FR2588790A1 - Dispositif de serrage - Google Patents

Abstract

POUR POUVOIR REALISER LE SERRAGE INDEPENDAMMENT DES FACTEURS INTERVENANT EN CAS D'UTILSATION D'AIR OU D'HUILE COMME MILIEU DE PRESSION, COMME LA VISCOSITE, LA TEMPERATURE, LA PRESSION APPLIQUEE, LES FUITES ET LA DILATATION DES TUBES ET DES TUYAUX, ON UTILISE, DANS UN DISPOSITIF DE SERRAGE CONSTITUE PAR UNE UNITE DE COMPENSATION QUI EST ASSOCIEE A UNE TETE DE SERRAGE POUR LE DEPLACEMENT D'UN TIRANT D'ANCRAGE ET EST MISE EN ACTION HYDRAULIQUEMENT OU PNEUMATIQUEMENT ET QUI COMPORTE DES PARTIES D'ENVELOPPE SUSCEPTIBLES D'ETRE SEPAREES LES UNES DES AUTRES DANS LE SENS AXIAL, UNE TETE DE SERRAGE CONSTITUEE PAR UN CYLINDRE, A FONCTIONNEMENT EXCLUSIVEMENT HYDRAULIQUE OU PNEUMATIQUE ET ACCOUPLE HYDRAULIQUEMENT OU PNEUMATIQUEMENT A L'UNITE DE COMPENSATION, ET PRENANT APPUI, PAR L'INTERMEDIAIRE DE L'ENVELOPPE DU CYLINDRE, SUR UNE ENVELOPPE EXTERIEURE DE L'UNITE DE COMPENSATION QUI, DANS SA POSITION DE SERRAGE DANS LAQUELLE LE TIRANT D'ANCRAGE EST TIRE CONTRE L'OBJET A SERRER, PREND APPUI MECANIQUEMENT SUR LES PARTIES D'ENVELOPPE DE L'UNITE DE COMPENSATION QUI PEUVENT SE DEPLACER DANS LE SENS AXIAL, TOUTE PRESSION DANS LE CYLINDRE ETANT SUPPRIMEE, MAIS LA FORCE DE SERRAGE ETANT MAINTENUE.

Description

L'invention concerne un dispositif de serrage d'ou-

tils et/ou de pièces destiné à des machines-outils, constitué par une unité de compensation qui est associée à une tête de serrage pour le déplacement d'un tirant d'ancrage et est mise en action hydrauliquement ou pneu-

matiquement et qui comporte des parties d'enveloppe sus-

ceptibles d'être séparées les unes des autres dans le

sens axial.

Pour les opérations effectuées sur les machines-

outils, notamment par exemple, avec des presses, on

utilise des éléments de serrage pour maintenir des piè-

ces usinées et/ou des outils, par exemple sur le pla-

teau de la machine, le poussoir de la presse ou:le sup-

port de tôles. Dans les installations connues, ces élé-

ments de serrage sont à commande hydro-mécanique, la

force de serrage proprement dite étant produite par l'in-

termédiaire d'un système mécanique à genouillère.

Un dispositif de serrage rapide à commande hydro-

mécanique connu, décrit par le brevet DE-C 3 233 940, comporte un piston transversal, soumis à une pression et

monté de manière à pouvoir se déplacer dans une envelop-

pe transversalement par rapport à la direction de ser-

rage, et au moins un levier de pression qui prend appui d'une part sur le piston transversal et d'autre part sur

une plaque de pression munie d'un tirant de serrage fai-

sant saillie vers l'enveloppe dans la direction du ser-

rage et peut pivoter, du côté piston, entre au moins une position d'obliquité et une position d'extension par rapport à la direction de serrage. La plaque de pression est, par sa surface située du côté pistonreliée, par l'intermédiaire d'un fluide, à l'espace sous pression du piston qui produit le serrage et assure l'étanchéité au fluide au niveau de l'enveloppe. Ce dispositif donne, d'une part, de grandes forces de serrage et un jeu axial

du tirant de serrage aussi grand que possible, c'est-à-

- 2 - dire qu'iL permet des courses à vide relativement grandes

à l'intérieur du cycle très rapide de serrage et de des-

serrage. Il permet en effet une subdivision du fonction-

nement entre la course à vide initiale et le serrage et le verrouil age du tirant de serrage contrôlés qui lui

font suite.

Pour assurer, dans le cas d'éléments de serrage pour

lesquels les forces de serrage sont produites par l'in-

termédiaire d'un système hydro-mécanique à genouillère qui, pour un grand déploiement de force, ne permet que des courses restreintes, l'indépendance vis-à-vis des faibles tolérances d'épaisseur obligatoires, le brevet DE-U 8 204 128 décrit une unité de compensation qui est associée aux dispositifs de serrage hydro-mécaniques et

permet de couvrir sans discontinuité des domaines de ser-

rage pouvant atteindre 15 mm environ. Cette unité de com-

pensation comporte essentiellement, dans une enveloppe

subdivisée, deux boulons filetés qui s'engagent coaxia-

lement dans des filetages intérieurs des parties d'enve-

loppe en forme d'écrous et comportent l'un un filetage à gauche et l'autre un filetage à droite et qui peuvent

se déplacer sous l'action d'un dispositif de commande hy-

draulique pour écarter l'une de l'autre dans le sens

axial les parties de l'enveloppe.

