d'anneau ( 15) coulisse dans l'axe du boîtier ( 8) avec un joint intercalaire ( 14) Le piston en forme d'anneau ( 15) présente, en section, le profil montré par le dessin, et il est formé d'une seule pièce avec une pièce de serrage ( 16), qui elle-même présente une surface de serrage ( 17) dirigée vers l'intérieur du boîtier ( 8) L'exemple de réalisation, représenté aux figures 1 à 3, de la surface conique de serrage ( 17) d'un écrou tendeur s'applique à une surface d'extrémité ( 18), de la pince de serrage, de forme conique complémentaire. L'espace de pression ( 13) en forme d'anneau est rem- pli avec un agent hydraulique Par établissement de la pression hydraulique dans la chambre ( 13), le piston en forme d'anneau ( 15) est poussé à l'intérieur du boîtier ( 8) (vers la gauche sur la figure 1, vers le haut sur la figure 3) de façon à appli- quer la pince de serrage ( 3) dans le mandrin ( 1) Ceci entraine le blocage de l'outil ( 5). Comme cela est représenté, les parties ( 11) ( 12) du boîtier constituent un guide pour le piston ( 15) en anneau de l'élément tendeur ( 16), et la surface interne de la partie ( 12) du boîtier tournée vers la pince de serrage ( 3) peut servir de surface de coulissement ou de guidage pour le piston en anneau et la pièce de serrage Le piston en anneau ( 15) et la pièce de serrage ( 16) enserrent l'une des parois de l'espace de serrage ( 13). Comme cela est plus particulièrement représenté en figures 2 et 3, le boîtier ( 8) présente une chambre de pression ( 21) dans la partie ( 11) du boîtier, qui est reliée à l'espace de pression ( 13) par un canal ( 22) et par une rainure ( 23) disposée à l'extrémité inférieure de la partie ( 11) du boîtier. La chambre de pression ( 21), le canal ( 22) et la rai- nure ( 23) sont tous remplis par un agent hydraulique. La chambre ( 21) contient en outre un piston ( 24) et un moyen d'étanchéité ( 25) Par l'intermédiaire d'une bille ( 26) une vis de pression ( 27) coopère avec le piston ( 24), celle-ci est déplaçable par engrènement du filet externe dans le filet interne d'un élément de vissage ( 28) L'élément de vissage ( 28) est lui-même maintenu par vissage dans la partie ( 11) du boîtier. Par déplacement de la vis de pression ( 27) dans la direction appropriée, le piston ( 24) coulisse axialement vers l'intérieur de la chambre de pression ( 21) de façon à établir une pression hydraulique qui se transmet à l'espace de pression ( 13) et agit alors sur le piston ( 15) en anneau. Comme le montrent les figures 2 et-3, le boîtier ( 8) contient en plus dans sa partie ( 11),un indicateur de pression ( 30) Celui-ci comprend une chambre de pression ( 31) qui est reliée à l'espace de pression ( 13) par un canal ( 32) et une rainure correspondant à la rainure ( 23). Dans la chambre de pression ( 31) coulisse un piston ( 34) muni d'un moyen d'étanchéité ( 35) Le piston ( 34) est comprimé vers l'intérieur par un bloc-ressort ( 36), qui s'appuie d'une part sur une tête ( 37) du piston ( 34) et d'autre part sur une pièce filetée ( 38) Le piston ( 34) porte un index ( 39) dont le pourtour peut être muni d'une échelle. Sous l'effet de la pression régnant dans l'espace de pression ( 13) le piston ( 34) entrainant l'index, émerge plus ou moins de la pièce filetée ( 38), de façon à donner une indi- cation de la pression hydraulique régnant dans l'espace de pres- sion ( 13). Les orifices ( 41) de la partie ( 11) du boîtier ( 8) visibles en figures 2 et 3 servent à l'introduction d'un outil pour visser le boîtier par son filetage interne ( 9) sur le fileta- ge externe ( 6) du mandrin ( 1). La figure 4 montre une autre forme de réalisation d'un élément de serrage Les parties de la figure 4 analogues à celles des figures 1 à 3 sont désignées par les mêmes références Les parties ( 11) et ( 12) du boîtier ( 8) forment entre elles un espace de pression ( 13) dans lequel le piston annulaire ( 15) portant la pièce de serrage ( 16) peut coulisser. Sur le mode de réalisation de la figure 4, les surfaces d'un filetage interne ( 42) de la pièce de serrage ( 16), dirigées vers l'intérieur servent de surface de serrage. L'extrémité d'une pièce ( 43) tubulaire à usiner et munie d'un filetage externe, est vissée dans un filetage interne ( 42) Le boîtier ( 8), par son filetage interne ( 9) prévu sur la partie ( 11) du boîtier, est