FR2869821A1 - Broche pour machine-outil - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une broche pour machine-outil (100) comprenant:-un tube de broche (116);-un mandrin (102) muni de mors (122) et fixé à l'une des extrémités du tube de broche (116);-au moins un premier (104) et un deuxième (106) éléments de liaison adaptés à actionner alternativement le mandrin (102) par l'intermédiaire d'un élément de commutation (126);-le premier (104) et le deuxième (106) éléments de liaison étant adaptés à être actionnés par au moins un actionneur (108, 110),caractérisée en ce que l'élément de commutation (126) et le premier (104) et le deuxième (106) éléments de liaison coopèrent par l'intermédiaire d'un système à baïonnettes (130, 132, 302, 402) agencé de manière à permettre la sélection de l'un ou l'autre des éléments de liaison (104, 106).

Description

L'invention concerne une broche pour machine outil. L'invention concerne

aussi une machine outil comprenant une telle broche. Elle trouve application dans le domaine des machines outils.

Les broches pour machine outil sont destinées à recevoir une pièce à usiner et sont généralement constituées d'un tube de broche sur lequel est fixé un mandrin muni de mors dans lesquels vient se placer la pièce. A l'extrémité du tube de broche se trouve un piston qui est placé dans une chambre à piston et qui est lié aux mors du mandrin. Lorsque le piston est soumis à un fluide sous pression, le piston se déplace dans sa chambre entraînant un serrage ou un desserrage des mors.

Les utilisateurs de broches pour machine outil ont souvent besoin d'usiner des pièces robustes qui nécessitent une force de serrage importante et des pièces fragiles qui ne peuvent supporter qu'une force de serrage limitée.

Les générateurs de pression qui délivrent le fluide sous pression ne répondent pas à la très grande plage d'utilisation souhaitable lors d'applications très diverses.

Pour résoudre ce problème, le document US-A-5,941,146 décrit une broche à deux pistons qui sont de sections différentes mais dont les pressions de fonctionnement sont identiques et fournit par le même générateur de pression. Ce document décrit donc une broche pour machine outil destinée à recevoir une pièce à usiner et qui comprend un tube de broche sur lequel est fixé un mandrin muni de mors et dans lequel sont placés les deux pistons qui sont liés à des éléments de liaison, eux- mêmes liés aux mors du mandrin.

Lorsque les pistons sont soumis à la pression d'un fluide, ils tirent sur les éléments de liaison, ce qui a pour conséquence de générer des forces de traction qui entraînent le serrage des mors du mandrin.

L'utilisation de deux pistons de sections différentes permet alors de couvrir une large plage de forces de traction sans avoir à modifier le générateur de pression.

Pour pouvoir couvrir le spectre entier de la plage, il est intéressant de pouvoir sélectionner indépendamment l'un ou l'autre des pistons. Dans le document US-A-5,941,146 la sélection se fait en utilisant un élément de commutation en forme de palier fileté que le technicien doit venir serrer dans une première position pour utiliser le premier piston et dans une deuxième position pour utiliser le deuxième piston. Pour éviter le desserrage du palier fileté à cause des vibrations, un contre-écrou est serré contre le palier.

L'utilisation d'un tel palier fileté n'est pas aisée. En effet, l'espace libéré lorsque le mandrin est retiré est réduit ce qui ne facilite pas l'intervention du technicien sur le palier.

Un objet de la présente invention est de proposer une broche pour machineoutil 5 qui ne présente pas les inconvénients de l'art antérieur.

A cet effet, est proposé une broche pour machine-outil comprenant: - un tube de broche; -un mandrin muni de mors et fixé à l'une des extrémités du tube de broche; -au moins un premier et un deuxième éléments de liaison adaptés à actionner alternativement le mandrin par l'intermédiaire d'un élément de commutation; - le premier et le deuxième éléments de liaison étant adaptés à être actionnés par au moins un actionneur, la broche étant caractérisée en ce que l'élément de commutation et le premier et le deuxième éléments de liaison coopèrent par l'intermédiaire d'un système à baïonnettes agencé de manière à permettre la sélection de l'un ou l'autre des éléments de liaison.