Le but de l'invention est la réalisation d'un dispo-

sitif de serrage du type initialement défini qui, au cous

de son fonctionnement, surtout dans sa position de serra-

ge, soit indépendant des facteurs qui interviennent lors-

qu'on utilise comme milieu de pression de l'air et en

particulier de l'huile et qui sont, par exemple, la vis-

cosité, la température, la pression appliquée, les fui-

tes et la dilatation des tubes et des tuyaux et permette

d'importants déplacements de réglage des parties d'enve-

loppe qui peuvent s'écarter dans le sens axial, ce qui augmente le domaine de serrage à couvrir par le dispositif

de serrage.

Ce but est atteint, suivant l'invention, du fait que la tête de serrage est un cylindre,à fonctionnement

exclusivement hydraulique ou pneumatique accouplé hy-

drauliquement ou pneumatiquement avec l'unité de compen-

sation et prenant appui, par l'intermédiaire de l'enve-

loppe du cylindre, sur une enveloppe extérieure de l'u-

nité de compensation, qui, dans sa position de serrage

dans laquelle il tire le tirant d'ancrage contre 1'ob-

Jet à serrer, prend appui mécaniquement sur les parties d'enveloppe de l'unité de compensation qui peuvent se

déplacer dans le sens axial, toute pression dans le cy-

lindre étant supprimée, mais la force de serrage étant maintenue. L'idée de base de l'invention est que, d'une part, un dispositif de serrage purement hydraulique permet d'obtenir des forces de serrage aussi grandes que l'on

veut et des courses d'amplitude suffisaxtes., c'est-à-

dire un Jeu axial maximal du tirant d'ancrage et que, d'autre part, les inconvénients importants inhérents à une pièce soumise à une pression pneumatique ou à une pression d'huile peuvent être supprimés si l'unité de compensation, qui n'était utilisée Jusqu'à présent que

pour couvrir des écarts d'épaisseur résultant des tolé-

rances, est utilisée pour tout autre chose, c'est-à-

dire, en association avec un dispositif de serrage,

pour l'appui mécanique du cylindre ou du piston de cy-

lindre; de ce fait, dans la position de serrage, la pression dans le cylindre peut être ramenée à eéro sans

aucune perte de force de serrage.

Par suite de l'accouplement pneumatique ou hydrau-

lique du cylindre de serrage avec l'unité de compensa-

tion, le déplacment axial du tirant d'ancrage s'accom-

pagne d'un déplacment axial de même amplitude de l'uni-

té de compensation, de sorte qu'àprès l'annulation de -4

la pression de serrage dans le cylindre, le tirant d'an-

erage est maintenu par l'unité de compensation dans la positon de serrage avec soulèvement, caà le cylindre s'applique contre la partie supérieure de l'enveloppe de l'unité de compensation et est maintenu par celle-ci dans la position de serrage. La commande hydraulique ou

pneumatique n'a pas besoin d'une sécurité en cas de chu-

te de pression brusque due, par exemple, à des fuites im-

prévisibles. Contrairement au système à genouillère con-

nu dans lequel, en raison de la géométrie du disposi-

tif, la force de serrage ne devient maxinale qu'au der-

nier moment, l'ensemble constitué par l'unité de compen-

sation et le cylindre de serrage permet en effet de ser-

rer à n'importe quel moment la pièce usinée ou l'outil

avec une force maximale.

- Il est avantageux que la partie d'enveloppe conti-

guë au cylindre comporte un prolongement qui s'engage dans un évidement de l'enveloppe du cylindre ménagé du côté du fond et dans lequel pénètre également un tenon du piston du cylindre. De ce fait, dans la position de

montage, le cylindre s'engage sur le prolongement de l'en-

veloppe de l'unité de compensation, de sorte que les sur-

faces frontales du prolongement et du tenon de piston s'appliquent l'une contre l'autre. L'évidement peut avoir une profondeur correspondant à la course dans le sens

axial de la partie d'enveloppe de l'unité de compensa-

tion.

Il est avantageux que le tirant d'ancrage qui tra-

verse l'unité de compensation en son centre se visse dans

un alésage fileté du tenon du piston.

L'installation d'un émetteur de signaux électrique intervenant entre le prolongement de l'enveloppe et le

tenon de piston et monté sur la surface frontale du pro-

longement de l'enveloppe permet de contrôler le contact du prolongement d'enveloppe avec la surface frontale du - 5 - tenon de piston. Lorsque l'émetteur ne produit pas de signal, on peut en conclure que l'ensemble combiné ne

fonctionne pas normalement, par exemple lorsque le pis-

ton a parcouru une course trop grande en cas de rupture du tirant d'ancrage Un contrôle supplémentaire peut être assuré par un émetteur de signaux électrique contrôlant la position de butée du piston de cylindre et monté sur la surface

intérieure du couvercle du cylindre, la course de pis-

ton du cylindre dépassant de préférence le déplacement

axial de l'unité de compensation. Cette disposition per-

met à l'unité de compensation soulevée dans sa position d'extrémité axiale de revenir à sa position fondamentale lorsque aucune force de serrage ne s'exerce et que, de ce fait, le prolongement de l'enveloppe n'arrive pas-au contact du tenon de piston; ce retour peut, au moment o la surface du piston du cylindre la plus éloignée du

tenon de piston vient buter contre la surface intérieu-

re du couvercle du cylindre, Otre déclenché par l'émet-

teur de signaux qui 8s'y trouve placé. Dans sa position fontamentale, l'unité de compensation met en action un

commutateur d'extrémité qui indique à l'opérateur qu'au-

cune force de serrage ne s'exerce.

