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REVENDICATIONS
1. Dispositif de commande d'une pince de serrage dans la poupée d'un tour, comportant un manchon de commande entraîné en rotation avec la broche et mobile axialement par rapport à celle-ci, de façon à faire coopérer les mâchoires de la pince avec un cône de serrage, caractérisé en ce que le manchon porte à son extrémité arrière un piston engagé dans un cylindre alimenté en fluide sur les deux faces du piston, et en ce que le piston est relié au manchon de façon à le déplacer axialement sans tourner sur lui-même, tandis que le cylindre est fixe par rapport au bâti de la poupée.
2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le piston est relié au manchon par deux paliers de butée à roulement agissant sur une collerette du manchon.
3. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un joint d'étanchéité de forme torique inséré entre la paroi du cylindre et la face latérale du piston.
4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le joint torique est engagé dans une rainure que présente la face latérale du piston.
5. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que deux bagues de réglage vissées l'une dans l'autre assurent l'espacement entre le cylindre et la broche de la poupée.
6. Dispositif suivant la revendication 1 ou la revendication 5, caractérisé en ce que le cylindre est positionné axialement par rapport au manchon par un palier de butée dont un des chemins de roulement est solidaire de la broche, tandis que l'autre est fixe par rapport au cylindre.
7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cylindre est fixé par rapport au bâti de la poupée par une console solidaire des deux éléments qu'elle relie.
La présente invention a pour objet un dispositif de commande d'une pince de serrage dans la poupée d'un tour, comportant un manchon de commande entraîné en rotation avec la broche et mobile axialement par rapport à celle-ci de façon à faire coopérer les mâchoires de la pince avec un cône de serrage.
En général, dans les tours usuels et notamment les tours prévus pour effectuer des opérations de reprise, la pince de serrage des pièces est commandée par un poussoir qui, par l'intermédiaire de leviers, déplace axialement une bague coaxiale à la broche et montée à l'extrémité arrière de la poupée. Cette bague coopère avec des chiens qui font partie du dispositif de la broche et qui retiennent en place un manchon sollicité par un ressort. Tant que ce manchon est immobilisé dans le sens axial par les chiens, la pince est serrée sur la pièce, tandis que si les chiens sont libérés, le manchon peut se déplacer sous l'action d'un ressort et la pince s'ouvre.
Lorsqu'il s'agit d'effectuer des opérations d'usinage sur des séries de pièces, la commande du tour implique la commande de la pince de serrage chaque fois qu'une opération est terminée. Comme il faut développer une certaine force pour libérer les chiens, on se rend compte que si la durée de l'opération d'usinage est courte, il en résulte pour le personnel qui dessert le tour un travail fatigant et fastidieux.
Le but de la présente invention est de créer un dispositif simple susceptible d'être monté sur des tours existants et des fraiseuses et qui remédie à cet inconvénient en facilitant et en accélérant la commande de la pince de serrage.
Dans ce but, le dispositif selon l'invention, du genre mentionné au début, est caractérisé en ce que le manchon porte à son extrémité arrière un piston engagé dans un cylindre alimenté en fluide sur les deux faces du piston, en ce que le piston est relié au manchon de façon à le déplacer axialement sans tourner sur lui-même, tandis que le cylindre est fixe par rapport au bâti de la poupée.
On va décrire ci-après, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif selon l'invention en se basant sur le dessin annexé dont l'unique figure est une vue latérale, partiellement coupée et partiellement schématique, représentant la poupée d'un tour avec la broche de ce tour équipée du dispositif.
Au dessin, le bâti 1 de la poupée d'un tour est représentée schématiquement. Des paliers (non représentés) supportent une broche dont on voit au dessin les éléments essentiels, soit: un manchon 2 qui tourne avec la broche mais qui, en outre, est mobile axialement dans une pièce de guidage et la pince proprement dite 3.
