Brevet FR2583666A1 — publié le 19861226

"Mandrin à mors comportant dans le carter de mandrin une spirale plane entrainée par des pignons. L'invention peut s'appliquer lors du bridage pour l'entrainement de pièces à usiner en symétrie de rotation dans les rectifieuses. Selon le document DE-OS 32 36 369 on connait un mandrin à mors pour rectifieuses cylindriques avec mors de bridage disposés dans le carter du mandrin. Pour obtenir des précisions élevées, la pièce à usiner est reprise dans la rectifieuse par le manchon porte-pointe, à l'aide d'une pointe à centrer, et elle n'est saisie par les mors de bridage que pour la transmission du -mouvement de rotation, le mandrin de bridage ne pouvant pas modifier la position axiale de la pièce à usiner déterminée par la pointe à centrer. Comme toutefois, la périphérie de la pièce à usiner, par suite d'inévitables tolérances de fabrication, court toujours un peu excentrée par rapport à l'axe de la pièce, lors de la saisie de la pièce, l'un des mors de bridage vient toujours en contact avant les autres.Une résistance s'oppose alors à la suite du processus de fermeture du mandrin, décale la pièce, dans la mesure où le mors ne peut pas s'écarter. Pour remédier à cette déficience, dans la solution mentionnée, les mors de bridage sont rapportés dans un porte-mors qui est logé dans un mandrin avec un jeu radial. De cette façon les mors de bridage ne sont pas rigidement fixés sur l'axe du mandrin, mais s'orientent sur la pièce à usiner et celle-ci peut se régler sans contrainte de la façon dont la pointe à centrer la reçoit, ce qui donne des précisions élevées de "tourner rond" pour la rectification. Cette solution représente toutefois un mandrin de bridage qui présente l'inconvénient d'une courte zone de bridage. Les mors de bridage portent à l'intérieur du mandrin sous forme de pistons réglables radialement et avancent, par l'intermédiaire d'une surface dorsale en forme de coin, sous l'action d'un contrecoin agissant axialement. Du fait des forces à mettre en oeuvre, les obliquités de ces coins doivent rester à l'intérieur de certaines limites, ce qui limite également la course de réglage possible.On peut avoir une plus grande course de réglage avec des mandrins à mors dans lesquels les mors de bridage sont déplacés par une spirale plane, comme dans la solution selon le document DE-PS 925 805. Toutefois ces mors de bridage viennent saisir la pièce à l'extérieur du mandrin et il en résulte un bras de levier si lton n'est pas en presence d'un appui en symétrie de rotation des mors de bridage contre la pièce, mais en présence d'une résistance apparaissant prématurément. Cette résistance ne va pas seulement décaler radialement les mors, mais, du fait de l'effet de levier, les faire basculer, d'où résulte une poussée axiale sur la pièce. Du fait que, dans le cas de cette solution, les mors de bridage, avec les porte-mors, ne possèdent aucun degré de liberté, la pièce serait contrainte de se déplacer excentriquement par rapport à l'axe du mandrin. En outre, cette solution ne convient pas pour les rectifieuses du fait que l'axe du mandrin n'est pas libre pour le passage de la pointe à centrer nécessaire. On a donc déjà proposé une solution améliorée pour un mandrin à mors dont une spirale plane déplace radialement les mors, qui entoure un manchon porte-pointe centré et qui présente un porte-mors séparable de l'ensemble formant mandrin. Mais ce porte-mors ne présente lui non plus aucun degré de liberté, de sorte qu'ici aussi les mors sont rigidement guidés dans le carter du mandrin. Le but de l'invention est de garantir des précisions élevées dans le cas de la rectification de pièces qui sont montées entre pointes et entraînées par des mors de bridage eux-mêmes entraînés par une spirale plane. L'objet de l'invention est de créer un mandrin à mors comportant dans le carter du mandrin une spirale plane qui est entraînée par des pignons et dans laquelle engrènent des mors de bridage