Pendant le fonctionnement, il est avantageux que la force de serrage du tirant d'ancrage soit contrôlée par une soupape de limitation de la pression montée dans une canalisation aboutissant au côté du desserrage de

l'unité de compensation. La pression de contrôle ré-

glée pendant une courte durée est limitée dans ce cas

par la soupepe à une fraction de la pression de serra-

ge, de sorte que l'on peut savoir, sans qu'aucuhe ac-

tion soit exercée sur le tirant d'ancrage, c'est-b-dire sans desserrer la pièce usinée ou l'outil, si une force

de serrage s'exerce.

Il est avantageux que la pression dans le cylindre - 6-

soit plus grande au moment du desserrage du.tirant d'an-

crage que pendant le serrage. Dans ce case, le piston peut s'écarter plus facilement, en se ooileventde la surface frontale du prolongement de l'enveloppe de l'unité de compensation et l'huile de pression de l'unité &e com-

pensation peut revenir en arrière plus facilement au mo-

ment du desserrage.

L'unité de compensation peut comporter un organe de réglage qui abaisse automatiquement la partie supérieure de l'enveloppe dans la position de départ. Par exemple,

lorsqu'aucune force de serrage ne s'exerce et que l'émet-

teur de signaux de la partie supérieure de l'enveloppe

ne bute pas contre le tenon du piston du cylindre de ser-

rage et ne déclenche pas de fonctionnement par asservis-

sement.

Dans un mode de réalisation de l'invention, un écrou

fileté de l'unité de compensation est vissé sur une douil-

le filetée immobile et sa touronne dentée extérieure

vient en prise avec un pignon d'un dispositif d'entratne-

ment. De ce fait, suivant le sens de rotation du pignon qui est en prise avec la couronne dentée extérieure,

l'écrou fileté monte ou descend Jusqu'à la position vou-

lue, car la douille filetée est montée de manière à être immobile, fixée de préférence dans une plaque de base de l'ensemble constitué par l'unité de compensation et le

cylindre de serrage.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, une douille filetée montée de manière à pouvoir tourner et vissée avec, un écraou fileté de l'unité de compensation bloqué comporte une couronne dentée qui vient en prise

avec un pignon d'un dispositif assurant un déplacement.

Dans ce cas, la douille filetée tourne sous l'action du pignon qui vient en prise de préférence au-dessous de

l'écrou fileté avec la couronne dentée de la douille file-

tée, car, du fait que l'écrou fileté ne peut pas tourner -7 -

en raison de la présence d'un coin ou d'un ressort d'a-

justage, le mouvement de rotation de la doulle est transformé en un déplacement linéaire, c'est-à-dire en

un mouvement ascendant ou descendant de l'écrou.

Les modes de réalisation précédents ont ceci de

commun que le déplacement axial ne dépend pas des posi-

tions d'extrémité d'une crémaillère dont la longueur est déjà déterminée par des necessitéq de construction mais

peut être augmenté à volonté suivant le nombre des ro-

tations du pignon qui peut ne pas Otre limité.

Il est avantageux que le filetage de la douille fi-

letée soit à blocage automatique est assure, de ce fait,

le maintien de l'écrou fileté dans la position de régla-

ge. Pour l'engagement du pignon d'entra nement sur la couronne dentée extérieure de l'écrou fileté ou sur la couronne dentée de la douille filetée, le pignon peut

s'engager dans un passage ménagé dans la paroi de l'en-

veloppe de l'ensemble constitué par l'unité de compen-

sation et le cylindre de serrage. Lorsque le cylindre de

serrage est réalisé de telle manière qu'il englobe l'é-

crou fileté et la douille filetée et s'étend Jusqu'à une plaque de,base de l'ensemble constitué par l'unité de compensation et le cylindre de serrage, de sorte que le cylindre de serrage, par son enveloppe, prend appui

directement sur la plaquede base, le passage qui est mé-

nagé dans la paroi et qui a, par exemple, la forme d'une fenttre ou d'une fente, se trouve dans l'enveloppe du cylindre; par contre, si l'écrou fileté et la douille

filetée sont enfermés dans une enveloppe d'écvous sépa-

rée, le cylindre de serrage prenant appui, avee son en-

veloppe, par l'intermédiaire de l'enveloppe d'écrouse sur la plaque de base, le passage en question se trouve dans l'enveloppe d'écrous. L'appui indirect ou direct

du cylindre de serrage, par son enveloppe, sur la pla-

- 8 - que de base réalise une liaison par vissage qui n'est pas soumise à la charge de la coonne d'huile, de sorte que l'écrou fileté peut se déplacer librement sur la douille filetée. le dispositif qui asstre le déplacement et qui est commandé de préférence par un moteur, par exemple par un moteur électrique, pneumatique ou hydraulique, peut être monté de préférence sur une bride de la paroi de

l'enveloppe de l'ensemble constitué par l'unité de com-

pensation et le cylindre de serrage, de sorte que l'on

obtient un dispositif de construction compacte,peu en-

combrant pour sa mise en place ou son montage.