Avantageusement les éléments de liaison sont munis de baïonnettes et l'élément de commutation comprend un corps muni de formes complémentaires d'emboîtement.

Avantageusement les baïonnettes du premier élément de liaison et les baïonnettes du deuxième élément de liaison sont décalées d'un angle autorisant l'emboîtement d'une seule des séries de baïonnettes avec les formes complémentaires correspondantes.

Avantageusement la sélection de l'un des éléments de liaison est réalisée par la rotation d'une amplitude correspondant audit angle, de l'élément de commutation.

Avantageusement le mandrin comprend une bague de commande solidaire en translation avec le corps de l'élément de commutation; des moyens de commande des mors qui coopère avec la bague de commande pour transformer le déplacement axial de la bague de commande en un déplacement radial des mors.

Avantageusement la broche comprend un système qui bloque l'élément de commutation dans deux positions alternatives qui correspondent à la sélection de l'un ou l'autre des éléments de liaison et autorise la rotation de l'élément de commutation entre ces positions de blocage.

Selon un premier mode de réalisation, ledit dispositif comprend au moins une clavette solidaire de l'élément de commutation; et un dispositif réalisé dans le mandrin et adapté à bloquer et à guider la clavette.

Avantageusement le dispositif comprend une première rainure de maintien; une deuxième rainure de maintien et une rainure de guidage pour guider la clavette de la première rainure de maintien vers la deuxième rainure de maintien et inversement.

Avantageusement le passage de la clavette d'une rainure de maintien à la rainure de guidage correspond à une position particulière des mors.

Avantageusement la position particulière des mors correspond au serrage 10 maximum des mors sans pièce.

Avantageusement la bague de commande est solidaire en rotation avec le corps de l'élément de commutation, les moyens de commande des mors comprennent au moins un levier, chacun étant muni d'un bras et durant la phase de guidage, la rotation de la bague de commande n'engendre aucun effort de frottement sur les bras des leviers.

Avantageusement les bras des leviers coopèrent avec la bague de commande par l'intermédiaire d'un usinage circulaire.

Avantageusement l'élément de commutation comprend une jupe d'étanchéité solidaire du corps.

Selon un deuxième mode de réalisation ledit système comprend au moins au moins un plot de guidage solidaire de la bague de commande et un dispositif réalisée dans une jupe de blocage de l'élément de commutation adaptée à bloquer et à guider le plot de guidage.

Avantageusement le dispositif comprend une première et une deuxième rainure de maintien; et une rainure de guidage pour guider le plot de guidage de la première rainure de maintien vers la deuxième rainure de maintien et inversement.

Avantageusement la jupe de blocage et le corps de l'élément de commutation sont libres en translation l'un par rapport à l'autre et les positions de blocage correspondent à un écartement maximum de la jupe de blocage et du corps.

Avantageusement l'écartement maximum de la jupe de blocage et du corps est généré par un ressort placé entre eux.

Avantageusement le passage du plot de guidage d'une rainure de maintien à la rainure de guidage correspond à l'enfoncement de la jupe de blocage.

Avantageusement la jupe de blocage est une jupe d'étanchéité.

Avantageusement, selon l'un quelconque des modes de réalisation les éléments de liaison, l'élément de commutation et la bague de commande ont des formes de cylindre creux débouchant à travers le mandrin par un orifice.

Avantageusement l'élément de commutation est muni d'encoches adaptées à 5 recevoir des ergots d'une clé.

Avantageusement au moins l'un des éléments de liaison est muni de poussoirs de maintien, l'élément de commutation est muni de rainures de maintien, et les poussoirs de maintien et les rainures de maintien collaborent pour réaliser un maintien en rotation de l'élément de commutation.

L'invention propose aussi une machine outil caractérisée en ce qu'elle comprend une broche selon l'une des variantes précédentes.

Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 représente une vue en coupe d'une broche selon l'invention; les Figs. 2, 3, 4 représentent des agrandissements de la broche selon l'invention dans différentes configurations; la Fig. 5 représente une coupe selon la ligne V-V de la Fig. 4; la Fig. 6 représente une coupe selon la ligne VI-VI de la Fig. 3; la Fig. 7 représente un deuxième mode de réalisation d'une broche selon l'invention; la Fig. 8 représente une vue en perspective selon la flèche F de la Fig. 1 d'une broche selon l'invention sans le tube de broche.

