FR2581328A1 - Mandrin de serrage - Google Patents

Abstract

LE MANDRIN DE SERRAGE SELON L'INVENTION COMPORTE AU MOINS TROIS MACHOIRES DE SERRAGE 9 ACTIONNEES PAR UNE FORCE ET DEPLACABLES CONCENTRIQUEMENT SUR UN CORPS DU MANDRIN, AINSI QU'AU MOINS TROIS MACHOIRES SUPPLEMENTAIRES DE CENTRAGE 7 POUVANT ETRE APPLIQUEES SOUS L'ACTION D'UNE FORCE CONTRE LA PIECE A USINER DEVANT ETRE SERREE ET QUI SONT DEPLACABLES EN MEME TEMPS QUE LES MACHOIRES DE SERRAGE. LES MACHOIRES DE CENTRAGE COMPORTENT DES SURFACES D'APPLICATION LISSES DESTINEES A S'APPLIQUER CONTRE LA PIECE A USINER. CONFORMEMENT A L'INVENTION, LES MACHOIRES DE CENTRAGE 7, SONT DISPOSEES, AU MOYEN DE DISPOSITIFS DE RECEPTION 10 QUI LES PORTENT, DE MANIERE A ETRE DEPLACABLES DANS LE MEME SENS QUE LES MACHOIRES DE SERRAGE 9 ET PAR RAPPORT A CES DERNIERES, ET SONT RELIEES A DES DISPOSITIFS D'ENTRAINEMENT AINSI QU'A DES DISPOSITIFS 14 SERVANT A PRODUIRE UNE PRECHARGE.

Description

Mandrin de serrage
L'invention concerne un mandrin de serrage
comprenant au moins trois mâchoires de serrage actionnées par une force et montées de manière à être déplaçables concentriquement sur un corps du mandrin, pour le serrage d'une pièce à usiner, ainsi qu'au moins trois mâchoires supplémentaires de centrage pouvant être appliquées sous l'action d'une force contre la pièce à usiner devant être serrée et qui sont déplaçables en même temps que les mâchoires de serrage, et dans lequel les mâchoires de centrage comportent des surfaces d'application lisses destinées à s'appliquer contre la pièce à usiner, les mâchoires de serrage et les mâchoires de centrage pouvant être fixées de façon détachable sur des porte-mâchoires.

Un mandrin de serrage du type décrit plus haut est connu par exemple d'après le brevet allemand n0 n0 2 632 938. Dans le cas de ce mandrin de serrage, les mâchoires de serrage et les mâchoires de centrage se déplacent simultanément, mais dans des directions respectivement opposées. On obtient par conséquent, lors de l'utilisation des mâchoires de centrage, un bon centrage de la piè- ce à usiner. Mais à cet effet,il est toujours nécessaire d'utiliser six mâchoires, dont trois réalisent respectivement un centrage tandis que les trois autres mâchoires sont utilisées en tant que mâchoires de serrage et doivent être mises hors d'action lors du processus de centrage.La dépense de construction de tels mandrins de serrage est élevée et, dans le cas de cette réalisation, il n'est pas possible que le mandrin puisse être aussi utilisé, sans un travail de modification, aussi bien pour un serrage intérieur que pour un serrage extérieur sur une pièce à usiner étant donné que, malgré la présence des six mâchoires, il n'y a pas six mâchoires de serrage, mais seulement trois mâchoires de serrage et trois mâchoires de centrage.

Les mandrins de serrage, qui disposent seu lement de mâchoires de serrage se déplaçant de façon concentrique, ne peuvent pas centrer d'une manière suffisamment précise la pièce à usiner lors de l'exécution du processus de serrage. Ceci doit être imputé au fait que, pendant le processus de serrage, les mâchoires de serrage prévues pour réaliser le serrage ne viennent pas toutes s'appliquer simultanément sur la pièce à usiner et qu'au moins une mâchoire de serrage vient s'appliquer seulement en retard. Dans la technique,on est parti du fait que les mâchoires de serrage, qui viennent s'appliquer les premières contre la pièce à usiner, déplacent cette dernière en la centrant et exercent une pression contre les mâchoires de serrage qui ne sont pas encore venues contre la pièce à usiner, ce qui doit permettre d'amener la pièce à usiner dans la position centrée.

Dans la pratique, ce n'est pas ce comportement de la pièce à usiner des mâchoires de serrage qui intervient.

Etant donné que toutes les mâchoires de serrage se déplacent radialement et de façon concentrique, dans le cas d'une pièce à usiner disposée de façon excentrée sur le mandrin de serrage, les mâchoires de serrage parcourent obligatoirement et simultanément, pendant le déplacement radial vers la pièce à usiner, un trajet de déplacement suivant la direction périphérique de la pièce à usiner, auquel cas les dents de serrage des mâchoires de serrage peuvent alors s'enfoncer dans la pièce à usiner. Sous l'effet de ce déplacement "mordant", la pièce à usiner se déplace en direction du centre sur une distance plus faible correspondante et ne peut plus atteindre de ce fait la position centrée précise.