L'arbre d'entra nemt du dispositif assurant le dé-

placement est monté de préférence parallèlement à l'axe longitudinal du tirant d'ancrage, c'est-à-dire que le dispositif d'entratnement est monté verticalement sur une bride de l'enveloppe de l'ensemble constitué par l'unité de compensation et le cylindre de serrage, ce

qui permet une mise en prise directe des dents de pi-

gnon avec celles de la couronne dentée de la douille fi-

letée ou de l'écrou fileté; l'intercalation d'une liai-

son intermédiaire par roue dentée devient donc inutile.

L'invention est décrite ci-dessous d'une manière plus détaillée au moyen d'exemples de réalisation en

se référant au dessin.

La figure 1 est une vue perspective, partiellement

en couoe d'une unité de compensation.

La figure 2 représente l'ensemble constitué par une

unité de compensation et un cylindre de serrage, le ti-

rant d'ancrage étant abaissé.

La figure 3 est une coupe transversale du disposi-

tif représenté par la figure 2.

La figure 4 est un schéma hydraulique correspondant

au dispositif représenté la par figure 2.

La figure 5 est une coupe longitudiiale représentant -9 un mode de réalisation d'un ensemble constitué par une

unité de compensation et un cylindre de serrage et asso-

cié à un dispositif de déplacement qui est en prise

avec une série de dents extérieures d'un écrou fileté.

La figure 6 est une coupe longitudinale représen-

tant un deuxième mode de réalisation d'un ensemble cons-

titué par une unité de compensation et un cylindre de serrage et associé à un dispositif de déplacement qui

est en prise avec une couronne dentée d'une douille fi-

letée.

L'unité de compensation connue représentée par la

figure 1 est constituée par une partie inférieure d'en-

veloppe 1, rectangulaire, et par une partie filetée in-

férieure 2 reliée à la précédente. Blle comporte égale-

mentau-dessusune partie filetée supérieure 4 qui est

reliée solidement à une partie d'enveloppe supérieure t.

La partie inférieure 1 de l'enveloppe contient un pi-

gnon 5 qui est muni de dents extérieures 6 et est monté de manière à pouvoir tourner et qui est en prise avec une crémaillère 7 et une crémaillère 8 parallèle à la précédente. le pignon 5 et une partie de boulon fileté inférieur 9 et une partie de boulon fileté supérieur, 10

sont reliés par l'intermédiaire de deux chevilles d'ap-

pui 12 et de trois vis 11 de manière à ne pouvoir ni

tourner ni se déplacer par translation. Un alésage cen-

tral 13 traverse le pignon 5,de même que les parties de boulon fileté inférieure et supérieure 9, 10, le boulon fileté inférieure est muni d'un filetage à droite 21 qui coopère avec un filetage intérieur correspondant ménagé

dans la partie inférieure 2, tandis que le boulon file-

té supérieur 10 qui comporte un filetage à gauche 22 s'engage dans un filetage intérieur de la partie filetée supérieure 4. les filetages peuvent avoir une forme en dents de scie ou 4tre des filetages en filet carré dont la pente dans le boulon fileté 9 n'est que la moitié de

- 10,-

la pente dans le boulon fileté supérieur 10. Lors de la rotation du pignon, le boulon fileté inférieur 9 ne se déplace par translation par rapport à la partie filetée inférieure 2 que de la moitié de la distance parcourue par la partie filetée supérieure et la partie supérieu-

re 3 de l'enveloppe par rapport au boulon fileté supé-

rieur 10.

La cremaillère 7 est montée dans un alésage 14 mé-

nagé dans l'enveloppe et comporte, à chacune de ses ex-

trémités>des cylindres hydrauliques 15 qui se déplacent

dans l'alésage de l'enveloppe en assurant l'étanchéité.

Les deux côtés de la crémaillère 7 sont, par l'intermé-

diaire de raccords hydrauliques 18, 19>soumis à l'action d'un liquide hydraulique de manière que la crémaillère

soit poussée dans l'une ou l'autre des positions termina-

les et que les boulons filetés 9, 10 soient dévissés ou vissés dans les parties filetés 9, 4. La crémaillère 8,

parallèle à la crémaillère 7, coopère avec un disposi-

tif de commutation 20 dépendant du trajet parcouru, qui,

dans le cas envisagé est un commutateur d'extrémité re-

glable et sert à commander l'affichage des positions

terminales ou l'action de la pression sur le piston hy-

draulique 15.

Pendant la rotation des boulons filetés 9, 10 et le déplacement axial correspondant des boulons filetés et de l'enveloppe 3 de la partie filetéó4, ces parties sont rapprochées l'une de l'autre dans le sens axial par des boulons de guidage 16 et maintenues de manière

à ne pas pouvoir tourner. La partie d'enveloppe infé-

rieure I est solidement vissée sur la partie filetée in-

férieure 2 et la partie d'enveloppe supérieure 3 est solidement vissée sur la partie filetée supérieure 4,

dans les deux cas au moyen de vis 17.

