Brevet FR2811597A1 — publié le 20020118

Système complet de serrage de pièce ou d'outil pour machines-outils La présente invention concerne un système complet de serrage de pièce ou d'outil pour un tour d'usinage, avec plusieurs sous- ensembles formés d'un mandrin de serrage monté sur la broche du tour d'usinage et solidaire de celle-ci en rotation, d'un vérin de serrage pour déplacer les mors du mandrin de serrage, d'une alimentation multipoint de fluide ainsi que d'un système de contrôle de course, pour surveiller la position axiale du piston du vérin et ainsi la position des mors de serrage du mandrin. Dans un tour d'usinage, de tels sous-ensembles sont indispensables pour que l'on puisse utiliser la machine; il s'agit d'une part du mandrin de serrage, dans le corps duquel sont montés des mors de serrage réglables. Le mandrin est fixé à l'extrémité libre, antérieure, vu dans la direction axiale, de la broche de la machine, laquelle, avec l'entraînement direct de plus en plus fréquent dans la technique moderne, se présente très souvent sous la forme d'une broche creuse. A l'opposé, à l'extrémité postérieure de la broche dans la disposition classique d'un tour d'usinage, se trouve d'autre part le vérin assurant le réglage des mors de serrage du mandrin, tel que décrit par exemple dans le brevet DE 196 52 664 C1, avec l'alimentation multipoint en fluide et le dispositif de contrôle de course. Le résultat est un empilage axial comprenant le mandrin de serrage, la broche de machine, le vérin de serrage, l'alimentation multipoint et le dispositif de contrôle de course. Les longueurs de ces différents éléments s'ajoutant, il en résulte un encombrement en longueur important; notamment dans les machines dites à broche synchronisée, utilisées de préférence pour l'usinage des paliers de bielles dans la fabrication de vilebrequins, conduit à des longueurs totales de machines et à un encombrement problématiques. Partant de là, la présente invention a pour but d'agencer un système complet de serrage du type indiqué en introduction de manière à réduire son encombrement. Ce but est atteint conformément à l'invention dans un système de serrage du type indiqué en introduction, par le fait que la broche de la machine, réalisée sous forme de broche creuse, présente un diamètre intérieur suffisant pour intégrer un ou plusieurs des sous-ensembles dans ladite broche creuse. L'avantage de l'invention est que pour déterminer la longueur totale de la machine, il ne faut plus ajouter les différents sous- ensembles, étant donné que la place occupée par la broche de machine peut être utilisée plusieurs fois avec l'intégration dans la broche de machine d'autres sous-ensembles du système complet de serrage. Cet avantage est particulièrement marqué, lorsque la broche présente un diamètre intérieur qui permet d'y agencer et d'y loger le vérin de serrage ainsi que l'alimentation multipoint de fluide. De préférence, dans le cadre de la présente invention, les extrémités mutuellement en vis-à-vis, dans la direction axiale, du vérin de serrage et de l'alimentation multipoint de fluide sont pourvues de moyens de liaison qui permettent l'introduction des deux sous- ensembles dans la broche creuse depuis des extrémités axialement opposées de ladite broche creuse. Dans ce mode de réalisation, la répartition retenue des interfaces du système complet, formé du mandrin de serrage, du vérin de serrage, de l'alimentation multipoint de fluide et du système de contrôle de course, permet un montage avantageux de ces sous-ensembles, l'objectif étant d'éviter d'avoir à équiper la broche sur l'ensemble de sa longueur, à partir d'une seule extrémité. De même, il est apparu avantageux d'aménager une liaison de type baïonnette entre le piston du vérin de serrage et le mandrin de serrage et de munir le mandrin de serrage de moyens qui assurent la fixation du mandrin avec le vérin de serrage sur la broche de machine. Avec ce mode de réalisation, il est possible de monter le vérin de serrage en premier dans la broche de machine et de l'y fixer provisoirement, puis de