Etant donné que toutes les mâchoires de serrage se déplaçant concentriquement parcourent les mêmes trajets de déplacement avec les mêmes vitesses, il se présente, comme inconvénient supplémentaire concernant la pièce à usiner serrée d'une manière non centrée, le fait que par exemple dans le cas de trois mâchoires de serrage, seule deux mâchoires de serrage transmettent la force de serrage principale, tandis que la troisième mâchoire de serrage n'exerce qu'une force de serrage réduite et même n'exerce, dans le cas extrême, aucune force de serrage sur la pièce à usiner. La pièce à usiner serrée d'une manière non centrée est donc en outre serrée d'une façon incertaine.L'inconvénient décrit se manifeste d'une manière particulièrement nette par exemple dans le cas de mandrins de serrage installés sur des machines d'usinage verticales, notamment lorsque des pièces à usiner lourdes, comme par exemple des roues de véhicules ferroviaires, doivent être serrées et usinées. Les pièces à usiner d'un tel poids, qui sont en appui sur des surfaces de support du mandrin de serrage , opposent, à un déplacement en direction de la position centrée, une force élevée en raison du frottement apparaissant. De ce fait, les dents de serrage, qui s'appliquent en premier lieu, des mâchoires de serrage tendent à mordre profondément dans la pièce à usiner sans déplacer notablement cette dernière en direction de sa position centrée. Il en résulte un serrage incertain et non centré de la pièce à usiner.Ce serrage incertain entraîne le risque que la pièce à usiner se dégage du mandrin de serrage pendant l'usinage.

L'invention a donc pour but de développer des mandrins de serrage du type décrit plus haut de manière à pouvoir améliorer, à l'aide de moyens simples, l'aptitude d'un tel mandrin de serrage à réaliser le serrage centré d'une pièce à usiner.

Ce problème est résolu dans un mandrin de serrage du type décrit plus haut grâce au fait que les mâchoires de centrage sont disposées, au moyen de dispositifs de réception qui les portent, de manière à être déplaçables dans le même sens que les mâchoires de serrage et par rapport à ces dernières,et sont reliées à des dispositifs d'entraînement ainsi qu'à des dispositifs servant à produire une précharge, ces derniers dispositifs empêchant un mou vement d'écartement des mâchoires de centrage après leur application sur la pièce à usiner, au moyen de la force de précharge.Par conséquent, dans le cas d'un tel dispositif, aussi bien les mâchoires de serrage que les mâchoires de centrage se rapprochent simultanément de la pièce à usiner et, afin que les mâchoires de centrage puissent assumer essentiellement leur travail en tant que tel, elles sont positionnées de telle sorte qu'elles viennent s'appliquer sur la pièce à usiner avant les mâchoires de serrage. La précharge, avec laquelle les mâchoires de centrage sont chargées, est suffisamment élevée pour déplacer jusqu'à sa surface d'appui la pièce à usiner devant être centrée, pendant l'opération de centrage. La surface, avec laquelle les mâchoires de centrage vient s'appliquer contre la pièce à usiner, est agencée de telle sorte que les mâchoires de centrage ne peuvent pas mordre dans la pièce à usiner.Etant donné que d'une part une morsure ne peut plus se produire et que d'autre part la précharge des mâchoires de centrage est suffisante pour amener la pièce à usiner sur son support, dans le cas d'un mouvement rentrant radial correspondant des mâchoires de centrage ainsi que des mâchoires de serrage, il est possible d'obtenir un centrage parfait de la pièce à usiner. On aboutit de façon sûre à ce que l'ensemble des trois mâchoires de centrage s'appliquent contre la pièce à usiner, ce qui oblige la pièce à usiner à prendre une position centrée, Le mouvementrentrant radial des mâchoires de serrage se poursuit sans interruption, mais les mâchoires de centrage ne peuvent plus continuer à se déplacer étant donné qu'elles sont toutes appliquées contre la pièce à usiner. Il est également possible de réaliser un entraînement des mâchoires de centrage et des mâchoires de serrage au moyen du même dispositif d'entraînement étant donné que les mâchoires de centrage sont mobiles par rapport aux mâchoires de serrage, ce déplacement relatif pouvant être empêché au moins pendant l'opération de centrage par la for ce exercée par la précharge. La force produite par la précharge empêche un écartement des mâchoires de serrage pendant la venue de la pièce à usiner dans la position centrée et, une fois que les trois mâchoires de centrage sont toutes appliquées contre la pièce à usiner, cette précharge est supprimée lors de la poursuite du déplacement des mâchoires de serrage et toutes les mâchoires de serrage viennent s'appliquer simultanément contre la pièce à usiner, ce qui réalise un serrage sûr et centré de cette dernière.

Une autre caractéristique de réalisation de l'invention prévoit que les surfaces d'application des mâchoires de centrage soient réalisées de façon connue en soi par des organes de roulement qui sont montés de façon à pouvoir tourner au moins autour d'un axe parallèle à l'axe du mandrin de serrage. L'utilisation d'organesderoulement appliqués contre les mâchoires de centrage est en soi connue.