Par comparaison avec l'unité de compensation con-

nue, l'unité de compensation représentée par les fi-

- 1i1 -

gures 2 et 3 et associée à un cylindre hydraulique 23 se

distingue d'abord par le fait qu'elle comporte une enve-

loppe extérieure 59 qui prend appui, par l'intermdédiaire de la partie inférieure 1 de.Vnveloppe, sur un plateau de machine 40 et constitue de son côté un appui pour le cylindre de serrage 23 (Figure 2). Ensuite, la partie d'enveloppe supérieure 3, 4 de l'unité de compensation qui est entourée par l'enveloppe extérieure 59 comporte un prolongement d'enveloppe 24; celui-ci vient en prise avec un évidement 25 ménage dans l'enveloppe de cylindre 26, c'est-à-dire que l'enveloppe 26 du cylindre entoure

le prolongement 24 de l'unité de compensation. L'évide-

ment 25 contient également un tenon de piston 27 d'un

piston 29 qui peut se déplacer dans une cavité 23. Un cou-

vercle 30>qui peut se mettre en place par en haut dans l'enveloppe de cylindre 26> isole la cavité de cylindre 28

de l'extérieur. De couvercle 30 est traversé par une bar-

re de piston 31 du piston 29 qui dépasse à l'extérieur; des Jointe 32 empochent toute sortie de l'huile sous

pression hors de la cavité 28 du cylindre (Figure 3).

La zone de la surface antérieure 33 du prolongement

d'enveloppe de l'unité de compensation et la surface an-

* térieure 34 du couvercle 30 du cylindre qui est tournée vers la cavité 28 de cylindre comportent des émetteurs de signaux 35, 36 représentés schématiquement.L'6metteur de

signaux 35 contrôle le contact de la surface antérieure-

du prolongement d'enveloppe avec le tenon 27 du. piston et l'émetteur de signaux 36 indique, au moment du contact du piston 29 du cylindre avec la surface antérieure 34 du couvercle 30, la position d'extrémité du piston 29

du cylindre. Dans cette position, le commutateur d'ex-

trémité 36 peut également déclencher un fonctionne-

ment d'asservissement, par exemple ramener l'unité de compensation dans sa position de' départreprésentée dans la moitié de gauche de la figure 3, car, lorsque

- 12 -

le piston de cylindre 29 artive au contact du couvercle , par exemple, un tirant d'ancrage 38 vissé dans un alésage fileté 37 du tenon de piston 27 se soulève dans 1e sens de la flèche 39 sans serrage d'une pièce à usiner ou d'un outil 61. Lorsque le tirant d'ancrage 38 se déplace sous l'action de la force de serrage dans le sens indiqué

par la flèche 39, la partie supérieure 3, 4 de l'enve-

loppe de l'unité de compensation se déplace de la m me

quantité dans le sens axial, c'es-à-dire que le pro-

longement 24 de l'enveloppe pénètre plus profondément

dans l'évidement 25 (la position de serrage est repré-

sentée sur la partie droite de la figure 3). Dès que

le tirant d'ancrage se trouve dans sa position de ser-

rage, l'émetteur de signaux 35 signale le contactctest-

à-dire la position de contact avec le tenon de piston 27, après quoi la pression est complètement supprimée dans la cavité de cylindre 28, car le piston 29 prend

appui mécaniquement, par l'intermédiaire du prolonge-

ment 27 du piston, sur la partie supérieure 3 de l'en-

veloppe ou sur le prolongement 24 de l'enveloppe. Le cylindre de serrage 23 prend appui, par son enveloppe 26, sur l'unité de compensation qui prend appui à son tour par la partie inférieure 1 de l'enveloppe sur une base résistante, par exemple sur le plateau 40 de la

machine. La course 41 du piston de cylindre 29 est lé-

gèrement supérieure à la course axiale 42 de la partie

supérieure 3, 4 de l'enveloppe, de sorte que, lors--

qu'aucune force de ser*age ne s'exeree, par-exemple en cas de rupture du tenon d'ancrage, le piston ne vient

pas en contact avec l'émetteur de signaux 35:de la par-

tie supérieure 3, 4 de l'enveloppe de l'unité de com-

pensation. Dans ce cas, la partie supérieure de l'en-

veloppe s'abaisse automatiquement dans sa position de départ; pour cela, un organe de réglage; constitué - 13- par exemple par un ressort 60, agit sur la crémaillère 8 de l'unité de compensation (Figure 4) ou, depuis le

côté de desserrage, sur la crémaillère 7.

Le schéma de commutation hydraulique représenté par la figure 4 pour un ensemble constitué par une unité de compensation et par un cylindre de serrage dans lequel le milieu de travail est de l'huile permet de décrire en détail le déroulement de la commande hydraulique lors du serrage et du desserrage du tirant d'ancrage et

pour le contrôle de la force de serrage pendant le ser-

rage. Lorsque l'on manoeuvre un commutateur monté sur un pupitre de commande extérieur non représenté, une pompe entra née par un moteur 45 amène, depuis un réservoir 44

cnntrôlé par uniàdicateur de niveau d'huile 43, du liqui-

de de pression, par l'intermédiaire de soupapes magné-

tiques 47, 48 à plusieurs voies commandées par les postes de réglage b et d'une soupape d'arrêt 51 sur le côté I du piston du cylindre hydraulique 23. L'arrivée

d'huile à travers le soupepe 48 réalise dans le sys-

tème une pression de 180 bars, de sorte que le piston 29 et, de ce fait, le tirant d'ancrage 38 sont déplacés dans leur position de serrage. Dès que le pression de

