Brevet FR2780323A3 — publié le 19991231

FR 2780323 A3 19991231 FR 9908143 A 19990625 i La présente invention concerne un mandrin de serrage, comprenant un tube extérieur sur lequel sont agencés des éléments de serrage destinés au serrage centré de douilles de bobinage. Les douilles ou les tubes de bobinage, destinés en particulier à l'embobinage de matériaux en bande, doivent être serrés de manière symétrique afin d'éviter une rotation irrégulière. Jusqu'ici, ce serrage a lieu à l'aide de mâchoires de serrage susceptibles de sortir d'un mandrin de serrage, à l'aide d'air comprimé. Cependant, lorsque la bobine enroulée sur la douille de bobinage présente un poids propre élevé, il n'est pas possible de serrer de manière symétrique la douille de bobinage. On s'est certes efforcé de stabiliser les douilles serrées de manière irrégulière à l'aide d'éléments intermédiaires en caoutchouc ou en matière plastique. Cependant, à des vitesses de rotation élevées, ceci mène également à une rotation irrégulière et à un comportement instable. L'objectif de l'invention est de pouvoir serrer d'une manière symétrique en révolution une douille de bobinage, avec un mandrin de serrage du type indiqué en introduction, de telle manière que l'on évite une rotation irrégulière, et de manière à pouvoir stabiliser la douille de bobinage. Conformément à l'invention, cet objectif est atteint par le fait que le tube extérieur est réalisé sous la forme d'une cage à éléments de serrage, dotée de guidages à symétrie de révolution pour des éléments de serrage, dans lesquels un élément de serrage respectif est disposé en déplacement en direction radiale, avec un organe de serrage élastique, et par le fait qu'une pièce intérieure est agencée en rotation dans le tube extérieur, et des surfaces de contact sont ménagées sur la pièce intérieure au-dessous des guidages des éléments de serrage, l'écartement A des surfaces contact par rapport aux éléments de serrage étant variable par rotation de la pièce intérieure. L'invention sera décrite plus en détail dans ce qui suit à l'aide d'un mode de réalisation représenté dans les dessins, dans lesquels: la figure 1 est une coupe à travers un mandrin de serrage selon l'invention, dans l'état non serré; et la figure 2 est une coupe à travers un mandrin de serrage selon l'invention, dans l'état serré et dans l'état non serré. Dans la figure 1, on a représenté le tube extérieur 1, sous forme de cage à roulements, dans laquelle sont agencés des segments cylindriques avec faculté de déplacement radial, à titre d'éléments de serrage 2. Les segments cylindriques sont constitués par un corps cylindrique usiné sur trois côtés, de sorte que les deux surfaces enveloppe mutuellement opposées qui doivent venir en appui sur les guidages 6, 7 et 8 de l'élément de serrage présentent des surfaces de guidage planes, réalisées par usinage mécanique comme par exemple par fraisage. Dans la coupe de la figure 1, de manière analogue aux guidages 6, 7 et 8 à convergence conique de l'élément de serrage, les surfaces de guidage planes des éléments de serrage 2 sont également agencées de manière conique, de sorte qu'elles forment un tronc de cône. Sur la petite surface de base du tronc de cône est ménagé un fraisage pour la mise en place d'un organe de serrage élastique 13, par exemple en matière plastique ou en caoutchouc. Avantageusement, l'insert est réalisé sous forme d'une barrette qui s'engage dans le fraisage par coopération de formes (voir aussi la figure 2). Le déplacement des éléments de serrage 2 s'effectue par rotation d'une pièce intérieure 3, et la distance A entre les surfaces de contact 4 de la pièce intérieure 3 et l'enveloppe intérieure est variable, lorsqu'on considère un rayon R du tube extérieur 1 fixe dans l'espace. Dans la figure 2, la variation de la distance A dans le premier secteur de la section est illustrée sous forme d'une ligne en tirets. On y voit que le raccourcissement de la distance a lieu par rotation du tube extérieur 1 dans le sens des aiguilles d'une montre, tandis que la pièce intérieure 3 reste stationnaire. Les rouleaux agencés dans les autres secteurs de la section sont également repoussés simultanément vers l'extérieur, dans la même mesure que les éléments de serrage, de sorte qu'il se produit un serrage synchrone de la douille de bobinage 5. Le tube extérieur 1 est doté de guidages 6, 7, 8 à symétrie de révolution pour des éléments de serrage 2, dans lesquels un élément de serrage respectif est disposé en déplacement en direction radiale, avec un organe de serrage élastique 13. Les surfaces de contact 4 sont ménagées sur la pièce intérieure 3 au- dessous des guidages 6, 7, 8 des éléments de serrage 2, et leur écartement par rapport aux éléments de serrage 2 est variable par rotation de la pièce intérieure 3. La pièce intérieure 3 est