vissé au filetage externe corres- pondant ( 6) à l'extrémité d'une pièce à usiner ( 44) également tubulaire. Les deux extrémités des pièces ( 43) et ( 44) peuvent être en contact direct bout à bout, ou reliés par une bague ( 45), par exemple une bague d'étanchéité. Par l'établissement d'une pression hydraulique dans l'espace de pression décrit précédemment, la pièce de serrage ( 16) et la pièce ( 43) liée avec elle coulissent à l'intérieur du boîtier ( 8), ce qui provoque le blocage contre la face fron- tale de la pièce ( 44). Avec le mode de réalisation représenté en figure 4, on peut brider ensemble en particulier deux cylindres La partie ( 11) du boîtier et la pièce de serrage ( 16) ne sont pas reliées obligatoirement par une liaison par filetage aux pièces ( 43), ( 44) Des brides annulaires peuvent être prévues sur les pièces ( 43) et ( 44), et agissant sur des épaulements ou butées appro- priées de la partie ( 11) et de la pièce de serrage ( 16) et ser- vant de surface de serrage. On a représenté aux figures 5 et 6 un autre mode de réalisation d'un écrou tendeur hydraulique conforme à l'inven- tion Les parties des figures 5 et 6 analogues à celles des figures I à 4 sont désignées par les mêmes références. La principale différence par rapport au mode de réa- lisation de la figure I réside dans le fait que ce n'est pas le boîtier ( 8) constitué de deux parties ( 11) ( 12) qui est lié au mandrin ( 1), mais le piston annulaire ( 15), et ceci par un file- tage interne ( 51), qui sert de première surface de serrage Le piston annulaire ( 15) présente un listel ( 52) décalé, qui plonge dans l'espace de pression annulaire ( 13) L'espace de pression ( 13) est lui-même formé dans la partie ( 11) du boîtier ( 8) en forme de couronne, qui elle-même coulisse axialement et libre- ment autour du mandrin. La partie ( 12) du boîtier recouvre le piston ( 15) et présente, du côté situé en face du listel ( 52), la configuration d'une surface de serrage ( 53) conique, adjacente au filetage ( 51) dirigée vers l'intérieur du boîtier, et correspondant à la surface ( 17) de la figure 1. Cette surface de serrage ( 53) est située en regard de la surface d'extrémité ( 18) de forme conique complémentaire de la pince de serrage ( 3) Si une pression est établie dans l'espace de pression annulaire, le bottier ( 8) a tendance à coulisser en s'éloignant du piston annulaire ( 15) (vers la gauche sur la figure 5), et les deux surfaces de serrage, c'est- à-dire le filetage interne ( 51) et la surface conique ( 53) se rapprochent l'une sur l'autre, ce qui produit une diminution du diamètre interne de la bague de serrage ( 3) et ainsi le blocage de l'outil ( 5). Le mode de réalisation conforme aux figures 5 et 6 correspond au mode de réalisation de la figure 4, o également par établissement d'une pression dans l'espace de pression ( 13) les deux surfaces de serrage constituées par les filetages internes ( 9) ou ( 42) du boîtier ( 8) ou du piston ( 15) sont rapprochées l'une sur l'autre pour maintenir les deux parties des pièces ( 43) ( 44) ensembles Au lieu du filetage interne ( 9) du mode de réalisation de la figure 4, on prévoit la surface de serrage conique sur le mode de réalisation de la figure 5. Comme cela est visible en outre aux figures 5 et 6, le mode de réalisation du piston ( 15) présente une vis sans tête ( 54), à l'aide de laquelle on peut bloquer en rotation le piston annulaire ( 15) vissé sur le filetage externe du mandrin ( 1) La vis sans tête ( 54) est de si petite taille, comme on peut le voir en figure 5, qu'elle ne dépasse pas de la périphérie du piston ( 15) et ne gêne pas le coulissement relatif de la partie ( 11) du boîtier par rapport au piston ( 15). Sur la surface frontale de la partie ( 12) du boîtier, on dispose deux vis supplémentaires ( 55) ( 56), dont l'une seulement est représentée à la figure 5 Si les vis ( 55) et ( 56) sont tournées vers l'intérieur, elles entrent en contact, par leur extrémité située à l'intérieur, avec la face frontale du piston ( 15) Ainsi il est possible de desserrer le bottier ( 8) du piston annulaire ( 15) lorsque la pression dans l'espace de pression ( 13) est relâchée. Dans les modes de réalisation de l'invention des figures 1 et 3, on prévoit une seule chambre de pression ( 21) munie d'une vis de pression Comme le montre la figure 