La pince 3 est une pièce de constitution usuelle ayant la forme d'une douille fendue axialement de façon à être divisée à son extrémité antérieure en une série de mâchoires, par exemple deux ou trois mâchoires qui se serrent sur la pièce à fixer représentée au dessin par 4. La pince 3 présente une surface tronconique 5 qui coopère avec une surface correspondante d'une pièce de serrage 31. Pour réaliser le serrage et le desserrage, il est donc nécessaire de déplacer axialement l'une par rapport à l'autre les deux pièces 31 et 3. Normalement, la pince 3 appuie contre une butée qui est solidaire de l'enveloppe tubulasire de la broche.
Pour réaliser l'ouverture et la fermeture de la pince, il convient doic de déplacer axialement le manchon 2 soit vers la gauche, soit vers la droite au dessin, cette opération devant pouvoir être réalisée sans perturber le mouvement de rotation de l'ensemble de la broche.
Pour réaliser cela, le manchon présente, à son extrémité arrière, un prolongement, désigné par 7. Dans un tour déjà existant, les pièces pourront être conformées de façon qu'après élimination de la bague de commande et des chiens, le prolongement 7, qui peut être une pièce distincte, puisse être fixé à l'arrière du manchon 2, par un moyen convenable qui n'a pas besoin d'être représenté au dessin. Le prolongement 7 qui s'étend à l'arrière du bâti de la poupée 1 se termine par un bouton molleté 8 qui permet d'orienter la pince 3.
Dans sa face latérale, il présente une collerette 9, limitée par deux épaulements plans, perpendiculaires à l'axe de la broche. Le prolongement 7 porte un piston 10 qui est solidaire du manchon 2 dans le sens axial, mais qui ne tourne pas avec lui. Pour cela, deux butées à billes 11 et 12 sont prévues. Leurs chemins de roulement sont fixés, d'une part, sur le prolongement 7 de part et d'autre de la collerette 9 et, d'autre part, dans le logement cylindrique 13 du piston 10. Un des chemins de roulement solidaire du piston 10 est chassé dans le fond du logement 13 tandis que l'autre, situé à rentrée de ce logement, sera maintenu en place, par exemple par un anneau élastique de blocage.
Quant au piston 10, il est logé lui-même à l'intérieur d'un cylindre, désigné de façon générale par 14 et constitué de trois pièces fixes. Le fond antérieur 15 du cylindre 14 est une pièce en forme de disque, pourvue d'une ouverture centrale, avec une saignée circulaire sur le côté extérieur, une butée à roulement 16 étant logée dans cette saignée. L'un des chemins de roulement de cette butée est chassé dans le fond de la saignée. Ce chemin de roulement est désigné au dessin par l6a. L'autre chemin de roulement, désigné par l6b, est au contraire libre par rapport au fond antérieur 15 du cylindre 14. Il sera maintenu également par un anneau de blocage.
L'ouverture centrale du fond 15 présente encore, après la saignée destinée à recevoir la butée 16, une rainure à profil rectangulaire 17, dans laquelle est logé un joint d'étanchéité torique 18 qui appuie sur un prolongement antérieur 10a du piston 10. Ce prolongement antérieur est donc engagé entre le prolongement 7 du manchon 2 et la paroi interne de l'ouverture centrale du fond antérieur 15. La paroi latérale du cylindre 14 est désignée par 19. C'est une pièce tubulaire, à faces extérieure et intérieure cylindriques, dont le diamètre intérieur est ajusté au diamètre extérieur du piston 10 et qui est fixé par des vis au fond 15 du cylindre 14. A cette paroi latérale est fixé en outre le fond extérieur 20 du cylindre 14 qui est également une pièce en forme de disque présentant une ouverture centrale 21.
La face externe de cette ouverture centrale présente une rainure désignée par 22 dans laquelle est engagé un joint d'étanchéité 23. Cette ouverture centrale est
traversée par un prolongement arrière 10b de forme tubulaire que comporte le piston 10 et, comme on le voit au dessin, c'est à l'intérieur de ce prolongement arrière qu'est formé le logement 13 dans lequel sont logées les butées 11 et 12 qui relient le prolongement arrière 7 du manchon 2 au piston 10. Un troisième joint d'étanchéité, également de forme annulaire, désigné par 29, est logé dans une rainure circulaire de profil rectangulaire 30 fraisée dans la face latérale externe du piston 10.