constituée par un cylindre aplati à sa périphérie à la hauteur des surfaces de contact 4; elle peut même être réalisée sous forme de pièce à contour hexagonal, dans laquelle six surfaces de contact planes 4 sont agencées en répartition symétrique à la périphérie. De manière générale, une ou plusieurs surfaces usinées sous forme de sécantes sont ménagées en répartition régulière à la périphérie afin de former des parties aplaties du cylindre. L'organe de serrage élastique 13 est maintenu au moyen d'une partie de tête 14 dans l'élément de serrage 2. L'élément de serrage 2 est constitué par un corps 12 cylindrique, prismatique, sphérique, hémisphérique, ou bien en forme de segment sphérique. Enfin, la largeur libre des guidages 6, 7, 8 pour les éléments de serrage 2 diminue depuis le rayon intérieur vers le rayon extérieur du tube extérieur 1. L'invention permet d'atteindre les avantages suivants: 1. Le mandrin de bobinage est constitué par un mandrin de serrage actionné par rotation et à expansion mécanique. 2. Il assure le serrage automatique et centré de douilles présentant un diamètre quelconque, et il est capable de recevoir toutes sortes de douilles. 3. Le mandrin peut être utilisé avec des matériaux en bande soumis à des tensions extrêmement faibles à extrêmement fortes; en cas de disparition de la tension du matériau en bande, l'effet de serrage reste conservé. 4. L'effet de serrage est obtenu par rotation du tube extérieur (cage à rouleaux) vis-à-vis de la pièce intérieure (à contour hexagonal), et les éléments de serrage (rouleaux) en acier de précision traités sont repoussés vers l'extérieur par les surfaces obliques du contour hexagonal. 5. Les trois éléments de serrage en rouleaux, répartis régulièrement à la périphérie, sont agencés respectivement en décalage les uns des autres dans le tube extérieur sur la totalité de la longueur du mandrin de bobinage. 6. Grâce au serrage synchrone, on réduit au minimum la friction. 7. La rotation du tube extérieur par rapport à la pièce intérieure peut avoir lieu, selon le cas d'application, par voie pneumatique, hydraulique, mécanique, ou bien sous activation par traction du matériau en bande. L'exemple qui précède constitue un mode de réalisation préféré de l'invention. Il permet un serrage sûr avec une construction comparativement simple, et un très petit nombre de composants faciles à transporter. Revendications 1. Mandrin de serrage, comprenant un tube extérieur (1) sur lequel sont agencés des éléments de serrage (2) destinés au serrage centré de douilles, de tubes, ou d'autres corps creux cylindriques, caractérisé en ce que le tube extérieur (1) est réalisé sous forme de cage à éléments de serrage, dotée de guidages (6, 7, 8) à symétrie de révolution pour des éléments de serrage (2), dans lesquels un élément de serrage respectif est disposé en déplacement en direction radiale, avec un organe de serrage élastique (13), et une pièce intérieure (3) est agencée en rotation dans le tube extérieur (1), et des surfaces de contact (4) sont ménagées sur la pièce intérieure (3) au-dessous des guidages (6, 7, 8) des éléments de serrage (2), l'écartement A des surfaces de contact (4) par rapport aux éléments de serrage (2) étant variable par rotation relative du tube extérieur (1) et de la pièce intérieure (3). 2. Mandrin de serrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce intérieure (3) est constituée par un cylindre aplati à sa périphérie à la hauteur des surfaces de contact (4). 3. Mandrin de serrage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce intérieure (3) est réalisée sous forme de pièce à contour hexagonal, dans laquelle six surfaces de contact planes (4) sont agencées en répartition symétrique à la périphérie. 4. Mandrin de serrage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que une ou plusieurs surfaces usinées sous forme de sécantes sont ménagées en répartition régulière à la périphérie afin de former des parties aplaties du cylindre. 5. Mandrin de serrage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la rotation du tube extérieur (1) par rapport à la pièce intérieure (3) a lieu par voie mécanique, hydraulique, ou bien sous l'activation par traction d'un matériau en bande. 6. Mandrin de serrage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de serrage (13) est maintenu au moyen d'une partie de tête (14) dans l'élément de serrage (2). 7. Mandrin de serrage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de serrage (2) est constitué par un corps (12) cylindrique, prismatique, sphérique, hémisphérique, ou bien en forme de segment sphérique. 8. Mandrin de serrage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la largeur libre des guidages (6, 7, 8) pour les éléments de serrage (2) diminue depuis le rayon intérieur vers le rayon extérieur du tube extérieur (1).