Brevet FR2817181A1 — publié le 20020531

La présente invention concerne un dispositif de serrage d'un élément à serrer de forme générale allongée, d'orientation axiale. L'invention concerne par exemple un canon de guidage à compensation pour un tour à poupée mobile. La particularité de ce type de machine d'usinage est de guider une barre de matière première dans un dispositif de serrage et de guidage, appelé canon, qui est réglé au diamètre extérieur de la barre. Lors de l'usinage, les outils coupants sont fixes et c'est la barre qui avance. Les qualités géométriques de la pièce usinée, et principalement la circularité, résultent en grande partie du couple formé par le canon et par la barre à usiner. Le canon de guidage se présente ainsi sous la forme d'un dispositif de serrage du type comportant au moins deux mâchoires ou segments de serrage qui entrent en contact, par leur surface périphérique interne, avec la barre à serrer et dont l'action résulte de leur déplacement selon une direction radiale par rapport à l'élément à serrer. Couramment, le canon comporte trois segments, ou mors, répartis angulairement de manière régulière qui sont maintenus ensemble par deux anneaux extérieurs, le canon comportant des organes élastiques interposés circonférentiellement entre des faces latérales adjacentes, d'orientation générale axiale, des mâchoires ou segments, pour leur appliquer un effort de rappel, radialement vers l'extérieur, dans le sens de l'ouverture du dispositif de serrage. Dans les conceptions connues, et par exemple dans celle décrite et représentée dans le document WO-A-00/30793, les organes élastiques sont constitués par des séries de ressorts, au nombre de deux ou trois entre deux segments adjacents, qui sont montés comprimés et qui sollicitent en permanence les faces latérales adjacentes en éloignement l'une de l'autre. Du fait de l'agencement de ces ressorts de rappel, il existe entre les segments ou mâchoires des espaces libres qui gênent la fermeture du canon de guidage du fait de la présence de copeaux dans ces espaces libres. La fermeture incomplète ou incorrecte du dispositif entraîne des défauts de circularité sur la pièce usinée. La conception selon l'état de la technique nécessite donc des démontages et nettoyages fréquents du dispositif. Afin de remédier à ces inconvénients, l'invention propose un dispositif de serrage du type mentionné précédemment, caractérisé en ce que chaque organe élastique est réalisé sous la forme d'une tige en matériau déformable élastiquement d'orientation axiale. De préférence, chaque tige élastique s'étend axialement sur toute la longueur axiale du dispositif de serrage afin d'empêcher la présence de copeaux entre les mâchoires et d'obtenir un bon parallélisme entre les mâchoires. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - chaque tige élastique est agencée dans deux rainures opposées complémentaires du profil externe de la tige et dont chacune est formée dans une desdites faces latérales d'une mâchoire ; - chaque face latérale d'une mâchoire est une face plane d'orientation radiale ; - chaque tige élastique est immobilisée axialement par rapport aux deux mâchoires entre lesquelles elle est interposée circonférentiellement ; - chaque tige élastique est fixée circonférentiellement aux deux mâchoires entre lesquelles elle est interposée, de manière à lier entre elles les mâchoires du dispositif de serrage pour former un ensemble ; - chaque tige élastique est liée aux deux faces latérales opposées entre lesquelles elle est interposée, par collage, par vulcanisation ou est réalisée par surmoulage sur les mâchoires ; - chaque tige élastique est liée aux deux faces latérales opposées entre lesquelles elle est interposée par des moyens de liaison par coopération de formes ; - des tiges élastiques s'étendent radialement vers l'intérieur de manière à constituer au moins en partie la surface périphérique interne de serrage des mâchoires qui entre en contact avec l'élément à serrer ; - chaque tige élastique est un cylindre de section circulaire ; - deux tiges élastiques parallèles et superposées selon la direction radiale sont interposées circonférentiellement entre deux faces latérales adjacentes des mâchoires ; - chaque tige élastique est réalisée en matériau élastomère ou en caoutchouc, naturel ou synthétique ; - le dispositif comporte trois mâchoires identiques réparties angulairement de manière régulière. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en section axiale qui illustre une poupée mobile comportant un canon de guidage à compensation comportant un dispositif de serrage selon l'état de la technique ; - la figure 2 est une vue schématique en perspective du dispositif de serrage selon l'état de la technique équipant le canon de guidage de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 2, avec arrachement partiel, qui illustre de manière schématique un premier mode de réalisation d'un dispositif de serrage conformément aux enseignements de l'invention ; - la figure 4 est une vue axiale en bout du dispositif de serrage de la figure 3 ; - la figure 5 est une vue en section par un plan axial selon la ligne 5-5 de la figure 4 ; -la figure 6 est une vue schématique axiale en bout, et partiellement en section par un plan transversal, qui illustre une variante de réalisation de l'invention ; et - la figure 7 est une vue en perspective d'un tronçon de la tige élastique appartenant au dispositif de la figure 6. On a représenté à la figure 1 un canon de guidage équipant un tour à poupée mobile pour l'usinage d'une barre 12, représentée en silhouette à la figure 1. Pour guider la barre et l'entraîner en déplacement selon son axe général X-X, la poupée 10 est équipée d'un canon de guidage à compensation 14 qui comporte un dispositif de serrage 16 à trois mâchoires 18 dont chacune comporte deux cônes d'extrémité 20. De manière connue, le serrage radial des mâchoires 18 est obtenu par la commande axiale d'un tube 22 traversé par la barre 12 et dont les déplacements sont commandés par un vérin. Une extrémité axiale du tube 22 comporte un cône femelle 24 qui coopère avec l'un des cônes 20 des mâchoires 18 dont l'autre cône est en appui contre un cône femelle fixe du canon 14. Comme on peut le voir plus en détail à la figure 2, chaque mâchoire ou segment 18 se présente sous la forme d'un tronçon d'un secteur angulaire de tube et les trois mâchoires s'étendent angulairement sur environ 120 . Chaque mâchoire est délimitée angulairement par une face latérale plane 28 d'orientation axiale et radiale. Le rappel élastique, radialement vers l'extérieur, des segments 18 en position ouverte est assuré par une série de ressorts 30 qui sont montés comprimés entre les faces latérales adjacentes en vis-à-vis de deux mâchoires consécutives. L'ensemble des mâchoires 18, avec les ressorts 30, est maintenu sous la forme d'un tout par deux anneaux élastiques 32. Chaque segment ou mâchoire 18 est délimitée radialement vers l'intérieur par une portion de surface cylindrique interne d'orientation axiale 33. En position radiale serrée, la réunion des trois segments permet de guider de manière précise et de serrer la barre 12 par coopération des surfaces 33 avec la périphérie externe de la barre. On décrira maintenant le premier mode de réalisation illustré aux figures 3 à 5 sur lesquels des éléments identiques, similaires ou analogues à ceux décrits précédemment seront désignés par les mêmes chiffres de référence. Dans ce premier mode de réalisation de l'invention, les moyens de rappel élastique en position ouverte du dispositif 16 sont constitués par trois paires de tiges élastiques 34,36. Plus précisément, une paire de tiges ou joncs élastiques 34,36 est agencée entre les faces latérales adjacentes 28 de deux mâchoires consécutives 18. Chaque tige 34,36 est réalisée dans un matériau déformable élastiquement, par exemple en caoutchouc ou en élastomère synthétique ou naturel, et se présente ici sous la forme d'une tige cylindrique de section circulaire et d'orientation axiale. Les deux tiges 34,36 d'une même paire sont superposées et voisines, avec l'une 34 située radialement la plus vers l'intérieur tandis que l'autre tige 36 de la même paire est située radialement vers l'extérieur. Afin de permettre l'agencement et le positionnement des tiges élastiques 34, 36, chaque face latérale 28 comporte une paire de rainures axiales de forme générale semi-cylindrique 38,40 dont chacune reçoit la partie correspondante d'une tige 34,36 respectivement. Les tiges 34 et 36 sont compressibles élastiquement et elles permettent donc la fermeture du dispositif 16 tout en assurant leur fonction de rappel élastique en position ouverte lorsque l'effort de fermeture appliqué au dispositif 16 est relâché. De préférence, selon une autre caractéristique de l'invention, les tiges 34 et 36 sont fixées aux deux mâchoires entre lesquelles elles sont interposées circonférentiellement, par exemple par collage ou par vulcanisation. Ainsi, grâce à cette fixation des tiges 34,36, on assure aussi la liaison entre les différentes mâchoires et il est possible de supprimer les anneaux extérieurs 32 selon l'état de la technique représenté aux figures 1 et 2. Du fait que les tiges élastiques 34,36 s'étendent axialement sur toute la longueur du dispositif 16, on constate qu'il est impossible à des copeaux de s'interposer entre les faces 28. En outre, on obtient un bon parallélisme entre les mâchoires 18 en sorte que le serrage de la barre est améliorée. En fonction des dimensions du dispositif, et notamment de l'épaisseur radiale des mâchoires 18, il est possible de ne prévoir qu'une seule tige axiale élastique en lieu et place d'une paire de tiges, celle-ci étant alors de plus grand diamètre. L'immobilisation en translation des tiges par rapport aux mâchoires, et des mâchoires entre elles, peut être assurée, selon une variante non représentée, par des