Brevet FR2541608A1 — publié le 19840831

L'invention concerne un dispositif de serrage sur des machines-outils avec un cylindre de serrage tournant équipé d'un piston de serrage entraîné en rotation, et avec un distributeur comprenant une boîte de distribution munie de raccords pour le fluide actif et un arbre de distribution rattaché coaxialement au boîtier du cylindre de serrage et sur lequel la botte de distribution est -montée de telle façon que l'arbre de distribution peut tourner à l'intérieur de ladite boite de distribution, l'arbre de distribution présentant deux canaux de distribution qui communiquent avec les raccords de la boite de distribution et conduisent dans le cylindre de serrage à des faces opposées du piston de serrage, et une soupape de retenue commandant le passage et dont le corps peut être ouvert contre le courant du fluide de travail par un piston de commande déplacé par la pres- sion du fluide de travail régnant dans l'autre canal de distribution,étant associée à chacun des canaux de distribu- tion. Dans un dispositif de serrage de ce genre décrit par le brevet allemand N O 1 911 558, l'arbre de distribution peut tourner dans la paroi du cylindre de serrage et est solidaire du piston de serrage Les soupapes de retenue dont les directions de déplacement des corps et des pistons de réglage s'étendent radialement par rapport à l'axe du cylindre sont disposées dans le piston de serrage lui-même dans lequel aboutissent également les canaux de distribution. Ces directions de déplacement radiales peuvent créer des difficultés lorsque le cylindre de serrage tourne à grande vitesse parce que les forces centrifuges agissant sur les corps de soupape et les pistons de réglage gênent le fonc- tionnement des soupapes et parce que des balourds ou des variations de balourds peuvent apparaître à la suite des déplacements radiaux des corps de soupape et des pistons de réglage. Dans d'autres dispositifs de serrage du genre précité bien connu par le brevet allemand no i 006 236, le brevet français no 1 417 689 ou le modèle allemand n O 1 985 828, l'arbre de distribution est solidaire du boîtier du cylindre de serrage Les soupapes de retenue peuvent être disposées dans un bloc particulier qui tourne avec l'arbre de distribution, entre la boite de distribution fixe et le cylindre de serrage, ce qui entraîne cependant une augmentation de la longueur hors tout du cyclindre de serrage et peut conduire aux difficultés déjà mentionnées (brevetsallemand N O 1 006 236 et français no 1 417 689) du fait que, là aussi, les corps de soupape et les pistons de réglage sont déplacés radialement; ou bien, les soupapes de retenue peuvent être montées directement dans l'arbre de distribution, avec déplacement parallèle à l'axe des corps de soupape et des pistons de commande, ce qui nécessite cependant un plus grand diamètre de L'arbre de distribution et de la boîte de distribution montée sur celui-ci et pro- voque, à des vitesses de rotation élevées, un dégagement de chaleur correspondant dans les paliers de la boîte de distribution sur l'arbre de distribution (modèle no 1 985 828). De plus, cette disposition bien connue aboutit, elle aussi, à des grandes longueurs hors tout du dispositif de serrage dans le sens axial. Or, des grandes longueurs hors tout dans le sens axial rendent difficile un équilibrage dynamiquement exact du dispositif de serrage pour des grandes vitesses de rota- tion, car dans de telles conditions de service, il est nécessaire que le dispositif de serrage monté en porte-à-faux sur l'extrémité de la broche de la machine-outil soit dans une large mesure exempt de défauts d'équilibrage non seule- ment sur toute sa longueur axiale mais aussi dans différentes sections transversales perpendiculaires à l'axe de rotation si l'on veut éviter l'apparition de flexions alternées dans le dispositif de serrage tournant à grande vitesse. En conclusion, la présente invention a pour objet de perfectionner un dispositif de serrage du genre précité de telle façon qu'il présente une longueur axiale réduite de manière optimale, avec une disposition des soupapes de retenue telle qu'un bon équilibrage du dispositif de serrage est obtenu sur toute son extension axiale et que, en plus, le fonctionnement des soupapes de retenue ne peut être gêné par des forces centrifuges. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que les soupapes de retenue sont montées dans le corps du bottier du cylindre, les directions de déplacement du corps de soupape et du piston de commande étant orientées paral- lèlement à l'axe du cylindre De préférence, les soupapes de retenue occupent des positions diamétralement opposées par rapport à l'axe du cylindre et elles se trouvent à égale distance de cet axe Pour chaque soupape de retenue, il convient d'aléser, à partir du côté cylindre, une chambre de soupape dans le corps du cylindre dans laquelle le corps de soupape et le piston de commande sont disposés l'un derrière l'autre dans le sens axial. Grâce à la disposition des soupapes de retenue avec la direction de déplacement de leurs corps de soupape ou de leurs pistons de commande orientée parallèlement à l'axe du cylindre, leur fonctionnement ne peut être influen- cé par des forces centrifuges étant donné que celles-ci sont orientées perpendiculairement à ces directions de déplace- ment C'est pourquoi les mouvements de réglage des corps de soupape ou des pistons de commande ne peuvent pas non plus provoquer des balourds ou des variations de balourd notables. Dans le corps du boîtier du cylindre la place disponible dans le sens axial est suffisante pour le logement des soupapes de retenue; il n'est pas nécessaire pour cela de prolonger le boîtier du cylindre dans le sens axial La disposition pratiquement parfaitement symétrique des soupapes de retenue par rapport à l'axe du cylindre aboutit à une construction qui permet un bon équilibrage sur toute sa longueur axiale Il en est de même pour l'arbre de distribu- tion qui, sans les soupapes de retenue, peut être réalisé dans une large mesure à symétrie de révolution avec seule- ment des canaux de distribution diamétralement opposés dans l'arbre de distribution. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente une coupe axiale d'un dispositif de serrage selon l'invention. La figure 2 représente une vue frontale du dispositif de serrage selon la figure 1 dans le sens de la flèche II. Le cylindre de serrage pour des dispositifs de serrage sur des machinesoutils représenté dans les dessins se compose tout d'abord d'un boîtier de cylindre 1 dans lequel peut coulisser un piston de serrage 2 qui, dans un taraudage 3, reçoit le tirant non représenté de la broche de machine également non représentée Normalement, le boîtier de cylindre 1 est fixé à l'extrémité de la broche de la machine-outil et tourne avec celle-ci, y compris le piston de serrage 2. Au cylindre de serrage est rattaché un distributeur globalement désigné par 4 Ce distributeur 4 possède une boîte de distribution 5 qui ne tourne pas avec le cylindre de serrage et qui porte des raccords 6 pour le fluide de travail disposés latéralement, ces raccords étant représen- tés à la figure 1 avec un décalage de 1050 pour que l'un d'eux soit visible Dans la boite de distribution 5 tourne un arbre de distribution 7 monté dans la boite de distribu- tion 5 au moyen de palier 8, 9 Le palier 9 s'appuie alors sur un épaulement 10 de l'arbre de distribution 7 et est maintenu de l'autre côté par un circlip 11 Le palier 8 est monté d'une manière analogue de sorte que la boîte de distri- bution 5 est immobilisée sur l'arbre de distribution 7 dans le sens axial L'arbre de distribution 7 est solidaire du boîtier 1 1 du cylindre de serrage 1, -c'est-à-dire qu'il forme une seule pièce avec celui-ci Les rainures annulaires 12, 13 qui s'étendent à la face intérieure de la boîte de distribution 5 servent à l'admission et à l'évacuation du fluide d-e travail et communiquent directement avec les raccords 6 pour le fluide de travail L'huile de fuite s'écoulant entre l'arbre de distribution 7 et la boîte de distribution 5 est collectée dans les canaux 14 et évacuée par les raccords 15. LU'arbre de distribution 7 comprend deux canaux de distribution 18, 19 conduisant dans le cylindre de serrage 1 vers des côtés opposés du piston de serrage 2 Pour la commande du passage, une soupape de retenue globalement désignée par 20, 21 est associée à chacun des canaux de distribution 18, 19 Ces soupapes de retenue sont disposées dans l'enveloppe 1 2 du boiter de cylindre, les directions de déplacement du corps de soupape 32 e 33 et du piston de commande 26, 27 étant orientées parallèlement è l'axe du cylindre 16 Elles occupent des positions diamétralement opposées et à égale distance par rapport à l'axe 16 du cylindre Pour chaque soupape de retenue 20, 21, une chambre de soupape 22, 23 dans laquelle le corps de soupape 32, 33 et le piston de commande 26, 27 sont respectivement placés l'un derrière l'autre dans le sens axial est alésée dans l'enveloppe 1 2 à partir de la face frontale du cylindre En détail, aux extrémités des canaux de distribution 18, 19 est rattachée