Brevet FR2556256A1 — publié le 19850614

La présente invention est relative aux mandrins à serrage automatique, dont l'usage est très répandu dans itindustrie, notamment dans l'industrie automobile, et dans tous les cas où l'on utilise des machines-outils travaillant à des cadences élevées. Ces mandrins comprennent une bague d'entrainement qui coulisse axialement dans un corps sous l'action d'un organe de traction ou tirant situé sur l'axe du mandrin en faisant pivoter des leviers coudés montés pivotants dans le corps et qui entraînent à leur tour en translation radiale des porte-mors sur lesquels sont montés les mors proprement dits. Lorsque la pièce à usiner est présentée au mandrin une traction est exercée sur le tirant par un dispositif automatique, pneumatique ou hydraulique, pour serrer les mors sur la pièce. il importe bien entendu que la pièce soit présentée et prise correctement par les mors, c9est-à-dire que son axe doit entre rigoureusement aligné avec celui du mandrin. En effet, tout défaut d'alignement de la pièce peut avoir des résultats extrêmement préjudiciables, par exemple une rupture d'outil ou de la pièce, et peut même entraîner des accidents plus graves tels que des blessures du personnel à proximité. Dans les machines dans lesquelles les pièces sont présentées au mandrin par un robot, et à plus forte raison dans celles qui sont approvisionnées manuellement, il peut se produire des défauts d'alignement entraînant des accidents et une immobilisation consécutive onéreuse de la machine, en interrompant les cadences de fabrication. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et de résoudre ce problème de la prise de pièce par les mandrins à serrage automatique en réalisant un mandrin de ce type adapté pour redresser automatiquement une pièce amenée en butée entre les mors du mandrin, avant le serrage de ceux-ci et sans modification du dispositif hydraulique ou pneumatique exerçant une traction sur le tirant. Elle a pour objet à cet effet un mandrin à serrage automatique pour machine-outil, du type comprenant une bague d'entrainenent qui effectue une course de serrage des mors en coulissant axialement dans un corps sous l'action d'un tirant situé sur l'axe du mandrin, en faisant pivoter des leviers coudés montés pivotants dans le corps et qui entraînent à leur tour en translation radiale des porte-mors sur lesquels sont montés les mors proprement dits, caractérisé en ce qu'il comprend des butées fixes intercalées entre les mors et des moyens adaptés pour permettre 9 la bague d'entraîner.ent une course supplémentaire de préserrage des mors sur la pièce avant le commencement de ladite course de serrage. Grâce à cet agencement une pièce présentée entre les mors, en appui sur lesdites butées avec un défaut d'alignement, se trouve saisie entre les mors et se redresse entre ceux-ci sous l'action dudit pré-serrage, en prenant appui sur au moins l'une desdites butées. Suivant une autre caractéristique de l'invention, lesdits moyens adaptés pour permettre à la bague d'entraînement une course supplémentaire de pré-serrage comprennent une boîte ayant un fond et dans laquelle le corps de mandrin est monté coulissant axialement, des moyens élastiques étant interposés entre le fond de ladite boite et le corps pour les solliciter en les écartant l'un de l'autre. Suivant le mode de réalisation préféré de l'invention, lesdites butées sont montées fixes radialement et axialement sur des axes dans la boîte, et le corps de mandrin est monté coulissant sur lesdits axes. La description qui va suivre en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment la présente invention peut être mise en pratique. La figure 1 est une vue en coupe axiale d'un mandrin à serrage automatique suivant l'invention en position de repos. La figure 2 est une vue analogue à celle de la figure 1 montrant le mandrin après la course de pré-serrage. La figure 3 est une vue en bout de face d'un mandrin suivant l'invention; le mandrin étant symétrique, seule la moitié de droite a été représentée. En se référant au dessin, le mandrin à serrage automatique suivant l'invention comprend une boîte externe 1 ayant dans son ensemble une forme cylindrique, comportant