qui peuvent se déplacer dans des guidages dirigés radialement par rapport à l'axe de bridage, et dans lequel les mors de bridage, ainsi que tous: leurs éléments de réception de par la forme, présentent une portée flottante dans le carter du mandrin selon tous les degrés de liberté. Selon l'invention, on atteint cet objet par le moyen que la spirale plane est reliée au pignon voisin par un entrainement en rotation articulé, présente, aussi bien par rapport à lten- traînement en rotation que par rapport au carter du mandrin, aussi bien un jeu radial qu'un jeu axial et pénètre dans un porte-mors qui est relié, de façon connue en soi par l'intermédiaire d'un jeu radial, au carter du mandrin et s'appuie en outre élastiquement et dans l'axe par rapport à ce carter.L'entraînement en rotation est conçu sous forme d'une couronne à ergots qui porte sur le pignon et qui est reliée à celui-ci par deux vis qui sont situées en face l'une de l'autre sur un axe radial et forment une portée oscillante, étant précisé qu'en partant de chaque emplacement de la portée un ergot de la couronne à ergots pénètre, parallèlement à l'axe de cette couronne, dans une rainure qui est usinée dans la face arrière de la spirale plane et qui forme avec l'autre rainure et l'autre ergot une seconde portée oscillante. latéralement, chaque ergot, dans les deux sens de rotation, est tenu sans jeu par la surface frontale convexe d'une plaquette d'entraînement fixée dans la rainure, tandis que, coté frontal de chaque ergot, un jeu est prévu par rapport à la paroi arrière de la rainure. Le porte-mors est conçu sous forme d'une plaque frontale qui contient des guidages, qui loge radialement sans jeu la spirale plane au moyen de découpes parallèles à l'axe et qui est maintenue élastiquement selon l'axe, entre le carter du mandrin et les têtes de vis ajustées, au moyen desquelles cette plaque frontale est fixée au carter du mandrin, étant précisé que les alésages de passage dans la plaque frontale ont un diamètre supérieur à celui du siège ajusté de la vis ajustée correspondante. En outre, la spirale plane est logé dans le carter de mandrin élastiquement dans le sens axial, entre le pignon et les guidages qui sont dans la plaque frontale. Dans le cas de cette solution, ce ne sont pas seu lement les forces radiales partant de la périphérie excentrée de la pièce à usiner qui sont reprises dans le mandrin, mais également les forces parallèles à l'axe, de sorte que la pièce peut s'orienter sans contrainte sur l'axe de bridage déterminé par les pointes à centrer et tourner autour de ces pointes. On peut alors utiliser également sur la rectifieuse un mandrin à mors en saillie pour l'entraînement de la pièce, ce qui permet alors non seulement d'obtenir des précisions élevées de "tourner rond", mais également de disposer d'une importante course de bridage. On explique en détail ci-dessous l'invention sur un exemple d'exécution. Sur les dessins correspondants: - la figure 1 est une coupe du mandrin à mors, - la figure 2 est une vue partielle de face, - la figure 3 est une coupe selon la ligne III - III de la figure 1, - la figure 4 est une autre coupe partielle d'après la figure 1. Sur la figure 1, le mandrin à mors entoure un manchon porte-pointe 1 qui présente une pointe à centrer 1.1. En face de celle-ci se trouve une seconde pointe à centrer qui n'est pas représentée et une pièce à usiner 2 est reprise et bridée axialement entre les deux. Trois mors de bridage 3 viennent au contact de la périphérie de la pièce 2, on peut en voir un sur la figure 1. Ces mors portent dans des guidages radiaux 4.1 d'une plaque frontale 4, ce que l'on voit également sur la figure 2. La plaque frontale 4 est respectivement munie, à l'endroit des guidages radiaux, de saillies radiales 4.2 qui sont logées, avec un jeu latéral et un jeu frontal s, dans des rainues 5.1 qui courent radialement et sont prévues dans la surface frontale 5.2 d'un carter de mandrin 5. La plaque frontale 