serrage, contrôlée par des soupapes 52, 53de limita-

tion de la pression atteint 180 bars dans le cylindre 23 (force de serrage de 100 k1 environ), les soupapes 49,

sont commutées électriquement, de sorte que la sou-

pape 50 se ferme et maintient la pression qui agit sur

le piston 29 À L'huile coule alors sur le côté du pis-

ton 15a du piston 15 qui déplace la crémaillère 7 et, par l'intermédiaire du pignon 5, la partie supérieure 3, 4 de l'enveloppe de l'unité de compensation jusqu'à son contact avec le tenon de piston. La position de contact est contrôlée par le commutateur d'extrémité 35 (Figure 3, moitié de droite) qui, deplus, assure la - 14-

commutation du moteur 45 et, par conséquent, de la pom-

pe 46 et des soupapes 47, 48, 49 et 50 de manière à y supprimer le courant; la pression de serrage dans la cavité de cylindre 28 du cylindre de serrage 23 peut alors s'annuler, c'est-à-dire que l'huile de pression

s'écoule dans le réservoir 44. Le piston 29 prend ap-

pui, par le prolongement du piston 27 sur la partie su-

périeure 3 de l'unité de compensation.

Pour que la force de serrage puisse être contrôlée

pendant le serrage, la pompe 46 et les soupapes magné-

tiques à plusieurs voies 47, 48 peuvent être mises en circuit pendant une coute durée, c'est-à-dire qu'elles reçoivent du courant sur leur cfté désigné par a, de sorte que, par différence avec la position indiquée par

la figure 4, ellesse déplacent vers la droite. La pom-

pe 46 peut alors, par l'intermédiaire de la soupape 47,

envoyer de l'huile du côté desserrage 15b de la cré-

maillère 7 de l'unite de compensation verrouillée; la pression de contrôle est, dans ce cas, limitée à 30 à 40 bars par une soupape de limitation 54 reliée, dans la position de commutation 48a, à la soupape 48. En deux à trois secondes, la force de serrage peut 4tre contrôlée par l'intermédiaire d'un relais à retard sans que cette pression de contrôle de courte durée puisse provoquer le desserrage d'une pièce à usiner ou d'un

outil 61 déjà serrés (Figure 3) ou que l'appui du cylin-

dre de serrage et de l'unité de compensation sur le

plateau 40 de la machine soit interrompu.

Pour le desserrage du tirant d'ancrage 38, la pom-

pe 46 est mise en action, la soupape 50 est déplacée vers la gauche de sa position indiquée sur la figure et

la soupepe magnétique à plusieurs voies 47 est enclen- chée depuis son côté b. La pompe peut ensuite, par

l'intermédiaire des soupapes 47 et 51, envoyer de l'hui-

le de pression sur le côté inférieur du piston (désigné -15 - sur la figure 4 par la référence I) Jusqu'à ce que soit

atteinte une pression de 250 bars; cette pression fina-

le est contrôlée par un commutateur à pression 55. La soupape 50 arrête la pression de 250 bars et la soupape 47 est commutée dans la position de commutation opposée.

Du fait de la commutation de la soupape 47, l'huile ar-

rive alors du c8té 15b du piston 15 qui agit sur la cre-

maillère 7, la crémaillère est déplacée de manière à re-

venir à sa position de départ en faisant tourner le pi-

gnon 5, de sorte que la partie supérieure 3, 4 de l'en-

veloppe de l'unité de compensation s'éloigne du tenon

de piston 27 et s'abaisse jusqu'à sa position de départ.

La crémaillère 8 qui est également en prise avec le pi-

gnon 5 et est parallèle à la crémaillère 7 se déplace également et, au moment du contact avec le commutateur

d'extrémité 20, indique la position de départ de l'uni-

té de compensation. Dans la position de départ, les sou-

papes 47, 50 sont privées de courant. De ce fait, la pression de serrage dans le cylindre 23 peut s'annuler; l'huile revient dans le réservoir 44. Le piston 29 du cylindre de serrage peut ensuite 4tre ramené en arrière, par exemple par un ressort de rappel non représenté,

dans la postion de départ dans laquelle la force de ser-

rage ne s'exerce pas et dans laquelle le tirant d'an-

crage 38 est séparé de l'outil 61 (Figure 1, moitié de gauche). Dans le cas d'un cylindre de serrage à double action, quand la pression atteint par exemple 200 bars,

dès que la cremaillère 8 rencontre le commutateur d'ex-

trémité 20 de l'unité de compensation et, de ce fait,

indique la position de départ basse de la partie supé-

rieure 3, 4 de l'enveloppe, l'huile est amenée, par une soupape 57 de limitation de la pression, Jusqu'au c8té II du piston 29 du cylindre de serrage et la force de serrage cesse de s'exercer, c'est-à-dire que le tirant

d'ancrage 38 s'abaisse. Dès que la position de desser-

16 - rage est atteinte, un commutateur d'extrémité 58 coupe

le courant dans la pompe 46 et dans la soupape 47.