Les avantages connus de telsorganes de roulement placés sur les mâchoires de centrage doivent être également utilisés complètement dans le cas des mâchoires de centrage réalisées conformément à l'invention.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les organes de roulement sont réalisés de façon connue en soi sous la forme de rouleaux ou de galets en forme de disques possédant un axe fixe de rotation. De même cette réalisation connue en soi doit être utilisée avec tous ses avantages, pour les mâchoires de centrage réalisées conformément à l'invention.

En outre, il est prévu conformément à l'invention que le dispositif de réception comporte essentiellement un carter muni d'une colonne de ressorts empilés qui sont disposés à l'intérieur du carter et sont précontraints, les mâchoires de centrage prenant appui directement ou par l'intermédiaire d'un support des mâchoires de centrage sur la colonne de ressorts empilés, qui prend appui pour sa part dans le carter. Ceci est une réalisation particulièrement simple permettant d'obtenir la précharge désirée des mâchoires de serrage.

Selon une autre caractéristique de l'invention} il est prévu que les mâchoires de centrage ou les supports des mâchoires de centrage sont équipés d'au moins un tirant qui s'étend au-delà de la colonne de ressorts empilés ou à travers cette dernière jusqu a la face arrière du carter et comporte, dans cette zone, une butée destinée à s'appliquer contre une surface de butée limitant la course de sortie des mâchoires de centrage. Ceci permet de déterminer la partie en saillie des mâchoires de centrage par rapport aux mâchoires de serrage ,et par conséquent également leur position radiale, grâce à la mise en oeuvre de moyens très simples et sans aucune perturbation de la précharge prévue pour les mâchoires de centrage.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la surface de butée est formée par la face arrière du carter. C'est la possibilité la plus simple que l'on puisse imaginer et qui permet d'éviter l'utilisation de composants sup plémentairehs.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la colonne de ressorts empilés est réalisée sous la forme d'un paquet de ressorts Belleville. Ceci permet d'obtenir, dans un espace extrêmement réduit, une précharge suffisante également pour des forces intenses de déplacement.

Selon une autre proposition de l'invention, les surfaces d'application des mâchoires de centrage sont réalisées sous la forme de surfaces lisses, cintrées avec une forme convexe ousphérique.Les surfaces lisses favorisent la capacité de déplacement de la pièce à usiner devant être centrée.

Selon une autre caractéristique de l'invention, il est en outre prévu, pour les mâchoires de centrage, des dispositifs de réception et des dispositifs servant à produire une précharge, les dispositifs de récep tion étant réalisés essentiellement sous la forme d'unités à piston et à cylindre actionnées par un fluide. L'utilisation de tels dispositifs de réception pour les mâchoires de serrage permet de recevoir ces dernières dans la position favorable. La réalisation de ces dispositifs de réception sous la forme d'unités à piston et cylindre actionnées par un fluide permet, outre le fait de recevoir les mâchoires de serrage, d'appliquer également simultanément à ces dernières la précharge nécessaire, auquel cas cette unité à piston et cylindre, qui assume la fonction d'un dispositif de réception, coopère de façon appropriée avec les dispositifs servant à produire une précharge.Ceci permet d'obtenir, avec des moyens simples, un agencement et une possi- bilité d'action favorables pour les mâchoires de centrage.

Selon une autre caractéristique de l'invention, il est également proposé de prévoir des moyens de réglage de la précharge. De ce fait, la valeur de la précharge peut être adaptée aux conditions respectives requises.

Selon une autre caractéristique de l'invention ,iI est en outre proposé de prévoir, en tant que moyens de réglage de la précharge, un dispositif servant à modifier la précharge de la colonne de ressorts empilés. De tels moyens sont très simples. La prêcontraintedela colonne de ressorts empilés peut être modifiée grâce à une modification simple de la longueur de la colonne de ressorts empilés. Il suffit par conséquent d'utiliser des moyens simples à l'aide desquels on peut modifier la longueur de la colonne de ressorts empilés.

A titre de variante de la présente invention, il est prévu, comme moyens servant à régler la précharge, un dispositif de réglage de la pression du fluide. Si l'on prévoit par conséquent une unité à piston et cylindre, qui agit sur les mâchoires de centrage, la précharge des mâchoires de centrage peut être réglée au moyen d'une régulation ou d'une commande simple de la pression du fluide.

Une autre variante de réalisation de l'invention prévoit que les dispositifs de réception soient montés sur les mâchoires de serrage ou sur les porte-mâchoires. Ceci fournit une construction d'ensemble particulièrement simple, car les dispositifs de réception et par conséquent les mâchoires de centrage ainsi que les mâchoires de serrage peuvent être déplacés de cette manière et être entraînés par l'intermédiaire du dispositif d'entraînement des mâchoires de serrage. Aucun dispositif particulier pour le déplacement ou l'entraînement des mâchoires de centrage n'est nécessaire.