prolongements axiaux des tiges ou joncs au-delà des faces transversales d'extrémité 19 des mâchoires 18. Selon une autre variante, la tige ou jonc située radialement la plus à l'intérieur peut faire saillie radialement à l'intérieur du dispositif, au-delà de la périphérie interne 33, et constituer l'élément qui vient en contact avec la barre. Dans ce cas, on peut choisir un matériau plus résistant à l'usure. Il est aussi possible de concevoir la mise en oeuvre des dispositifs de rappel selon l'invention pour le guidage et le serrage d'une barre de section non circulaire, et par exemple polygonale. Dans le deuxième mode de réalisation représenté aux figures 6 et 7, chaque organe élastique agencé entre deux mâchoires adjacentes est constitué par une tige élastique unique qui n'est plus de section circulaire, mais qui comporte sur ses faces latérales opposées deux queues d'aronde 42 d'orientation axiale dont chacune est reçue dans une rainure complémentaire 38 formée à cet effet dans la face latérale 28 correspondante de la mâchoire 18. Ainsi, les tiges 38 assurent la liaison circonférentielle entre deux mâchoires adjacentes 18, tout faisant fonction de ressort de rappel dans le sens de l'ouverture. L'invention n'est pas limitée à son application à un canon de guidage à compensation mais elle trouve également à s'appliquer à tout dispositif de serrage utilisé dans la transformation des métaux par usinage. REVENDICATIONS 1. Dispositif (16) de serrage d'un élément à serrer (12) de forme générale allongée d'orientation axiale (X-X), du type comportant au moins deux mâchoires de serrage (18) qui entrent en contact, par leur surface périphérique interne (33), avec l'élément à serrer (12) et dont l'action résulte de leur déplacement selon une direction radiale par rapport à l'élément à serrer, et du type dans lequel des organes élastiques (34,36) sont interposés circonférentiellement entre des faces latérales adjacentes (28), d'orientation générale axiale, des mâchoires (18) pour leur appliquer un effort de rappel, radialement vers l'extérieur, dans le sens de l'ouverture du dispositif de serrage (16), caractérisé en ce que chaque organe élastique est réalisé sous la forme d'une tige (34, 36) d'orientation axiale réalisée en matériau déformable élastiquement. 2. Dispositif de serrage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque tige élastique (34,36) s'étend axialement sur toute la longueur axiale du dispositif de serrage (16). 3. Dispositif de serrage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque tige élastique (34,36) est agencée dans deux rainures opposées (38,40) complémentaires du profil externe de la tige (34,36) et dont chacune est formée dans une desdites faces latérales (28) d'une mâchoire (18). 4. Dispositif de serrage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque face latérale d'une mâchoire est une face plane d'orientation radiale. 5. Dispositif de serrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque tige élastique (34,36) est immobilisée axialement par rapport aux deux mâchoires (18) entre lesquelles elle est interposée circonférentiellement. 6. Dispositif de serrage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque tige élastique (34,36) est fixée circonférentiellement aux deux mâchoires (18) entre lesquelles elle est interposée, de manière à lier entre elles les mâchoires (18) du dispositif de serrage (16) pour former un ensemble. 7. Dispositif de serrage selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que chaque tige élastique (34,36) est liée aux deux faces latérales opposées entre lesquelles elle est interposée, par collage, par vulcanisation ou est réalisée par surmoulage sur les mâchoires. 8. Dispositif de serrage selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que chaque tige élastique (34) est liée aux deux faces latérales opposées entre lesquelles elle est interposée par des moyens de liaison par coopération de formes (38, 42). 9. Dispositif de serrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des tiges élastiques s'étendent radialement vers l'intérieur de manière à constituer au moins en partie la surface périphérique interne de serrage des mâchoires qui entre en contact avec l'élément à serrer. 10. Dispositif de serrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque tige élastique (34,36) est un cylindre de section circulaire. 11. Dispositif de serrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que deux tiges élastiques (34,36) parallèles et superposées selon la direction radiale sont interposées circonférentiellement entre deux faces latérales adjacentes (28) des mâchoires (18). 12. Dispositif de serrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque tige élastique est réalisée en matériau élastomère ou en caoutchouc, naturel ou synthétique. 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte trois mâchoires identiques (18) réparties angulairement de manière régulière.