Dans la forme d'exécution décrite, l'alimentation du cylindre 14 s'effectue par deux orifices d'entrée et de sortie 24 et 25 qui sont ménagés le premier dans le fond postérieur 20 et le second dans le fond antérieur 15. Ces orifices d'entrée et de sortie sont munis de taraudages qui permettent l'engagement de raccords (non représentés). Le cylindre décrit peut être actionné par un fluide gazeux ou liquide suivant les cas. On connaît actuellement un grand nombre de types de dispositifs de ce genre. L'alimentation et l'évacuation auront lieu par des tuyaux munis de robinets de commande actionnés euxmêmes, par exemple par boutons-poussoirs, sans aucun effort.
Au dessin, la pièce 26 représente une console qui supporte le cylindre 14 et qui le fixe au bâti 1 de la poupée. La distance entre le cylindre 14 et le bâti 1 de la poupée doit être ajustée avec précision par rapport au prolongement arrière 7 du manchon 2. On utilisera pour cela le bouton molleté 8 et un système comportant deux bagues 27 et 28 vissées l'une dans l'autre. La bague 27 est engagée directement sur un prolongement du tube principal de la broche, tandis que la bague 28 est engagée sur la première. Par déplacement de la bague 27 par rapport à la broche, on peut régler la distance entre la face postérieure de la bague 28 et le cylindre. Cette face postérieure 28 s'engage à l'intérieur de la saignée du fond antérieur 15 et peut, par conséquent, venir appuyer contre le chemin de roulement 16b.
La commande du cylindre pneumatique ou hydraulique 14, au moyen d'électrovannes, par simple manoeuvre de boutons-poussoirs, permet donc d'ouvrir et de fermer la pince 3 sans fatigue. De plus, le dispositif permet de forcer le déplacement vers l'arrière du manchon 2 au cas où il resterait bloqué par coincement sur le cône 5. En outre, ce dispositif peut remplacer facilement un dispositif à chiens et anneaux de commande de type usuel. Il peut également être monté directement sur des tours neufs et incorporé à la fabrication de ces derniers.
Ce dispositif est particulièrement intéressant avec des cylindres commandés par air sous pression. Un avantage tout particulier du dispositif provient du fait que le piston ne tourne pas. De ce fait, les anneaux d'étanchéité(29, 18 et 23) entre le piston et le cylindre ne se déplacent que dans le sens axial et sont beaucoup moins soumis à l'usure que s'il y avait une rotation constante. On peut donc réaliser un ajustage précis de l'extrémité arrière du manchon et de la position du cylindre par rapport au bâti de la broche. Le dispositif s'applique aux tours de toute grandeur et aux fraiseuses. Il est particulièrement utile dans le cas de tours destinés à effectuer des opérations de courte durée sur des séries de pièces.
Ce dispositif présente, par rapport aux dispositifs déjà existants, l'avantage particulier suivant: au moyen d'un régulateur de pression, il permet d'avoir une gamme de serrage de zéro jusqu'à 400kg, par le simple fait de varier la pression d'air ou de fluide.
Ce dispositif permet un serrage toujours régulier, même quand le diamètre des pièces a des différences de l'ordre de 0,3mm, ce qui n'est pas possible avec le serrage mécanique.
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CLAIMS
1. Device for controlling a collet in the headstock of a lathe, comprising a control sleeve driven in rotation with the spindle and movable axially relative to the latter, so as to make the jaws of the pliers cooperate with a clamping cone, characterized in that the sleeve carries at its rear end a piston engaged in a cylinder supplied with fluid on both sides of the piston, and in that the piston is connected to the sleeve so as to move it axially without turn on itself, while the cylinder is fixed relative to the frame of the doll.
2. Device according to claim 1, characterized in that the piston is connected to the sleeve by two rolling thrust bearings acting on a collar of the sleeve.
3. Device according to claim 1, characterized in that it comprises at least one seal of toric shape inserted between the wall of the cylinder and the lateral face of the piston.
4. Device according to claim 3, characterized in that the O-ring is engaged in a groove that has the side face of the piston.