En outre, selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu que les dispositifs de réception soient disposés latéralement sur les mâchoires de serrage. C'est une position appropriée qui permet en outre que l'attaque des mâchoires de centrage s'effectue approximativement dans le plan des mâchoires de serrage, sur la pièce à usiner.

Comme autre disposition complémentaire, il est en outre prévu conformément à l'invention que la surface plane extérieure du mandrin de serrage soit équipée d'organes de roulement destinés à s'appliquer sur la pièce à usiner. De ce fait, la force nécessaire devant être appliquée par les mâchoires de centrage pour réaliser un déplacement de la pièce à usiner est réduit, de sorte que la précharge nécessaire pour les mâchoires de centrage est réduite et que la précision de centrage est accrue.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les organes de roulement sont des billes qui sont logées dans des coussinets sphériques disposés sur la surface extérieure plane et sont bloqués contre toute fuite. C'est la possiblité la plus simple d'atteindre l'objectif désiré, étant donné que les billes peuvent tourner dans toutes les directions dans leurs coussinets sphériques.

Enfin, conformément à l'invention, il est en outre prévu que les billes soient soutenues de façon hydrostatique.

Ceci permet d'obtenir une liberté de mouvement particuliè rement bonne de ces billes.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ciaprès en référence aux dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 représente une vue en plan, considérée suivant la flèche A de la figure 2, d'une mâchoire de serrage munie d'une mâchoire de centrage disposée latéralement
- la figure 2 est une vue considérée suivant la direction de la flèche B sur la figure 1 ;;
- la figure 3 représente une vue de la mâchoire de serrage munie d'une mâchoire de centrage, considérée suivant la flèche D sur la figure 4
- la figure 4 représente une vue considérée suivant la direction de la flèche C sur la figure 3
- la figure 5 est une vue, analogue à la figure 1, du dispositif, mais comportant des organes de roulement situés sur le disque plan
- la figure Sa représente une vue, semblable à la figure 5, du dispositif, mais avec une charge hydraulique de la mâchoire de centrage
- la figure 6 représente une vue considérée suivant la direction de la flèche E sur la figure 5
- la figure 7 représente une vue, analogue à celle de la figure 4, du dispositif, mais comportant des organes de roulement disposés sur le disque plan
- la figure 7a représente une vue, semblable à celle de la figure 7, du dispositif, mais avec un dispositif servant à régler la précharge de la colonne des ressorts empilés ; et
- la figure 8 représente une vue, considérée suivant la direction de la flèche F sur la figure 7, du dispositif, mais dans le cas où une pièce à usiner est insérée.

Sur la figure Ilon a représenté une vue en plan d'une mâchoire de serrage 9 d'un mandrin de serrage
31. Sur la mâchoire de serrage 9 se trouve monté latéralement un dispositif de réception 10 qui est constitué essentiellement par un carter 16 dans la cavité duquel se trouve disposée une colonne 14 de ressorts empilés, constitués par des ressorts Belleville.

Un support 18 de la mâchoire de centrage comporte un tirant 20 qui s'étend à travers le perçage centré des ressorts Belleville et se prolonge à l'extérieur en traversant un perçage, non représenté de façon détaillée, ménagé dans le fond du carter 16. Les ressorts Belleville prennent appui d'une part contre la face intérieure du fond et d'autre part contre la face arrière, non représentée de façon détaillée, du support 18. Au moins la partie du tirant 20, qui fait saillie au-delà de la face arrière du carter 16, est réalisée sous la forme d'une extrémité filetée 35 qui comporte une butée 21 réalisée sous la forme de contre-écrous.Grâce à un vissage ou un dévissage plus ou moins conséquent de ces contre-écrous, la colonne 14 de ressorts empilés peut être serrée plus ou moins fortement entre la face intérieure du fond du carter 16 et la face arrière du support de la mâchoire de centrage, ce qui a pour effet qu'une précharge plus ou moins importante agit sur le support 18 de la mâchoire de centrage.

Le support 18 de la mâchoire de centrage porte une mâchoire de centrage 7 qui, dans l'exemple de réalisation, est réalisée à la manière d'un organe de roulement 5 sous la forme d'un galet en forme de disque possédant une surface d'application lisse 3. Le galet 5 est monté de façon à pouvoir tourner sur l'axe 1 dans le support 18 de la mâchoire de centrage. L'axe 1 est parallèle à l'axe 2 du mandrin de serrage 31 (voir figure 2). Dans l'exemple de réalisation, la mâchoire de serrage 9 est montée sur un portemâchoire 29 et est déplacée, avec ce dernier, suivant la direction de la flèche 34 (voir figure 5). Par suite du montage du carter 16 sur le côté de la mâchoire de serrage 9, lors d'un déplacement de cette mâchoire, la mâchoire de centrage 7 est également déplacée. Un dispositif 36 de blocage en rotation garantit que l'axe 1 conserve la position désirée et est représenté.