réaliser de manière simple la liaison entre le vérin de serrage et le mandrin de serrage à l'aide de l'accouplement à baïonnette et de fixer l'ensemble à la broche de machine. Pour réduire encore la longueur axiale de l'ensemble du système complet, de manière avantageuse, le système de contrôle de course est disposé, sur une partie au moins de sa longueur axiale, à l'intérieur de la broche creuse. Ceci augmente encore l'intégration du système complet et diminue la longueur du système. Afin de conserver un montage simple, avec ce mode de réalisation également, le distributeur de l'alimentation multipoint de fluide est monté sur la tringlerie de contrôle de course du système de contrôle de course et peut être introduit avec celle-ci dans la broche creuse. De manière avantageuse, le corps du distributeur est tenu dans sa position angulaire par un étrier qui supporte le détecteur du système de contrôle de course. L'invention est décrite de manière détaillée dans ce qui suit à l'aide d'un exemple de réalisation représenté sur les dessins. Ceux-ci montrent: Figure 1, une coupe longitudinale du système de serrage complet selon l'invention, Figure 2, l'extrémité libre antérieure, vu dans la direction axiale, du système de serrage complet, Figure 3, la partie médiane, vu dans la direction axiale, du système de serrage complet, Figure 4, l'extrémité arrière, vu dans la direction axiale, du système de serrage complet, et Figure 5, une vue correspondant à la figure 1 d'un autre mode de réalisation, avec une broche de machine plus courte dans la direction axiale. La figure 1 montre dans une vue d'ensemble le système de serrage complet 1 selon l'invention, monté dans un tour d'usinage qui lui-même n'est pas représenté intégralement ici et qui, pour une plus grande clarté, est reproduit sur les figures 2 à 4 sous forme de plusieurs vues partielles qui se chevauchent du système de serrage complet 1 divisé en ses sous-ensembles. Le système de serrage complet 1 comprend un mandrin de serrage 2, connu en soi, qui ne sera pas décrit plus en détail ici, qui est monté sur la broche 3 du tour d'usinage et est solidaire en rotation de celle-ci. Pour le réglage du mandrin de serrage 2, il est prévu, en tant qu'élément du système de serrage 1 complet, un vérin de serrage 4 qui tourne avec la broche de machine 3, et qui, comme représenté sur le dessin, peut être conformé en vérin de serrage multiple, un piston 5, mobile dans la direction axiale, qui est monté dans ledit vérin et tourne avec lui, ainsi qu'une alimentation multipoint 6 de fluide, qui comprend un distributeur 7, avec un corps de distributeur 8 portant les raccords pour le fluide de travail et un arbre de distributeur 9, lié au corps du piston 5 et fixé axialement par vis à la paroi arrière, vu dans la direction axiale, du vérin de serrage 4, sur lequel le corps de distributeur 8 est disposé de manière à permettre la rotation de l'arbre de distributeur 9 dans le corps. Enfin, le système de serrage complet 1 comprend un système de contrôle de course 10 pour surveiller la position axiale du piston 5 du vérin de serrage 4 et avec elle la position des mors de serrage du mandrin de serrage 2. Dans l'exemple de réalisation représenté sur le dessin, il est prévu un capteur 11 travaillant selon le principe de la magnéto-striction, qui est monté stationnaire sur un étrier lié à la paroi arrière de la poupée fixe et coopère avec des disques à anneau magnétique 13 rotatifs disposés sur une tringlerie de contrôle de course se déplaçant avec le piston. Afin d'obtenir une faible longueur de montage du système complet, la broche de machine 3 est réalisée sous la forme d'une broche creuse 14 avec un diamètre intérieur qui permet le montage d'un vérin de serrage 4, de l'alimentation multipoint de fluide 6 et partiellement du système de contrôle de course 10 à l'intérieur de la broche creuse 14. Pour assembler le système de serrage complet 1, on introduit tout d'abord le vérin de serrage 4 avec une bride conique 15 courte, côté avant, dans la broche creuse 14 et on le fixe à la broche de machine 