4 est boulonnée sur la surface frontale 5.2 au moyen de vis ajustées 6, étant précisé que les alésages de passage 4.3, prévus dans ce but dans la plaque frontale 4, ont un diamètre supérieur à celui du siège ajusté 6.1 de la vis ajustée correspondante 6. Il faut également noter ici le jeu s. Au moyen de ressorts de compression 7, insérés, sous forme de ressorts spiraux, dans des alésages 5.3, parallèles à l'axe, du carter de mandrin 5 (voir figure 4), la plaque frontale 4 est poussée en direction des têtes de vis 6.2.Les mors de bridage 3 engrènent, à l'arrière, avec une spirale plane 8. Celle-ci passe à travers des découpes 4.4, prévues dans la plaque frontale 4, pour venir dans les guidages 4.1 où elle peut venir en liaison active avec les mors de bridage 3. Les découpes 4.4 reçoivent sans jeu le corps à spirale 8.1 et servent alors de portée. Le corps à spirale 8.1 présente, par rapport au carter de mandrin 5, un jeu s aussi bien radial qu'axial. Il faut également noter un tel jeu sur la face frontale de deux ergots 9.1 qui sont prévus, côté plan, sur une couronne à ergots 9 et pénètrent respectivement dans lime rainure 8.2 dont deux sont usinées à l'arrière dans le corps à spirale 8.1. Les surfaces latérales de chaque ergot 9.1 s'appuient contre une surface frontale convexe d'une plaquette d'entrai- nement 10 fixée dans la rainure 8.2. La couronne à ergots 9 entoure un pignon ll sur lequel elle porte et auquel elle est reliée au moyen de deux vis 12 qui forment une portée oscillante pour la couronne à ergots 9, étant situées l'une en face de l'autre sur un axe A.C'est également à partir de ces emplacements de portée que les ergots 9.1 s'étendent dans les rainures 8.2, ce que l'on voit en particulier sur la figure 3. Sur la face arrière du corps à spirale 8.1 sont usinés deialésages 8.3 qui logent des ressorts de compression 13 qui s'appuient par ailleurs sur le pignon il Ce pignon Il engrene avec un second pignon 14 qui porte dans le carter de mandrin 5 et que l'on entraîne vers l'extérieur. Le carter de mandrin 5 tourne sur une portée 15 qui entoure le manchon porte-pointe 1. Le mode d'action du mandrin à mors décrit est le suivant: Pour le processus de fermeture du mandrin, on entraîne le pignon 14 de l'extérieur. Celui-entraine le pignon 11, ce qui fait tourner la couronne à ergots 9 par l'intermédiaire des vis 12. Les ergots 9.1 déplacent alors le corps à spirale 8.1 dans le sens de rotation correspondant, de sorte que les trois mors de bridage 3 se déplacent l'un vers l'autre pour la fermeture du mandrin. Si maintenant l'un des mors de bridage 3 arrive le premier sur la pièce à usiner 2, parce que celle-ci présente à cet endroit une excentricité, il se produit une résistance qui va contre la poursuite du mouvement de fermeture.Cette résistance provoque dans la pièce 2 des forces de réaction qui font glisser cette pièce en dehors de la pointe à centrer 11 et poussent sur les mors 3 qui sont dans la spirale plane 8. Cette dernière peut maintenant échapper à cette poussée et se décaler dans le cadre de son jeu radial et axial s dans le carter de mandrin 5. En même temps que la spirale plane 8, tous les mors 3 se décalent alors excentriquement dans le carter de mandrin 5 en fonction de la périphérie de la pièce. Avec les mors 3, ce sont également les guidages 4.1 qui se déplacent, ce qu'autorise la portée flottante de la plaque frontale 4 qui glisse radialement sur les sièges ajustés 6.1 et se décale en agissant contre la pression des ressorts de compression 7. Avec cette nouvelle orientation des mors de bridage 3 et de tous les éléments qui sont en liaison de par la forme avec eux, il faut noter que leur axe de rotation ne coincide plus avec l'axe d'entraînement. Cette excentricité équilibre la bague à ergots 9 qui, par ses ergots 9.1, transmet le mouvement d'entraînement à la spirale plane décalée 8 et exécute alors ici, en tant qu'élément d'équilibrage, un mouvement de rotation en nutation autour