L'exemple de réalisation des figures 3 et 4 coincide pour l'essentiel avec l'exemple de réalisation déjà décrit des figures 1 et 2. Dans l'exemple de réalisation des figures 3 et 4, on utilise simplement, à la place de la mâchoire de centrage 7 réalisée à la manière d'un galet 5, une mâchoire de centrage 8 qui n'est pas réalisée sous la forme d'un organe de roulement, mais comporte, dans une partie avant, une surface lisse d'application 4 qui est cintrée au moins de manière à être convexe ou même sphérique. Ici également on utilise le dispositif 36 de blocage en rotation pour maintenir la surface d'application 4 dans la position désirée.

Les figures 5 et 6 représentent une forme de réalisation conforme aux figures 1 et 2. C'est pourquoi on se reportera à la description associée à cette figure. Mais dans le cas du mandrin de serrage conforme aux figures 5 et 6, la surface plane extérieure 30 du mandrin de serrage 31 comporte des coussinets sphériques 33 dans lesquels des organes de roulement 32 réalisés en forme de billes sont montés de façon à pouvoir tourner et qui sont retenus contre toute chute. De préférence, ces billes 32 sont soutenues par voie hydrostatique dans le coussinet sphérique 33,
Les figures 7 et 8 montrent à nouveau un mandrin de serrage conforme à celui des figures 5 et 6, mais moyennant l'utilisation de mâchoires de centrage telles que représentées dans l'exemple de réalisation des figures 3 et 4. C'est pourquoi ici également on se reportera aux parties correspondantes de la description.

La figure 7a représente un dispositif tout à fait semblable au dispositif de la figure 7. Cependant, à la pla ce du dispositif de réception 10 de la figure 7, il est prévu, sur la figure 7a, un dispositif de réception 11 qui est ouvert au niveau de son extrémité arrière et est équipé d'un taraudage non représenté de façon détaillée. Dans ce taraudage,se trouve vissée une vis de réglage en forme de disque 25 comportant un filetage extérieur correspondant et un per çage central dans lequel pénètre l'extrémité filetée 35 d'un tirant 19. A partir de l'extérieur, on visse sur l'extrémité filetée 35 un écrou formant butée 21 qui limite le mouvement de sortie de la mâchoire de centrage 8 sous l'action de la force de la colonne de ressorts empilés 14 par le fait que cet écrou s'applique contre la surface de butée 23.Moyennant un vissage plus ou moins intense de la vis de réglage 25 et moyennant un serrage ultérieur correspondant de la butée 21 réalisée en forme d'écrou, on peut régler la précontrainte de la colonne 14 de ressorts empilés et par conséquent la précharge correspondante appliquée à la mâchoire de serrage 8. De cette manière, le carter 17 du dispositif de réception 11 peut être réalisé sous la forme d'un simple tube coupé à longueur et au niveau de l'extrémité duquel se trouve prévu un taraudage. La variation de la précontrainte du ressort ne doit entraîner aucune variation de la position de la mâchoire de centrage.

La figure Sa représente un agencement du dispositif conforme à l'invention, qui correspond essentiellement à l'agencement de la figure 5. Cependant, le dispositif de réception 10 de la figure 5 est remplacé, dans la forme de réalisation de la figure Sa, par un dispositif de réception 12 de type différent. Le dispositif de réception 12 est constitué essentiellement sous la forme d'une unité à piston et cylindre 24, dans le carter 38 en forme de cylindre duquel un piston 39 est monté mobile de la manière usuelle. Le piston 39 est fixé à une tige de piston double 37 qui porte, sur son extrémité avant, le support 18 déjà décrit de la mâchoire de centrage, qui est par exemple bloqué contre toute rotation au moyen d'un dispositif de blocage en rotation 42.

Une douille de butée 40 est disposée, à l'inté- rieur du carter en forme de cylindre 38, sur la face du piston 39 tournée vers la mâchoire de centrage. Cette douille de butée 40 limite le déplacement du piston 39 vers la droite. Sur l'autre face du piston 39 se trouve disposée, sur la tige de piston 37, une douille de butée 41 qui limite le déplacement du piston 39 vers la gauche. La tige de piston 37 est de ce fait guidée vers la gauche, en direction de l'extérieur, par le fond du carter en forme de cylindre 38.

Cette partie de la tige de piston 37 peut être utilisée par exemple en tant que support ou organe d'actionnement d'autres dispositifs de commutation.

Dans l'exemple de réalisation de la figure Sa, le piston 39 peut être chargé sur ses deux faces par le fluide, au moyen des canalisations 44 et 45. Cependant, une autre solution peut également consister à charger le piston 39 uniquement sur une face, dans la direction de déplacement correspondant à un retrait de la mâchoire de centrage, étant donné que la précharge désirée doit être produite dans cette direction. Lorsqu'une telle précharge n'est pas souhaitée pour une raison quelconque, il suffit de supprimer simplement la pression du fluide appliquée à cette face du piston en reliant par exemple la canalisation 44 au réservoir (la ligne 45 est présente alors seulement en tant que canalisation d'huile de fuite dans cette forme de réalisation).