respectivement une chambre de soupape 22, 23 qui débouche avec l'orifice 24 o 25 sur respectivement un côté du piston de serrage 2 Chaque chambre de soupape 22, 23 possède un siège de soupape 28, 29 pour le corps 32, 33 de la soupape de retenue Chaque corps de soupape 32, 33 peut être déplacé par le piston de commande 26, 27, le piston de commande poussant respectivement avec des pous- soirs, dans le sens de l'ouverture, sous les corps 32, 33 des soupapes de retenue de telle façon que, pour l'ouverture des soupapes de retenue 20, 21, il est actionné par la pression du fluide de travail qui règne respectivement dans le canal de distribution 18, 19 en amont de l'autre soupape de retenue et qu'il provoque respectivement une ouverture de la soupape de retenue commandée par ledit piston à contre- courant du fluide de travail A cet effet, la chambre de soupape devant le piston de commande 26 est reliée àu canal de distribution 19 par l'intermédiaire du conduit 19 1, tandis que la chambre de soupape devant le piston de com- mande 27 est reliée au canal de distribution 18 par l'inter- médiaire du conduit 18 1. L'huile sous pression ou l'air comprimé entrant par la rainure annulaire 13 passe dans le canal de distribu- tion 19 et de là, par l'intermédiaire de la soupape de retenue 21 qui s'ouvre sous l'effet de la pression du fluide de travail, dans la chambre de soupape 21 d'o il s'écoule par l'ouverture 25 dans l'espace de cylindre 39 situé derrière le piston de serrage 2 Le fluide sous pression parvient en même temps, du coté du canal de distribution 19 et par l'intermédiaire du conduit 19, 17 au piston de commande 26 qui se déplace en ouvrant la soupape de retenue contre le courant du fluide de travail de telle façon que le fluide de travail peut s'écouler de l'espace de cylindre 40 devant le piston de serrage 2 en passant par l'ouverture 244, la chambre de soupape 22, le canal de distribution 18 et la rainure annulaire 12 Le piston 2 se déplace alors dans la position de fin de course indiquée à la figure 1. Pour ramener le piston 2, la circulation du fluide de travail est inversée de telle façon que le fluide de travail arrive maintenant par le canal de distribution 18, ouvre la soupape de retenue 20 et s'écoule par la chambre de soupape 22 et l'ouverture 24 dans l'espace de cylindre En même temps, le fluide de travail actionne, à partir du canal de distribution 18, le piston de commande 27 par l'intermédiaire du conduit 18 1 de façon à ouvrir la soupape de retenue 21 et à permettre au fluide sous pression contenu dans l'espace de cylindre 39 de s'écouler par l'ouverture , la chambre de soupape 23 et le canal de distribution 19. 25416 O 8 REVENDICATIONS 1 Dispositif de serrage sur des machines-outils avec un cylindre de serrage tournant équipé d'un piston de serrage entraîné en rotation, et avec un distributeur com- prenant une boite de distribution munie de raccords pour le fluide de travail et un arbre de distribution rattaché coaxialement au boîtier du cylindre de serrage et sur lequel la boîte de distribution est montée de telle façon que l'arbre de distribution peut tourner à l'intérieur de ladite boîte de distribution, l'arbre de distribution présentant deux canaux de distribution qui communiquent avec les rac- cords de la boîte de distribution et conduisent dans le cylindre de serrage à des faces opposées du piston de ser- rage, et une soupape de retenue commandant le passage et dont le corps peut être ouvert contre le courant du fluide de travail par un piston de commande déplacé par la pres- sion du fluide de travail régnant dans l'autre canal de distribution,étant associée à chacun des canaux de distribu- tion, caractérisé par le fait que les soupapes de retenue ( 20, 21) sont disposées dans l'enveloppe ( 1 2) du boîtier de cylindre, les directions de déplacement du corps de soupape ( 32, 33) et du piston de commande ( 26, 27) étant orientées parallèlement à l'axe ( 16) du cylindre. -2 Dispositif de serrage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les soupapes de retenue ( 20, 21) occupent des positions diamétralement opposées et à distance égale par rapport à l'axe ( 16) du cylindre. 3 Dispositif de serrage selon l'une des revendica- tions 1 ou 2, caractérisé par le fait que, pour chaque soupape de retenue ( 20, 21), une chambre de soupape ( 22, 23) est alésée dans l'enveloppe ( 1 2) à partir de la face fron- tale du cylindre et que le corps de soupape ( 32, 33) et le piston de commande ( 26, 27) sont disposés l'un derrière l'autre dans le sens axial dans lesdites chambres de soupape.