3, à la suite de quoi on enfile le mandrin de serrage 2 sur le col 16 de type à baïonnette du piston 5 du vérin de serrage 4, on le fait pivoter et on l'introduit dans la bride cylindrique, de telle sorte qu'une liaison à baïonnette 17 est réalisée entre le piston 5 du vérin de serrage 4 et le mandrin de serrage 2. Il est encore prévu comme moyens d'assemblage 18 assurant la liaison entre le mandrin de serrage 2 avec le vérin 4 d'une part et la broche de machine 3 d'autre part, des vis qui se vissent dans des taraudages 19 de la broche de machine 3. Aux extrémités mutuellement en vis-à-vis du vérin de serrage 4 et de l'alimentation multipoint de fluide 6 sont disposés des moyens de liaison qui permettent le montage à partir des extrémités axialement opposées de la broche de machine 3, de sorte qu'on enfile d'abord l'alimentation multipoint de fluide 6 sur la tringlerie de contrôle de course 12 depuis le côté arrière de la broche de machine 3, puis on introduit celle-ci dans la broche creuse 14, à la suite de quoi on fixe l'alimentation multipoint de fluide 6 à l'extrémité arrière du corps du vérin de serrage 4. La position angulaire du corps de distributeur 8 est déterminée par l'étrier supportant le capteur 11 fixé à la paroi arrière de la poupée fixe de la machine, c'est-à-dire que le capteur est fixe en rotation. La figure 5 montre un mode de réalisation dans lequel l'alimentation multipoint de fluide 6 n'est pas entièrement logée dans la broche creuse 14, mais est montée dépassante vers l'arrière dans la broche creuse, un montage partiel de l'alimentation multipoint de fluide 6 dans la broche creuse 14 présentant d'autres avantages du point de vue de la place. REVENDICATIONS 1. Système de serrage complet sur pour un tour d'usinage, avec plusieurs sous-ensembles formés d'un mandrin de serrage (2) monté sur la broche (3) du tour d'usinage et solidaire de celle-ci en rotation, d'un vérin de serrage (4) pour déplacer les mors du mandrin de serrage (2), d'une alimentation multipoint (6) de fluide ainsi que d'un système de contrôle de course (10), pour surveiller la position axiale du piston (5) du vérin de serrage (4) et ainsi la position des mors de serrage du mandrin de serrage (2), caractérisé en ce que la broche de machine (3) réalisée sous la forme d'une broche creuse (14) a un diamètre intérieur qui permet l'intégration d'un ou de plusieurs des sous-ensembles dans la broche creuse (14). 2. Système de serrage complet selon la revendication 1, caractérisé en ce que la broche creuse (14) a un diamètre intérieur qui permet de disposer et de loger le vérin de serrage (4) et l'alimentation multipoint (6) de fluide à l'intérieur de ladite broche creuse. 3. Système de serrage complet selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est prévu aux extrémités axialement en vis-à-vis du vérin de serrage (4) et de l'alimentation multipoint (6) de fluide des moyens de liaison qui permettent de les introduire à partir d'extrémités opposées, vu dans la direction axiale, de la broche de machine (3). 4. Système de serrage complet selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est prévu entre le piston (5) du vérin de serrage (4) et le mandrin de serrage (2) une liaison à baïonnette (17) et en ce que des moyens de fixation (18) sont prévus pour fixer le mandrin de serrage (2) avec le vérin de serrage (4) à la broche de machine (3). 5. Système de serrage complet selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le système de contrôle de course (10) est monté avec au moins une partie de sa longueur axiale à l'intérieur de la broche creuse (14). 6. Système de serrage complet selon la revendication 5, caractérisé en ce que le distributeur (7) de l'alimentation multipoint (6) est enfilé sur la tringlerie de contrôle de course (12) et peut être monté avec celle-ci dans la broche creuse (14). 7. Système de serrage complet selon la revendication 6, caractérisé en ce que le corps (8) du distributeur (7) est tenu dans sa position angulaire par un étrier qui supporte le capteur (11) du système de contrôle de course (10).