5. Device according to claim 1, characterized in that two adjustment rings screwed into one another provide the spacing between the cylinder and the headstock of the headstock.
6. Device according to claim 1 or claim 5, characterized in that the cylinder is positioned axially relative to the sleeve by a thrust bearing of which one of the raceways is integral with the spindle, while the other is fixed by relation to the cylinder.
7. Device according to claim 1, characterized in that the cylinder is fixed relative to the frame of the doll by a console secured to the two elements which it connects.
The present invention relates to a device for controlling a collet in the headstock of a lathe, comprising a control sleeve driven in rotation with the spindle and movable axially relative to the latter so as to make the clamp jaws with a clamping cone.
In general, in the usual lathes and in particular the lathes provided for carrying out recovery operations, the work clamp is controlled by a pusher which, by means of levers, axially displaces a ring coaxial with the spindle and mounted at the rear end of the doll. This ring cooperates with dogs which are part of the spindle device and which hold in place a sleeve biased by a spring. As long as this sleeve is immobilized in the axial direction by the dogs, the clamp is tightened on the part, while if the dogs are released, the sleeve can move under the action of a spring and the clamp opens.
When it comes to performing machining operations on series of parts, lathe control involves controlling the collet each time an operation is completed. As it is necessary to develop a certain force to release the dogs, we realize that if the duration of the machining operation is short, the result for the staff who serve the lathe is tiring and tedious work.
The object of the present invention is to create a simple device capable of being mounted on existing lathes and milling machines and which overcomes this drawback by facilitating and accelerating the control of the collet.
For this purpose, the device according to the invention, of the kind mentioned at the beginning, is characterized in that the sleeve carries at its rear end a piston engaged in a cylinder supplied with fluid on the two faces of the piston, in that the piston is connected to the sleeve so as to move it axially without turning on itself, while the cylinder is fixed relative to the frame of the headstock.
An embodiment of the device according to the invention will be described below, by way of example, based on the appended drawing, the only figure of which is a side view, partially cut and partially diagrammatic, representing the doll. a lathe with the spindle of this lathe equipped with the device.
In the drawing, the frame 1 of the doll of a lathe is shown schematically. Bearings (not shown) support a spindle, the essential elements of which can be seen in the drawing, namely: a sleeve 2 which rotates with the spindle but which, moreover, is axially movable in a guide piece and the clamp itself 3.
The clamp 3 is a usual piece of constitution having the form of a socket split axially so as to be divided at its anterior end into a series of jaws, for example two or three jaws which clamp on the piece to be fixed shown in the drawing by 4. The clamp 3 has a frustoconical surface 5 which cooperates with a corresponding surface of a clamping piece 31. To carry out the clamping and loosening, it is therefore necessary to move axially relative to each other the two parts 31 and 3. Normally, the clamp 3 presses against a stop which is integral with the tubular envelope of the spindle.
To make the opening and closing of the clamp, it is advisable to axially move the sleeve 2 either to the left or to the right in the drawing, this operation having to be able to be carried out without disturbing the rotational movement of the assembly. spindle.
To achieve this, the sleeve has, at its rear end, an extension, designated by 7. In an already existing lathe, the parts can be shaped so that after elimination of the control ring and the dogs, the extension 7, which can be a separate part, can be fixed to the rear of the sleeve 2, by a suitable means which need not be shown in the drawing. The extension 7 which extends at the rear of the frame of the headstock 1 ends in a knurled button 8 which makes it possible to orient the clamp 3.
In its lateral face, it has a flange 9, limited by two flat shoulders, perpendicular to the axis of the spindle. The extension 7 carries a piston 10 which is integral with the sleeve 2 in the axial direction, but which does not rotate with it. For this, two thrust bearings 11 and 12 are provided. Their raceways are fixed, on the one hand, to the extension 7 on either side of the flange 9 and, on the other hand, in the cylindrical housing 13 of the piston 10. One of the raceways secured to the piston 10 is driven into the bottom of the housing 13 while the other, located at the inlet of this housing, will be held in place, for example by an elastic locking ring.