Un ensemble 62 constitué par une unité de compen-

sation et par un cylindre de serrage et destiné à la fixa-

tion d'un outil ou d'une pièce usinée 61 par rapport au plateau de machine 40 d'une machine outil non représentée au moyen d'un tirant d'ancrage 38 qui peut s'élever ou

s'abaisser dans la direction d'une flèche 39 est consti-

tué, comme l'indiquent les figures 6 et 6, par le cy-

lindre de serrage 23 et par une unité de compensation qui lui est associée et qui comporte un écrou fileté 65 qui peut se déplacer axialement dans le sens de la flèche 64 par rapport à une douille filetée

63. Un tirant d'ancrage 38 se soulève ou s'abaisse sui-

vant qu'une oavité à pression 28 du cylindre de serra-

ge 23 est soumise à une pression du c8té desserrage ou du côté serrage. L'enveloppe de cylindre 26 du cylindre de serrage 23 prend appui sur une plaque de base ou sur une partie inférieure 1 de l'enveloppe de l'ensemble

constitué par l'unité de compensation et par le cylin-

dre de serrage et recouvre l'écrou fileté 65 et la douille filetée 63. Un couvercle 30 qui se met en place vers le haut dans l'enveloppe 26 du cylindre ferme la

cavité du cylindre et l'isole de l'extérieur; le cou-

vercle 30 est traversé par une tige 31 du piston 29 qui

comporte des Joints.

Dans le mode deiaJisation de l'ensemble 62 consti-

tué par l'unité de compensation et par le cylindre de

serrage représentés par la figure 5, la douille file-

tée 63 qui comporte un filetage extérieur 76 à blocage

automatique est reliée à la plaque de base 1 de maniè-

re à ne pas pouvoir se déplacer. L'écrou fileté 65 qui

se visse par un filetage intérieur sur le filetage ex-

térieur 66 de la douille 63 comporte une couronne den-

tée extérieure 67 dont les dents s'étendent presque

w. 1? -

sur toute la longueur de l'écrou. L'nveloppe de cylin-

dre 26 comporte, monté sur une bride, un dispositif de

déplacement 68 dans lequel l'axe longitudinal d'un ar-

bre d'entraînfement 70 comportant un pignon 69 est pa-

rallèle à l'axe longitudinal du tirant d'ancrage 38. Le pignon 69 dépasse hors d'un évidement 71 en forme de fen tre ou de fente ménagé dans la paroi, pénètre dans le cylindre de serrage 23 et vient en prise avec

la couronne dentée extérieure 67 de l'écrou fileté 65.

Lorsque, dans la position de départ, dans laquelle lé-

crou fileté se trouve dans la position la plus basse, le pignon 69 se met en prise à son extrémité supérieure avec la couronne dentée extérieure 67 de l'écrou 65, l'écrou fileté 65 effectue une course correspondant-à

la longueur totale de la couronne dentée extérieure.

Après que le piston 29 a soulevé le tirant d'an-

crage 38 suffisamment pour que l'outil ou la pièce usi-

née 61 soient fixés au plateau de la machine 40,la ro-

tation du pignon 69 provoque le vissage de l'écrou fi-

leté 65 sur le filetage 66 de la douille filetée 63 en montant Jusqu'à ce que la surface Antérieure 33 de

l'écrou fileté 65 s'applique contre un tenon 27 du pis-

ton 29 qui dépasse dans la cavité de cylindre 28.

L'arrivée du milieu de pression peut alors petre inter-

rompuece qui annule le pression dans la cavité de cy-

lindre 28, car l'écrou fileté 65 fournit un appui mé-

canique au piston 29 par la surface frontale 33. La

position de butée ou de contact des surfaces est con-

trôlée par le commutateur d'extrémité non représenté.

L'ensemble 62 constitué par une unite de compensa-

tion et par un cylindre de serrage représenté par la figure 6 se distingue du dispositif représenté par la figure 5 par le fait que l'écrou fileté 65 est fixé> de manière à:ne pas pouvoir tournerpar un coin ou par un ressort d'aJustage 72. Par contre, la douille filetée _-.

- 18 -

63 est montée de manière à pouvoir tourner dans un pa-

lier 73 de la plaque de base 1. La douille filetée 63

comporte une courone dentée située à sa partie infé-

rieure, c'est-à-dire à proximité immédiate de la pla-

que de base 1, et qui vient en prise avec le pignon 69 du dispositif de déplacement 68 qui travers l'évidement de passage 71 ménagé dans la paroi. Le filetage 66 de la douille 63 se termine Juste au-dessus de la couronne dentée 74, de sorte que l'écrou fileté 65 qui, dans la position de départ, est complètement vissé sur la

douille 63, se termine également au-dessus de la cou-

ronne dentée 74. Du fait que le coin ou le ressort d'a-

Justage 72 empêchent la rotation de l'écrou 65, la ro-

tation du pignon 69 transforme le mouvement de rota-

tion de la douille filetée 63 en un déplacement axial

linéaire de l'écrou fileté 65. Le déplacement de l'é-

crou fileté 65 correspond dans ce cas à la longueur du secteur fileté de la douille filetée 63. Dans ce cas également, l'écrou fileté 65 se déplace assez loin pour que, par sa surface frontale 33, il s'applique oontre la surface frontale 27 du tenon de piston du cylindre 29 et, de ce fait, assure l'appui mécanique du piston

29; des commutateurs d'extrémité contrôlent le con-

tact entre les surfaces.

En plus des modes de réalisation représentés, l'u-

nité de compensation peut être associée également>par exemple,à un dispositif de pivotement pour le tirant

d'ancrage ou à un dispositif de rotation ou à un dis-

positif de rotation et de soulèvement.