La Fig. 1 représente une broche 100 pour machine outil qui permet de maintenir un outil ou un objet pendant l'usinage et qui est entraînée en rotation par un moteur.

La broche 100 est constituée d'un tube de broche 116 à l'extrémité de laquelle est placé un mandrin 102, constitué en particulier d'un corps de mandrin 134 sur lequel sont montés des porte-mors 124 solidaires de mors 122.

La broche 100 comprend en outre à l'intérieur du tube de broche 116, un premier élément de liaison 104 et un deuxième élément de liaison 106 qui sont adaptés à actionner alternativement le mandrin 102. C'est-à-dire que soit le mandrin 102 est actionné par le premier élément de liaison 104, soit le mandrin 102 est actionné par le deuxième élément de liaison 106. L'actionnement du mandrin 102 entraîne alors le serrage ou le desserrage des mors 122.

Les éléments de liaisons 104, 106 sont en outre adaptés à être actionnés par un actionneur, dans l'exemple, l'actionneur est constitué d'un ensemble de deux pistons 108, 110. Le premier élément de liaison 104 et le deuxième élément de liaison 106 sont respectivement actionnés par le premier piston 108 et le deuxième piston 110. Les pistons 108, 110 sont mobiles dans des chambres à pistons 112, 114 respectivement et le déplacement des pistons 108, 110 à l'intérieur des chambres à pistons 112, 114 est réalisé par l'admission d'un fluide sous pression d'un côté ou de l'autre des pistons 108, 110 selon le sens de déplacement désiré.

Le piston 108 dont la surface est grande génère une force de traction importante, alors que le piston 110 dont la surface est petite génère une force de traction plus faible.

Pour permettre la sélection de l'un ou de l'autre élément de liaison 104, 106, un élément de commutation 126 est placé entre le mandrin 102 et les éléments de liaison 104, 106.

L'élément de commutation 126 et le premier 104 et le deuxième 106 éléments de liaison coopèrent par l'intermédiaire d'un système à baïonnettes agencé de manière à permettre la sélection de l'un ou l'autre des éléments de liaison 104, 106.

Le système à baïonnettes est utilisé pour réaliser la liaison entre l'élément de commutation 126 et les éléments de liaison 104, 106. Les baïonnettes présentent l'avantage d'une permutation rapide d'une position de sélection de l'un des moyens de liaison à une position de sélection de l'autre moyen de liaison.

Le mandrin 102 comprend des moyens de commande 120 des mors 122 et une 25 bague de commande 118 qui coopèrent pour transformer le déplacement axial de la bague de commande 118 en déplacement radial des mors 122.

Dans le cas de mandrin à levier, les moyens de commande comprennent au moins un levier 120, qui en pivotant autour d'un axe 140 entraînent les porte-mors 124 et les mors 122 dans une direction de serrage ou dans une direction de desserrage.

Les leviers 120 sont entraînés en rotation autour de l'axe 140 par la bague de commande 118 qui coopère avec des bras 136 des leviers 120. Un usinage 138 est réalisé dans la bague de commande 118 pour y loger les bras 136 des leviers 120 et permettre le pivotement des leviers 120 lors du mouvement en translation de la bague 2869821 6 de commande 118. Le déplacement axial de la bague de commande 118 se transforme alors en un déplacement radial des mors 122.

Le déplacement de la bague de commande 118 dans le sens représenté par le signe 9 de la flèche 142 entraîne un mouvement de serrage des mors 122, la pièce à usiner viendra ici se placer à l'intérieur des mors 122.

Le déplacement de la bague de commande 118 dans le sens représenté par le signe de la flèche 142 entraîne un mouvement de desserrage des mors 122, libérant ainsi la pièce à usiner.

En fonctionnement, la bague de commande 118 étant solidaire de l'élément de 10 commutation 126, le mouvement axial de la bague de commande 118 est commandé par le mouvement de l'un des éléments de liaison 104, 106.