Pour l'alimentation du dispositif de réception 12 en huile sous pression dans l'exemple de réalisation de la figure Sa et pour réaliser le réglage de la pression désirée, on prévoit un dispositif 13 servant à produire une précharge. Dans ce dispositif 13 se trouve disposée une cuve 46 recevant un fluide hydraulique et dans laquelle une pompe hydraulique 47 prélève la quantité désirée d'huile sous pression. L'huile sous pression délivrée par la pompe 47 est distribuée par l'intermédiaire d'un distributeur 48. Le dis tributeur 48 est commandé par l'intermédiaire d'une ligne 49 par le dispositif 43 de commande de la machine.Dans le cas représenté, le distributeur 48 se trouve dans la position de commutation 1 de sorte que l'huile sous pression délivrée par la pompe 47 pénètre, en traversant le capteur anti-retour 50 et en empruntant la canalisation 44, dans l'espace de gauche du carter en forme de cylindre 38 et peut entraîner le piston 32 vers la droite jusqu a ce qu'il vienne s'appliquer contre la douille de butée 40. L'huile en excès, qui est située à droite du piston 39, est entraînée en retour dans le réservoir 46 par l'intermédiaire de la canalisation 45.Si le piston 39 est appliqué à droite contre la douille de butée 40, la mâchoire de centrage 7 est en saillie, sur une distance 52, par rapport au plan d'application de la mâchoire de serrage 9, cette distance de débordement 52 étant dimensionnée d'une manière suffisante pour garantir, compte tenu d'éventuels cintrages de la pièce à usiner, que la surface d'application 3 de la mâchoire de centrage 7 viennes'appliquer dans tous les cas contre la pièce à usiner juste avant la surface de serrage de la mâchoire de serrage 9, non représentée de façon détaillée. Cette distance de dépassement 52 doit être garantie, de la façon décrite, également dans le cas des formes de réalisation décrites jusqu'alors.

Par suite de la présence de la soupape anti-retour 50, la pression du fluide, qui est produite par la pompe 47, peut être maintenue à une valeur relativement faible. La pression produite par la pompe est par conséquent réglable à une valeur relativement faible par l'intermédiaire de la vanne de limitation de pression 51.On obtient de ce fait une force de précontrainte relativement faible appliquée au piston 39, de sorte que la douille de butée 40 est soumise à une contrainte relativement faible, mais un déplacement du piston vers l'arrière sous l'action de la contrainte de la mâchoire de centrage 7 dans une direction correspondante n'est pas possible en raison de la présence de la soupape anti-retour 50 tant que la pression n'a pas augmenté de fa çon suffisante, sous l'action de la force de réaction dans la canalisation 44, pour que le dispositif 26 derégulatirnde la pression s'ouvre et envoie de l'huile hydraulique dans la cuve 46 par l'intermédiaire de la canalisation 53. La pression régnant dans la canalisation 54 est de ce fait appliquée par l'intermédiaire de la canalisation 54 au dispositif 26 qui est ouvert éventuellement par la canalisation de commande 55.Par conséquent, grâce à un réglage réalise au niveau du dispositif 26, qui peut être réalisé par exemple sous la forme d'une vanne de régulation de pression usuelle dans le commerce, on peut déterminer la pression régnant dans la chambre de gauche du carter cylindrique 38 et pour laquelle le piston 39 doit être écarté vers la gauche.

Afin que le piston 39 puisse être déplacé vers la gauche sous l'effet de la commutation du distributeur 48 venant dans la position de commutation 2, la soupape anti-retour 50 est réalisée sous la forme de ce qu'on appelle une soupape anti-retour deblocable qui peut être débloquée par l'intermédiaire de la canalisation de commande 56 de telle sorte que le fluide peut la traverser en sens inverse. Un accroissement de pression dans la canalisation 45 et par conséquent dans la canalisation de commande 56 entraîne un déblocage de la soupape anti-retour 50 de sorte que cette dernière peut être traversée en sens inverse. La canalisation 45 peut de ce fait être prolongée et se ramifier entre les dispositifs de réception 12.1 et 12.2 non représentés.

La soupape anti-retour déblocable 50 et le dispositif 26 de régulation de la pression permettent de régler la pression limite désirée dans la chambre de gauche du carter en forme de cylindre 38 du dispositif de réception 12. Les organes de commande correspondants sont prévus pour les dispositifs de réception 12.1 et 12.2. Ainsi, la canalisation 57 est raccordée par l'intermédiaire de la canalisation 58 et de la soupape anti-retour déblocable 60 au dispositif de réception 12.1, tandis qu'en aval de la soupape anti-retour, la canalisation 58 est reliée par l'intermédiaire de la canalisation 61 à un dispositif 27 de régulation de la pression, qui est relié par l'intermédiaire des canalisations 62 et 63 au réservoir 46.La canalisation de commande 64, qui s'étend à partir de la canalisation 58, garantit que le dispositif 27 de régulation de la pression s'ouvre pour la pression réglée désirée présente dans la canalisation 58.