As for the piston 10, it is housed itself inside a cylinder, generally designated by 14 and consisting of three fixed parts. The front bottom 15 of the cylinder 14 is a disc-shaped part, provided with a central opening, with a circular groove on the outside, a rolling stop 16 being housed in this groove. One of the raceways of this stopper is driven into the bottom of the groove. This raceway is designated in the drawing by l6a. The other raceway, designated by 16b, is on the contrary free relative to the front bottom 15 of the cylinder 14. It will also be held by a locking ring.
The central opening of the bottom 15 also has, after the groove intended to receive the stop 16, a rectangular profile groove 17, in which is housed an O-ring seal 18 which presses on a front extension 10a of the piston 10. This anterior extension is therefore engaged between the extension 7 of the sleeve 2 and the internal wall of the central opening of the front bottom 15. The side wall of the cylinder 14 is designated by 19. It is a tubular part, with cylindrical outer and inner faces , whose internal diameter is adjusted to the external diameter of the piston 10 and which is fixed by screws to the bottom 15 of the cylinder 14. To this side wall is also fixed the external bottom 20 of the cylinder 14 which is also a part in the form of disc with central opening 21.
The external face of this central opening has a groove designated by 22 in which is engaged a seal 23. This central opening is
crossed by a rear extension 10b of tubular shape which comprises the piston 10 and, as can be seen in the drawing, it is inside this rear extension that the housing 13 is formed in which the stops 11 and 12 are housed which connect the rear extension 7 of the sleeve 2 to the piston 10. A third seal, also of annular shape, designated by 29, is housed in a circular groove of rectangular profile 30 milled in the external lateral face of the piston 10.
In the embodiment described, the supply of the cylinder 14 is effected by two inlet and outlet orifices 24 and 25 which are formed the first in the rear bottom 20 and the second in the front bottom 15. These orifices inlet and outlet are provided with threads which allow the engagement of fittings (not shown). The described cylinder can be actuated by a gaseous or liquid fluid depending on the case. A large number of types of devices of this kind are currently known. The supply and the evacuation will take place by pipes provided with control valves actuated themselves, for example by push-buttons, without any effort.
In the drawing, the part 26 represents a console which supports the cylinder 14 and which fixes it to the frame 1 of the headstock. The distance between the cylinder 14 and the frame 1 of the headstock must be precisely adjusted with respect to the rear extension 7 of the sleeve 2. For this, use the knurled button 8 and a system comprising two rings 27 and 28 screwed one into the other. The ring 27 is engaged directly on an extension of the main tube of the spindle, while the ring 28 is engaged on the first. By moving the ring 27 relative to the spindle, the distance between the rear face of the ring 28 and the cylinder can be adjusted. This rear face 28 engages inside the groove of the front bottom 15 and can, therefore, come to bear against the raceway 16b.
The control of the pneumatic or hydraulic cylinder 14, by means of solenoid valves, by simple operation of push buttons, therefore makes it possible to open and close the clamp 3 without fatigue. In addition, the device makes it possible to force the rearward movement of the sleeve 2 in the event that it remains blocked by jamming on the cone 5. In addition, this device can easily replace a dog device and control rings of the usual type. It can also be mounted directly on new lathes and incorporated into the manufacture of these.
This device is particularly advantageous with cylinders controlled by pressurized air. A very particular advantage of the device comes from the fact that the piston does not rotate. As a result, the sealing rings (29, 18 and 23) between the piston and the cylinder only move in the axial direction and are much less subject to wear than if there were a constant rotation. It is therefore possible to make a precise adjustment of the rear end of the sleeve and of the position of the cylinder relative to the frame of the spindle. The device applies to lathes of all sizes and milling machines. It is particularly useful in the case of lathes intended to carry out operations of short duration on series of parts.
This device has, compared to already existing devices, the following particular advantage: by means of a pressure regulator, it makes it possible to have a tightening range of zero up to 400 kg, by the simple fact of varying the pressure air or fluid.
This device allows always regular tightening, even when the diameter of the parts has differences of around 0.3mm, which is not possible with mechanical tightening.