En particulier, pour réaliser la liaison entre la bague de commande 118 et l'élément de commutation 126, celui-ci comprend un corps 202 qui est solidaire en translation avec la bague de commande 118, c'est-à-dire que tout déplacement axial du corps 202 entraîne un déplacement équivalent de la bague de commande 118.

L'élément de commutation 126 permet donc de connecter la bague de commande 118 alternativement à l'un ou l'autre des éléments de liaison 104, 106.

Le système à baïonnettes comprend des moyens d'accrochage 130, 132 du type baïonnette qui sont réalisés sur les éléments de liaison 104, 106 du coté de l'élément de commutation 126 et de formes complémentaires d'emboîtement 402 (Fig. 4), 302 (Fig. 3) qui sont réalisées sur le corps 202 de l'élément de commutation 126.

Pour permettre la sélection de l'un ou l'autre des éléments de liaison 104, 106 et donc de l'un ou l'autre des pistons 108, 110, les baïonnettes 130, 132 coopèrent alternativement avec les formes complémentaires 402, 302. L'accrochage entre les baïonnettes 130, 132 et les formes complémentaires 402, 302 permet de solidariser les éléments de liaison 104, 106 avec la bague de commande 118 pour actionner les mors 122. Le mouvement de l'élément de liaison 104, 106 connecté à l'élément de commutation 126 entraîne alors un mouvement équivalent de la bague de commutation 118 et donc un serrage ou un desserrage des mors 122.

Lorsque l'une des baïonnettes 130, 132 est connectée à l'élément de commutation 126, l'autre baïonnette 132, 130 est libre, autorisant ainsi le déplacement de l'élément de commutation 126 par rapport à cette autre baïonnette 132, 130.

Dans les exemples de réalisation, les éléments de liaison 104, 106 sont des cylindres et les baïonnettes 130, 132 sont régulièrement réparties sur la circonférence des éléments de liaison 104, 106.

Les positions respectives des baïonnettes 130, 132 en combinaison avec les positions des formes complémentaires 402, 302 doivent être telles que seule l'une des séries de baïonnettes peut être en prise avec la série de formes complémentaires correspondantes. Les baïonnettes 130 du premier élément de liaison 104 et les baïonnettes 132 du deuxième élément de liaison 106 sont décalées d'un angle autorisant l'emboîtement d'une seule des séries de baïonnettes 130, 132 avec les formes complémentaires 302, 402 correspondantes. La sélection de l'un des éléments de liaison 104, 106 est alors réalisée par la rotation d'une amplitude correspondant audit angle, de l'élément de commutation 126.

Le nombre de baïonnettes, leur répartition et leur taille varient en fonction des paramètres de la broche 100, comme par exemple l'encombrement, les efforts transmis.

Par exemple, chaque élément de liaison 104, 106 est muni de deux baïonnettes diamétralement opposées, les séries de baïonnettes 130, 132 étant elles-mêmes décalées de 90 l'une par rapport à l'autre. Dans cet exemple, la sélection de l'un des éléments de liaison ou de l'autre élément de liaison se fera par rotation d'un quart de tour de l'élément de commutation 126.

L'utilisation de baïonnettes et de formes complémentaires facilite la sélection du moyen de liaison par rapport à un système à vis.

Dans les modes de réalisation décrit, l'élément de liaison 106 qui relie le petit piston 110 à l'élément de commutation 126 est de dimension moins importante que l'autre élément de liaison 104, en effet l'élément de liaison 106 subit des efforts moins importants. Les baïonnettes 132 correspondantes ont donc des dimensions moins importantes que les autres baïonnettes 130. Pour des raisons d'encombrement et de facilité d'usinage, les baïonnettes 132 de dimensions moins importantes seront agencées à l'intérieur de l'élément de commutation 126, tandis que les baïonnettes 130 de dimensions plus importantes seront agencées à l'extérieur de l'élément de commutation 126.

Dans les exemples de réalisation, les éléments de liaison 104, 106, l'élément de commutation 126 et la bague de commande 118 ont des formes de cylindres creux qui débouchent à travers le mandrin 102 entre les mors 122 par un orifice 128. Un passage interne est ainsi créé, ce qui rend possible la mise en place d'un élément longiligne à usiner à l'intérieur de la broche.