de l'axe A. La spirale plane 8 également peut prendre, et va prendre, un certain mouvement d'oscillation autour de l'axe A. ce qui provient de la charge de surface irrégulière sur les surfaces de bridage, ce qu'il faut attribuer aux irrégularités inévitables. Dans le cas de cette solution, par conséquent, les pièces, comme les guidages de mors 4.1 et la spirale plane 8, qui sont en liaison de par la forme avec les mors 3 et sont chargés par des forces de réaction provenant d'un emplacement de bridag#e par l'intermédiaire de ces mors, peuvent échapper selon tous les degrés de liberté et sont donc en portée flottante, jusqu'à ce que les mors de bridage 3 se soient réorientés sur la périphérie de la pièce, ce qui décharge à nouveau la pièce 2 des forces de décalage. Enumération des repères utilisés 1 Manchon porte-pointe 1.1 Pointe à centrer 2 Pièce à usiner 3 Mors de bridage 4 Plaque frontale 4.1. Guidage 4.2 Saillie 4.3 Alésage de passage 4.4 Découpe 5 Carter de mandrin 5.1 Rainure 5.2 Surface frontale 5.3 Alésage 6 Vis ajustée 6.1 Siège ajusté 6.2 Tête de vis 7 Ressort de compression 8 Spirale plane 8.1 Corps à spirale 8.2 Rainure 8.3 Alésage 9 Couronne à ergots 9.1 Ergot 10 Plaquette d'entraînement 11 Pignon 12 Vis 13 Ressort de compression 14 Pignon 15 Portée s Jeu A Axe REVENDICATIONS 10) Mandrin à mors comportant dans le carter du mandrin une spirale plane qui est entraînée par des pignons et dans laquelle engrènent des mors de bridage qui peuvent se déplacer dans des guidages dirigés radialement par rapport à l'axe de bridage, caractérisé en ce que la spirale plane (8) est reliée au pignon voisin (11) par un entraînement en rotation articulé (9; 9.1; 12), présente, aussi bien par rapport à l'entrainement en rotation (9; 9.1; 12) que par rapport au carter du mandrin (5), aussi bien un jeu radial qu'un jeu axial (s) et pénètre dans un porte-mors (4) qui est relié, de façon connue en soi et par l'intermédiaire d'un jeu radial (s), au carter du mandrin (5) et s'appuie en outre élastiquement et dans l'axe par rapport à ce carter. 20) Mandrin à mors selon la revendication 1, caractérisé en ce que 1' entraînement en rotation est conçu sous forme d une couronne à ergots (9) qui porte sur le pignon (11) et qui est reliée à celui-ci par deux vis (12) qui sont situées face l'une l'autre sur un axe radial (A) et forment une portée oscillante, étant précisé qu'en partant de chaque emplacement de la portée un ergot (9.1) de la couronne à ergots (9) pénètre, parallèlement à l'axe de cette couronne, dans une rainure (8.2) qui est usinée dans la face arrière de la spirale plane (8) et qui forme avec l'autre rainure (8.2) et l'autre ergot (9.1) une seconde portée oscillante. 30) Mandrin à mors selon rune quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que,latéralement, chaque ergot (9.1), dans les deux sens de rotation, est tenu sans jeu par la surface frontale convexe d'une plaquette d'entraînement (10) fixée dans la rainure (8.2), tandis que côté frontal de chaque ergot (9.1) un jeu (s) est prévu par rapport à la paroi arrière de la rainure. 40) Mandrin à mors selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le porte-mors est conçu sous forme d'une plaque frontale (4) qui contient des guidages (4.1), qui reçoit radialement sans jeu la spirale plane (8) au moyen de découpes parallèles à l'axe (4.4) et qui est maintenue élastiquement selon l'axe, entre le carter du mandrin (5) et les têtes (6.2) de vis ajustées (6), au moyen desquelles cette plaque frontale est fixée au carter du mandrin (5), étant précisé que les alésages de passage (4.3) dans la plaque frontale (4) ont un#dia- mètre supérieur à celui du siège ajusté (6.1) de la vis ajustée correspondante (6). 50) Mandrin à mors selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la spirale plane (8) porte dans le carter de mandrin (5) élastiquement dans le sens axial, entre le pignon (11) et les guidages (4.1) qui sont dans la plaque frontale (4).