un fond 2 et une paroi circulaire 3. Le fond 2 de la boîte est percé d'un trou central à travers lequel s'étend axialement un organe de traction, ou tirant 4. Le fond 2 comporte également un alésage 5 de façon classique. L'extrémité du tirant 4 faisant saillie hors du fond 2 de la boîte 1 comporte un alésage borgne 6 fileté interieurement au moyen duquel le tirant est relié à l'or- gane d'actionnement du dispositif hydraulique ou pneumatique assurant le serrage du mandrin, de façon connue. La tête du tirant 4 opposée à l'alésage 6 comporte un rebord périphérique 7 s'étendant radialement de manière à retenir une bague d'entraînement 8 qui entoure le tirant et présente un alésage étagé de forme correspondante à celle de la tête du tirant. Par ailleurs l'alésage étagé de la bague d'en traînement comporte une partie filetée intérieurement dans laquelle est vissée une bague 10 afin de retenir la tête 7 du tirant sur la bague d'entraînement. De façon connue, la bague d'entraînement 8 est montée coulissante dans un corps de mandrin 11 et présente sur sa périphérie une gorge 12 dans laquelle sont engagées les extrémités internes 13 de leviers coudés 14 montés pivotants dans le corps de mandrin 11. De façon connue, l'extrémité opposée 15 de chaque levier coudé est engagée dans un trou 16 d'un bloc porte-mors 17 monté coulissant radialement sur le corps 11, des échancrures 18 étant prévues dans la paroi 3 de la boîte 1 pour permettre le passage des blocs porte-mors. L'agencement décrit jusqu'ici est classique et on comprend que lorsqutune traction est exercée sur le tirant k celui-ci coulisse dans le corps 11 en faisant pivoter les leviers coudés 14 ce qui a pour résultat de faire coulisser les blocs porte-mors 17 rania;ent dans le sens du serrage des mors 17a sur une pièce présentée entre ceux-ci. De façon connue le mandrin suivant l'invention comporte trois blocs porte-mors 17 sur chacun desquels est monté un mors 17a ces mors étant espacés angulairement de 1200. Suivant l'invention, il est prévu trois butées Intermédiaires 19 également espacées angulairement de 1200 et disposées à égale distance entre les mors 17a chaque butée 19 étant fixée sur une extrémité d'un axe porte-butée 20 au moyen d'une vis 21, l'extrémité opposée de l'axe 20 étant fixée dans le fond 2 de la boite 1 au moyen d'une vis 22, chaque axe 20 étant immobilisé en rotation au moyen d'une goupille 23 Chaque axe porte-butée 20 s'étend à travers un trou complémentaire du corps 11 de mandrin de façon que celui-ci puisse coulisser sur les axes 20.Dans sa face dirigée vers le fond de la boîte 1 le corps de mandrin 11 comporte trois logements 24 entourant les trous dans lesquels sont disposés les axes 20 et dans chacun de ces /20 logements est disposé autour de l1axe correspondant un ressort constitué par un empilement de rondelles belleville 25. Les blocs porte-mors 17 et les mors 17a sont montés coulissants d'une façon classique qui pour cette raison ne sera pas décrite en détails ici. Les blocs porte-mors 17 sont maintenus sur le corps 11 de mandrin au moyen d'une bague 26 formant un couvercle et qui est maintenue au moyen de vis 27. Chaque butée 19 est constituée par un bloc qui est dans son ensemble de forme parallélépipédique et s'étend radialement. Chaque butée 19 comporte dans son extrémité interne un épaulement ayant une première surface d'appui 28 dirigée radialement vers l'intérieur et une seconde face d'appui 29 dirigée axialement vers ltextérieur. Le fonctionnement du mandrin à serrage automatique suivant l'invention est le suivant : une pièce P étant présentée au mandrin avec son axe non aligné par rapport à celui du mandrin, lorsque celui-ci se trouve dans la position de repos représentée à la figure 1, en appui sur un épaulement de l'une au moins des butées 19, on exerce une première traction sur le tirant 4, faisant ainsi coulisser la bague d'entraînement 8 axialement vers le fond de la boîte 1 et provoquant un premier déplacement radial des mors vers l'intérieur sous l'action des leviers 14. Les mors 17a entrent alors en contact avec la pièce et la résistance offerte par celle-ci rend la bague d'entraînement 8 et le corps 11 de mandrin solidaires