Afin que l'huile puisse traverser la soupape antiretour 60 en sens inverse pour l'obtention d'une course de rappel désirée, la soupape anti-retour 60 est débloquée par l'intermédiaire de la canalisation de commande 65 lorsque le distributeur 48 est commuté dans sa position de commutation
La canalisation de commande 65 est prolongée jus qu'à la soupape anti-retour déblocable 66 qui est située dans la canalisation 59 aboutissant au dispositif de réception 12.2. Mais la canalisation 59 est également reliée au dispositif 28 de régulation de la pression, qui est commande par la canalisation de commande 67. Lorsque le dispositif 28 est ouvert, l'huile sous pression présente dans la canalisation 59 peut être évacuée dans le réservoir 46 par l'intermédiaire de la canalisation 63.

Afin que le piston de l'ensemble des trois dispositifs de reception 12, 12.1, 12.2 puisse par conséquent être amené vers la droite contre la douille de butée 40, le distributeur 48 est amené par le dispositif 43 de commande de la machine et par l'intermédiaire de la canalisation 49, dans la position de commutation 1. L'huile sous pression est alors envoyée par l'intermédiaire des canalisations 44, 57 et 59 et au moyen des soupapes anti-retour 50, 60 et 66 dans les cylindres correspondants. Dans le cas d'une contrepression, les soupapes anti-retour se ferment et la contrepression doit à nouveau s'établir uniquement avec un degré tel que les dispositifs correspondants 26, 27 et 28 de regu- lation de la pression soient ouverts par les canalisations associées de commande 55, 64 et 67.

Si les pistons situés dans les dispositifs de réception 12, 12.1, 12.2 doivent être rétractés vers la gauche, on commute le distributeur 48 dans la position de commutation 2, ce qui a pour effet que la canalisation 45 est chargée avec de l'huile sous pression qui est répartie entre les trois dispositifs de réception. De ce fait, la pression augmente dans cette canalisation et par conséquent dans les canalisations de commande 56 et 65 de sorte que les trois soupapes anti-retour déblocables s'ouvrent et peuvent être traversées en sens inverse par le fluide, de sorte que le fluide sous pression peut être évacué dans le réservoir 46 à partir de la chambre de gauche respective desdits dispositifs de réception, par l'intermédiaire de la soupape 48.

Pour la réalisation du serrage d'une pièce à usiner 15, on place cette dernière dans une disposition quelconque sur la surface plane extérieure 30 du mandrin de serrage 31 ou par exemple sur les organes de roulement 32. Le mandrin de serrage est alors à l'état ouvert et les mâchoires de serrage 9 sont par conséquent dans la position correspondante . Dans la mesure où les mâchoires de centrage 7 et 8 sont placées sous une précharge par les ressorts, elles sont alors dans la position la plus avancée et débordent sur une distance 52 dimensionnée de façon appropriée par rapport à la surface de serrage des mâchoires de serrage 9. Dans le cas de la forme de réalisation de la figure Sa, il faut qu'à cet effet le distributeur 48 soit amené dans la position de commutation 1, comme cela a été décrit.La contre-pression désirée pour le centrage a été réglée préalablement au niveau des dispositifs 26, 27 et 28, auquel cas il faut prévoir un dispositif correspondant pour le réglage de la pression pour chaque dispositif de réception.

Une fois que l'ordre de commande "serrage" a été envoyé, les mâchoires de serrage et par conséquent également les mâchoires de centrage se rapprochent de la pièce à usiner 15 devant être serrée et les mâchoires de centrage 7 ou 8 s'appliquent les premières contre la pièce à usiner. Etant donné que la pièce à usiner a été disposée d'une manière quelconque, c'est-à-dire sans être centrée, les mâchoires de centrage ne viennent pas toutes s'appliquer simultanément contre la pièce à usiner, de sorte que les mâchoires de centrage s'appliquant contre la pièce à usiner refoulent devant elles la pièce à usiner et la font également le- gèrement pivoter, auquel cas la pièce à usiner glisse sur les surfaces d'application 4 et roulent sur les surfaces d'application 3.Par suite du déplacement radial des mâchoires de serrage, la pièce à usiner est déplacée de manière à être centrée jusqu a ce que toutes les mâchoires de centrage 7 ou 8 soient appliquées contre la pièce à usiner 15.

Le déplacement de la pièce à usiner peut être grandement fa cilité lorsque la pièce à usiner peut rouler par exemple Sur les organes de roulement 32 pendant le processus de déplacement. Le centrage s'en trouve facilité et la précision de centrage en est accrue.

Lorsque toutes les mâchoires de centrage 7 ou 8 sont appliquées contre la pièce à usiner 15, cette dernière est centrée. Pour le serrage de la pièce à usiner dans la position centrée, les mâchoires de serrage continuent à se déplacer selon un mouvement radial rentrant et les mâchoires de centrage 7 ou 8 s'insèrent, à l'encontre de la contre-pression produite par les différents dispositifs, dans les dispositifs de réception 10 ou 11 ou 12 de sorte qu'au bout d'une brève course supplémentaire de serrage, les mâchoires de serrage 9 serrent la pièce à usiner 15 par leurs surfaces de serrage non représentées de façon détaillée.