L'orifice 128 permet aussi l'introduction d'une clé 304 (Fig. 3) qui permet d'agir sur l'élément de commutation 126 sans avoir à démonter le mandrin 102.

La clé 304 comprend un manche 306 qui sert de moyen de préhension pour le technicien et un corps 308 qui est introduit dans l'orifice 128. Pour permettre l'entraînement en rotation de l'élément de commutation 126 par la clé 304, l'élément de commutation 126 est muni d'encoches 204 accessible par l'orifice 128 et le corps 308 de la clé est muni d'ergots 410 complémentaires aux encoches 204. Les encoches l0 204 sont alors adaptées à recevoir les ergots 410 pour pouvoir entraîner l'élément de commutation 126 en rotation.

La broche 100 comprend un système qui bloque l'élément de commutation 126 dans deux positions alternatives correspondant à la sélection de l'un ou l'autre des éléments de liaison 104, 106, mais qui autorise sa rotation entre les deux positions de blocage.

Un premier mode de réalisation va être décrit en relation avec les Figs. 2 à 6 et la Fig. 8.

La Fig. 2 représente le mandrin 102 en prise avec le petit piston 110 et dans une position de serrage maximum des mors 122, c'est-à-dire sans pièce entre les mors.

L'élément de commutation 126 comprend le corps 202 et une jupe 206 liée rigidement au corps 202 et qui est placée à l'intérieur de l'élément de liaison 106. Le diamètre de la jupe 206 est choisi de manière à réaliser un ajustement qui permet le coulissement de la jupe 206 dans l'élément de liaison 106 tout en assurant une parfaite étanchéité entre l'intérieur 216 de la broche 100 et une zone de manoeuvre 218 où se situe les baïonnettes 130, 132 et les formes complémentaires 302, 402. L'étanchéité ainsi réalisée évite l'introduction de poussière ou de débris dans la zone de manoeuvre 218 ce qui pourrait empêcher le mouvement de l'élément de commutation 126.

Pour assurer la continuité de la ligne d'étanchéité, l'élément de commutation 126 est lié rigidement à la bague de commande 118, formant ainsi un ensemble monobloc.

L'usinage 138 est ici une gorge circulaire pour permettre la rotation de la bague de commande 118 autour de l'axe de la broche 100, alors que les bras 136 des leviers 120 qui y sont logés restent fixes.

Le système qui bloque l'élément de commutation 126 comprend au moins une clavette 404 solidaire de l'élément de commutation 126 et un dispositif 802 réalisé dans le mandrin 102, en particulier dans le corps du mandrin 134 et adapté à bloquer et à guider la clavette 404.

Le dispositif 802 comprend une première rainure de maintien 502 pour maintenir l'élément de commutation 126 en prise avec le premier élément de liaison 104 et une deuxième rainure de maintien 602 pour maintenir l'élément de commutation 126 en prise avec le deuxième élément de liaison 106.

Le dispositif 802 comprend aussi une rainure de guidage 504 pour guider la clavette 404 de l'élément de commutation 126 de la première rainure de maintien 502 vers la deuxième rainure de maintien 602 et inversement. La rainure de guidage 504 relie donc la première rainure de maintien 502 à la deuxième rainure de maintien 602 et le dispositif 802 comprend des butées 804 qui limitent la rotation de la clavette 404.

En fonctionnement normal, lorsqu'une pièce est placée dans les mors 122, la clavette 404 ne peut pas sortir des rainures de maintien 502, 602, empêchant ainsi toute rotation involontaire de l'élément de commutation 126, créant ainsi une sécurité mécanique de fonctionnement.

Il est avantageux de lier le passage de la clavette 404 d'une rainure de maintien 502, 602 à la rainure de guidage 504, à une position particulière des mors 122 qui n'est pas utilisable en fonctionnement normal.