6, le mode de réalisation représenté présente deux vis de pression ( 57) et ( 58) correspondant à la vis de pression ( 27) de la figure 2 Les deux vis de pression ( 57) et ( 58) agissent de la même manière que la vis de pression ( 27), à la différence qu'elles doublent l'action, et établissent une plus grande pression dans chacune des chambres de pression et donc dans l'espace de pression ( 13). Finalement on prévoit aussi dans le mode de réalisa- tion des figures 5 et 6 un indicateur de pression ( 30) avec une pièce filetée ( 38) et un index ( 39) correspondant à ceux du mode de réalisation de la figure 2. L'écrou tendeur selon les figures 5 et 6 est mis en action de la façon suivante: + D'abord la partie du boîtier ( 11), qui présente les vis de serrage ( 57) ( 58), et contient l'agent de pression proté- gé des agents extérieurs par l'anneau d'étanchéité ( 14), coulisse de façon lâche sur le mandrin ( 1) (vers la gauche sur la figure ). + Alors le piston annulaire ( 15) est vissé, indépen- demment de la partie ( 11) du bottier, sur le filetage extérieur de la bague du mandrin ( 1). + Finalement la partie ( 11) du bottier coulisse (vers la droite sur la figure 5), jusqu'à ce que le listel ( 52) du piston ( 15) entre en contact avec la rainure annulaire de la par- tie ( 11) du bottier et appuie sur le moyen d'étanchéité ( 14). Finalement, la partie ( 12) du boîtier est vissée sur la partie ( 11) du bottier jusqu'à ce que la surface conique ( 53) s'appuie de façon lâche sur la surface d'extrémité conique ( 18) de la pince de serrage. Ensuite par vissage-approprié des deux vis de serrage ( 57) ( 58) dans l'espace de pression ( 13) on établit une pression hydraulique, sous l'action de laquelle le piston ( 15) et le boîtier ( 8) sont déplacés l'un sur l'autre et,â cause de l'appui des surfaces de serrage coniques de la partie ( 12) du boîtier sur la pince de serrage ( 3), l'outil ( 5) qui y est introduit, se trouve bloqué. REVENDICATIONS. 1 Ecrou tendeur hydraulique pour assemblage axial de deux parties de pièces ou de machines, en particulier pour une pince de serrage et un mandrin, avec un boîtier en forme de couronne,monté à une pièce à usiner ou une partie de machine, avec au moins une chambre de pression remplie d'un agent hy- draulique et disposée dans le boîtier, avec une vis de pression pouvant pénétrer par vissage dans cette chambre, avec un espace de pression annulaire disposé dans le boîtier et relié à la chambre de pression, dans lequel un piston annulaire monté sur l'autre pièce ou sur l'autre partie de la machine peut coulisser axiale- ment, caractérisé en ce que le boîtier ( 8) et le piston annu- laire ( 15) présentent des surfaces de serrage ( 9) ( 17) ( 42) ( 51) ( 53) à diriger vers l'intérieur et l'une sur l'autre, s'appuyant sur chaque pièce à usiner ou partie de machine, et qu'un espace de pression ( 13), un boîtier ( 8) et un piston annulaire ( 15), sont conformés et assemblés de telle sorte qu'une pression crois- sante entraine un déplacement axial, relatif, des surfaces de serrage, l'une sur l'autre. 2 Ecrou tendeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier ( 8) se compose de deux parties ( 11) ( 12) coaxiales l'une par rapport à l'autre qui forment entre elles un guide pour le piston en forme d'anneau. 3 Ecrou tendeur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les surfaces de serrage ( 17) ( 53) s'assemblant à l'une des parties de pièce ou de machine à bloquer, plus particulièrement la pince de serrage ( 3), sont de forme conique. 4 Ecrou tendeur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que au moins l'une des surfaces de serrage est constituée d'un filetage ( 9) ( 42) dans lequel on peut visser la partie de pièce ou de machine à bloquer. Ecrou tendeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que un indicateur de pression ( 30) est relié à un espace de pression ( 13). 6 Ecrou tendeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le piston ( 15) annulaire est bloqué par vissage au mandrin( 1), au moyen d'un filetage interne ( 51) servant de surface de serrage sur l'une des parties de la pièce ou de la machine, en particulier le mandrin ( 1), et que le boîtier ( 8) appuie sur l'autre des parties de pièce ou de machine, en particulier la pince de serrage, par une surface de serrage conique ( 53).