Dans le cas de la réalisation hydraulique de la figure Sa, il est possible de supprimer de façon simple la précharge en commutant le distributeur 48 dans sa position de commutation 2. Ceci permet de réduire la charge des dispositifs qui actionnent les mâchoires de serrage 9.

Claims (17)

REVENDICATIONS

1. Mandrin de serrage comportant au moins trois mâchoires de serrage (9) actionnées par une force et montées de manière à être déplaçables concentriquement sur un corps du mandrin, pour le serrage d'une pièce à usiner (15), ainsi qu'au moins trois mâchoires supplémentaires de centrage(7, 8) pouvant être appliquées sous l'action d'une force contre la pièce à usiner devant être serrée et qui sont déplaçables en même temps que les mâchoires de serrage, et dans lequel les mâchoires de centrage comportent des surfaces d'application lisses destinées à s'appliquer contre la pièce à usiner, les mâchoires de serrage (9) et les mâchoires de centrage (7, 8) pouvant être fixées de façon détachable sur des porte-mâchoires, caractérisé en ce que les mâchoires de centrage (7, 83 sont disposées, au moyen de dispositifs de réception (10, 11, 12) qui les portent, de manière à être déplaçables dans le même sens que les mâchoires de serrage (9) et par rapport à ces dernières,et sont reliées à des dispositifs d'entraînement ainsi qu'à des dispositifs (13, 14) servant à produire une précharge, ces derniers dispositifs empochant un mouvement d'écartement des mâchoires de centrage (7, 8) après leur application sur la pièce à usiner (15), au moyen de la force de précharge.

2. Mandrin de serrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces d'application (3) des mâchoires de centrage (7) sont réalisées de façon connue en soi par des organesderoulement (5) qui sont montés de façon à pouvoir tourner au moins autour d'un axe (1) parallèle à l'axe (2) du mandrin de serrage (31).

3. Mandrin selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesorganes de roulement (5) sont réalisés de façon connue en soi sous la forme de rouleaux ou de galets en forme de disques possédant un axe fixe de rotation (1).

4. Mandrin selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de récep tion (10, 11) comporte essentiellement un carter (16, 17) muni d'une colonne de ressorts empilés (14) qui sont disposes à l'intérieur du carter et sont prêcontaints, les mâchoires de centrage (7, 8) prenant appui directement ou par l'intermédiaire d'un support (18) des mâchoires de centrage sur la colonne (14) de ressorts empilés, qui prend appui pour sa part dans le carter (16, 17).

5. Mandrin selon la revendication 4, caractérisé en ce que les mâchoires de centrage (7, 8) ou les supports (18) des mâchoires de centrage sont équipés d'au moins un tirant (19, 20) qui s'étend au-delà de la colonne de ressorts empilés (14) ou à travers cette dernière jusqu'à la face arrière du carter (16, 17) et comporte, dans cette zone, une butée (21)destinée à s'appliquer contre une surface de butée (22, 23) limitant la course de sortie des mâchoires de centrage (7, 8).

6. Mandrin selon la revendication 5, caracte- risé en ce que la surface de butée (22) est formée par la face arrière du carter (16).

7. Mandrin selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la colonne de ressorts empilés (17) est réalisée sous la forme d'un paquet de ressorts Belleville.

8. Mandrin selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les surfaces d'application (4) des mâchoires de centrage (8) sont réalisées sous la forme de surfaces lisses, cintrées avec une forme convexe ou sphérique.

9. Mandrin selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que, pour les mâchoires de centrage (16), il est prévu des dispositifs de réception (12) et des dispositifs (13) servant à produire une prechar- ge, les dispositifs de réception (12) étant réalisés essentiellement sous la forme d'unités (24) à piston et cylindre, actionnées par un fluide.

10. Mandrin selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens (25-28) servant à régler la précharge.

11. Mandrin selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il est prévu, comme moyens permettant de régler la précharge, un dispositif (25) servant à modifier la précontrainte de la colonne de ressorts empilés (14).

12. Mandrin selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'il est prévu, comme moyens pour régler la précharge, des dispositifs (26, 27, 28) servant à régler la pression du fluide.

13. Mandrin selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que les dispositifs de réception (10, 11, 12) sont disposés sur les mâchoires de serrage (9) ou sur les porte-mâchoires (29).

14. Mandrin selon la revendication 13, caractérisé en ce que les dispositifs de réception (10, 11, 12 sont disposés latéralement sur les mâchoires de serrage (9).

15. Mandrin selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que la surface plane extérieure (30) du mandrin de serrage (31) est équipée d'organes de roulement (32) destinés à s'appliquer contre la pièce à usiner.

16. Mandrin selon la revendication 15, caractérisé en ce que les organes de roulement (32) sont des billes qui sont logées dans des coussinets (33) montés sur la surface plane extérieure (30) et bloqués contre toute chute.

17. Mandrin selon la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce que les billes (32) sont montées dans un support hydrostatique.