En particulier, la position de serrage maximum, c'est-à-dire sans pièce entre les mors 122, ne peut pas être atteinte lorsqu'une pièce est placée entre les mors 122. Dans la position de serrage maximum sans pièce, la clavette 404 se déplace suffisamment pour ne plus être dans les rainures de maintien 502, 602 mais pour être placée dans la rainure de guidage 504. L'élément de commutation 126 peut alors tourner librement dans les limites définies par le dispositif 802. En particulier, les flancs de la clavette 404 viennent au contact des butées 804 qui sont placées de manière à ce que la clavette 404 soit en face de l'une des rainures de maintien 502, 602. Le desserrage à partir de la position de serrage maximum, obligera alors la clavette 404 à pénétrer dans l'une des rainures de maintien 502, 602, empêchant ainsi la rotation ultérieure de l'élément de commutation 126.

Le déplacement de la clavette 404 dans la rainure de guidage 504 empêche tout desserrage tant que la clavette 404 n'est pas en face de l'une des rainures de maintien 502, 602. En effet, si un desserrage apparaît alors que la clavette 404 est dans une position intermédiaire entre les rainures de maintien 502, 602, la clavette 404 va venir buter contre le flanc 806 de la rainure de guidage 504.

Dans le cas où la bague de commande 118 est solidaire en rotation avec le corps 202 de l'élément de commutation 126, il est avantageux que l'ajustement entre les bras 136 des leviers 120 et la gorge 138 soit tel que la rotation de la bague de commande 118 n'engendre aucun effort de frottement sur les bras 136. En d'autres termes, dans la position de rotation, le piston actif 110 (dans l'exemple) vient en butée dans le fond de la chambre de piston 114, la mécanique interne du mandrin n'est donc plus sous contrainte et la bague de commande 118 peut tourner aisément.

Les encoches 204 de l'élément de commutation 126 adaptées à recevoir les ergots 410 de la clé 304 sont réalisées dans le corps 202.

Pour faire tourner l'élément de commutation 126, la clé 304 est introduite dans l'orifice 128. Lorsque la clavette 404 est hors des rainures de maintien 502, 602, la rotation de la clé 304 entraîne la sélection de l'un ou l'autre des éléments de liaison.

Des poussoirs de maintien 212 peuvent être montés sur au moins l'un des éléments de liaison, par exemple, dans les baïonnettes 130 du premier élément de liaison 104, et collaborent avec des rainures de maintien 214 réalisées dans l'élément de commutation 126 pour réaliser un maintien en rotation de l'élément de commutation 126. Les poussoirs de maintien 212 sont préférentiellement montés sur des ressorts.

Les poussoirs de maintien 212 pénètrent dans les rainures de maintien 214 créant ainsi d'une part une sensation de cliquetis qui informe le technicien que l'élément de commutation 126 est en place, et d'autre part un maintien en rotation de l'élément de commutation 126 tant que la clavette 404 n'a pas pénétrée dans l'une des rainures de maintien 502, 602.

Le procédé de sélection de l'un des pistons 108, 110 selon le premier mode de 25 réalisation comprend: -une étape de libération de la clavette 404 de la rainure de maintien 502, 602 dans laquelle elle est insérée par exemple par serrage au maximum des mors 122 sans pièce; -une étape de rotation de l'élément de commutation 126, grâce par exemple à la 30 clé 304; -une étape de fin de rotation de l'élément de commutation 126, par butée de la clavette 404 contre les butées 804 de la rainure de guidage 504 et/ou par pénétration de poussoirs de maintien 212 dans les rainures de maintien 214; -une étape de blocage de la clavette 404 dans l'une des rainures de maintien 502, 602 par exemple par desserrage des mors 122.

Ce qui est important dans l'étape de libération et dans l'étape de blocage de la clavette 404, ce n'est pas la position de serrage maximum, mais la position de la clavette 404 par rapport aux rainures de maintien 502, 602, la position de serrage maximum sans pièce est une manière aisée de trouver la position de libération.

Un deuxième mode va être décrit en relation avec la Fig. 7.

Dans ce mode de réalisation on retrouve les éléments de liaison 104, 106 munis de leurs baïonnettes 130, 132 et le corps 202 de l'élément de commutation 126 muni des formes complémentaires 402, 302 qui coopèrent avec les baïonnettes 130, 132.