]9-

RBVENIICATIONS

1. Dispositif de serrage d'outils et/ou de pièces destiné à

des machines-outils, constitué par une unité de compen-

sation qui est associée à une t8te de serrage pour le déplacement d'un tirant d'ancrage (38) et est mise en action bydrauliquement et pneumatiquement et qui com-

porte des parties d'enveloppe susceptibles d'être sépa-

rées les unes des autres dans le sens axial, caract6-

risé en ce que la tête de serrage est un cylindre (23),

à fonctionnement exclusivement hydraulique ou pneuma-

tique et accouplé hydrauliquement ou pneumatiquement à l'unité de compensation etprenant appui par l'enveloppe (26) du cylindre, sur l'enveloppe extérieure (59) de

l'unité de compensation, qui, dans la position de serra-

ge dans laquelle le tirant d'ancrage (38) est tiré con-

tre l'objet à serrer, prend appui mécaniquement sur les

parties d'enveloppe de l'unité de compensation qui peu-

vent se déplacer dans le sens axial, de sorte que la pression dans le cylindre (23) est annulée complètement

mais que la force de serrage est maintenue.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce

que la partie (3, 4 de l'enveloppe de l'unité de com-

pensation qui est contigus au cylindre (23) s'engage par un prolongement (24) de l'enveloppe dans un évidement (15) qui est ménagé dans la zone du fond de l'enveloppe (26) du cylindre et dans lequel un tenon (27) du piston

(29) du cylindre fait également saillie.

3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2,

caractérisé en ce que le tirant d'ancrage (38) qui tra-

verse l'unité de compensation en son centre se visse dans un alésage fileté (37) ménagé dans le tenon (27) du piston

4. Dispositif selon l'une des revendications 1 h 3, carac-

térisé en ce qu'il comporte un émetteur de signaux (35) électrique agissant entre le prolongement d'enveloppe

(24) et le tenon de piston (27).

- 20 -

5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, carac-

térisé en ce qu'il comporte un émetteur électrique de

signaux (36) qui contrôle la position de butée du pis-

ton de cylindre (29) au niveau de la surface intérieu-

re d'un couvercle de cylindre (30).

6. Dispositif selon l'une des revencisations I à 5, carac-

térisé en ce que la course (41) du piston de cylindre (29) dépasse le déplacement axial (42) de l'unité de compensation.

7. Dispositif selon l'une des revendications t à 6, carac-

térisé en ce que la force de serrage du tirant d'ancrage (38) peut être contrôlée pendant le fonctionnement par une soupape (54) de limitation de la pression qui est

montée dans une canalisation conduisant le milieu de pres-

sion Jusqu'au côté de desserrage (15b) de l'unité de com-

pensation.

8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, carac-

térisé en ce que la pression dans le cylindre (23) au moment du desserrage du tirant d'ancrage(38) est plus

grande que pendant le serrage.

9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, carac-

térisé en ce qu'il comporte un organe de réglage (60) qui amène automatiquement dans sa position de départ basse la partie supérieure (3, 4) de l'enveloppe de

l'unité de compensation.

10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, carac-

térisé en ce qu'il comporte un dispositif de rotation, de pivotement ou de soulèvement et de rotation qui peut

être accouplé avec l'unité de compensation et le cylin-

dre de serrage (23).

11. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un écrou fileté (65) de l'unité de compensation est vissé sur une douille filetée immobile (63) et que sa couronne dentée extérieure (67) vient en prise avec un

pignon (69) d'un dispositif de déplacement (68).

12. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce

qu'une douille filetée (63), montée sur palier de ma-

nibre à pouvoir tourner et vissée avec une écrou file-

té (65) de l'unité de compensation bloqué comporte une couronne dentée (74) qui vient en prise avec un pignon

(69) d'un dispositif de déplacement (68).

13. Dispositif selon l'une des revendications 11 ou 12,

caractérisé en ce qu'il comprend une douille filetée (63)

comportant un filetage (66) à blocage automatique.

14. Dispositif selon l'une des revendications 11 ou 13,

caractérisé en ce que la douille filetée (63) est fixée

dans une plaque de base (1) de l'ensemble (62) consti-

tué par l'unité de compensation et le cylindre de ser-

rage. 15. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'un coin ou un ressort d';aJustage (72) empochent toute

rotation de l'écrou fileté (65).

16. Dispositif selon l'une des revendications lé ou 15,

caractérisé en ce que la couronne dentée (74) est pla-

cée sur la douille filetée (63) au-dessous de l'écrou

fileté (65).

17. Dispositif selon l'une des revendications 1! à 16,

caractérisé en ce que le pignon (69) s'engage dans une

ouverture de passage (71) ménagée dans la paroi de l'en-

veloppe (26) de l'ensemble constitué par l'unité de

compensation et le cylindre de serrage.

18. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 17,

caractérisé en ce que le dispositif de déplacement (68) est monté sur une bride de la paroi de l'enveloppe de l'ensemble (62) constitué par l'unité de compensation

et le cylindre de serrage.

19. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 18,

caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de dépla-

cement (68) comportant un arbre d'entratnement (70)

- 22 -

parallèle à l'axe longitudinal du tirant d'ancrage (38).

20. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 19,

caractéri8é en ce qu'il comprend un dispositif de dépla-

cement comportant un moteur.