et, la traction -continuant de s'exercer, le corps 11 commence à coulisser axialement en se rapprochant du fond 2 de la boîte à l'encontre de la résistance élastique offerte par les rondelles belleville 25. On comprend bien entendu que la force de traction exercée sur le tirant 4 doit être supérieure à la résistance élastique des rondelles belleville 25 et au cours de cette traction les mors exercent sur la pièce une force équivalente. Cette pièce étant en appui sur l'une au moins des butées 19, la force de serrage appliquée sur elle par le mors 17a opposé à la butée sur laquelle repose la pièce tend à redresser automatiquement celle-ci et ce redressement est terminé lorsque le corps 11 entre en contact avec le fond 2 de la boîte. Cette course de pré-serrage étant terminée à l'encontre de l'action des rondelles belleville, la force de serrage habituelle du mandrin est alors appliquée sur le tirant k afin d'exercer la force de serrage voulue sur la pièce par l'intermédiaire des mors 17a. La comparaisonentre les figures 1 et 2 montre les deux positions extrêmes du corps 11 de mandrin à l'intérieur de la boite avant le pré-serrage et, après celui-ci, au commencement de l'application du serrage habituel. On comprend bien entendu que la force des moyens élastiques constitués par les rondelles belleville 25 peut être facilement réglée par un choix approprié des rondelles belleville 25 ou autres moyens élastiques, permettant ainsi de régler suivant les besoins la force du pré-serrage ainsi que la longueur de la course de celui-ci. Enfin le mandrin à serrage automatique suivant l'invention résoud le problème de la prise de pièces par les mandrins à serrage automatique lorsque celles-ci sont présentées soit par des robots, soit manuellement, et apporte ainsi une sécurité totale par la remise automatique à l'alignement de la pièce sur l'axe du mandrin. REVENDICATIONS 1.- Mandrin à serrage automatique pour machineoutil, du type comprenant une bague d'entraînement (8) qui effectue une course de serrage des mors (17a) en coulissant axialement dans un corps (11) sous l'action d'un tirant (4) situé sur l'axe du mandrin, en faisant pivoter des leviers coudés (14) montés pivotants dans le corps (11) et qui entraînent à leur tour en translation radiale des porte-mors (17) sur lesquels sont montés les mors (17a) proprement dits, caractérisé en ce qu'il comprend des butées fixes (19) intercalées entre les mors (17au et des moyens (1, 11, 20, 25) adaptés pour permettre à la bague d'entraînement (8) une course supplémentaire de pré-serrage des mors (17a) sur la pièce avant le commencement de ladite course de serrage. 2.- Mandrin suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites butées (19) sont montées fixes radialement et axialement par rapport à la bague d entraînement (8). 3.- Mandrin suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens adaptés pour permettre à la bague d'entraînement (u) une course supplémentaire de pré-serrage comprennent une boîte (1) ayant un fond (2) et dans laquelle le corps (11) de mandrin est monté coulissant axialement, des moyens élastiques (25) étant interposés entre le fond (2) de ladite boîte (1) et ledit corps (11) pour les solliciter en les écartant l'un de l'autre. 4.- Mandrin suivant la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites butées (19) sont montées chacune à une extrémité externe d'un axe (20) disposé axialement dans ladite boîte (1), et fixé par son autre extrémité dans le fond (2) de celle-ci. 5.- Mandrin suivant la revendication 4, caractérisé en ce que ledit corps (11) de mandrin est monté coulissant sur lesdits axes (20). 6.- Mandrin suivant la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques sont des ressorts (25) travaillant en compression et montés autour desdits axes (20). 7.- Mandrin suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites butées comportant chacune un épaulement ayant une face (28) dirigée radialement vers l'intérieur et une face (29) dirigée axialement vers l'extérieur. 8.- Mandrin suivant la revendication 4, caractérisé en ce que ledit axe (20) est immobilisé en rotation par rapport au fond (2) de la boîte (1) au moyen d'une goupille (23).