Le système qui bloque l'élément de commutation 126 comprend d'une part au moins un plot de guidage 706 solidaire de la bague de commande 118 et éventuellement monté sur ressort et d'autre part un dispositif 708 réalisé dans une jupe de blocage 716 de l'élément de commutation 126 et adapté à bloquer et à guider le plot de guidage 706.

Le dispositif 708 courre sur la périphérie de la jupe de blocage 716 et d'une manière similaire au dispositif 802 du premier mode de réalisation, il comprend deux rainures de maintien placées aux extrémités d'une rainure de guidage. La rainure de guidage guide le plot de guidage 706 de la première rainure de maintien vers la deuxième rainure de maintien et inversement.

La jupe de blocage 716 peut se déplacer par rapport au corps 202 selon une translation qui est réalisée par un système de rainures qui s'étendent longitudinalement entre la jupe 716 et le corps 202 et dont l'amplitude est limitée par les rainures de maintien qui s'étendent longitudinalement sur la jupe 716.

Les positions de blocage de l'élément de commutation 126 correspondent à un écartement maximum de la jupe de blocage 716 et du corps 202.

L'écartement est généré par un ressort de compression 702 placé entre la jupe de blocage 716 et le corps 202, de manière à laisser un espace 704 entre les deux. Lorsque le plot de guidage 706 est positionné dans l'une des rainures de maintien, la rotation de l'élément de commutation 126 est impossible.

Lorsque le plot de guidage 706 est positionné dans la rainure de guidage, la rotation de l'élément de commutation 126 est possible. Les limites de la rainure de guidage permettent l'alignement du plot de guidage 706 avec les rainures de maintien.

Le passage du plot de guidage 706 d'une rainure de maintien à la rainure de guidage est réalisé par l'enfoncement de la jupe de blocage 716 et par conséquent par l'écrasement du ressort 702. L'enfoncement de la jupe de blocage 716 entraîne le déplacement de la rainure 708, dont la rainure de guidage vient s'aligner avec le plot de guidage 706.

Le retour en position de blocage est assuré par le ressort 702 qui repousse la jupe de blocage 716 lorsque le plot de guidage 706 est aligné avec l'une des rainures de maintien.

La jupe de blocage 716 peut aussi avoir une fonction d'étanchéité. Mais un élément rapporté peut remplir cette fonction.

Le mouvement de translation des éléments de liaison 104, 106 est transmis à la bague de commande 118 par l'intermédiaire d'une collerette 710,réalisé sur le pourtour du corps 202 de l'élément de commutation 126. La collerette 710 est prise en sandwich entre la bague de commande 118 et un élément rapporté fixé à la bague de commande 118. La bague de commande 118 et le corps 202 de l'élément de commutation 126 sont donc liés en translation mais libre en rotation l'un par rapport à l'autre. Le deuxième mode de réalisation est ainsi particulièrement adapté au mandrin de serrage à rampe.

D'une manière similaire au corps 202 selon le premier mode de réalisation, la 20 jupe de blocage 716 est muni d'encoches 204 pour permettre la mise en place des ergots 410 de la clé 304.

Pour pouvoir tourner l'élément de commutation 126, le plot de guidage 706 doit se trouver dans la rainure de guidage. Cette mise en place est réalisée par déplacement de la jupe de blocage 716 sous l'effet de la pression de la clé 304. Le ressort 702 est alors écrasé jusqu'à ce que l'espace 704 ait disparu. La rotation de la clé 304 permet alors de sélectionner l'élément de liaison 104, 106 désiré, c'est-à-dire le piston 108, 110 désiré. Le relâchement de la pression exercée par la clé 304 permet la libération du ressort 702 qui repousse la jupe de blocage 716, rétablit l'espace 704 et permet la mise en place du plot de guidage 706 dans l'une des rainures de maintien.

Le procédé de sélection de l'un des pistons 108, 110 selon le deuxième mode de réalisation comprend donc: -une étape de déverrouillage de la jupe 716 par enfoncement de la jupe de blocage 716 et par libération du plot de guidage 706 des rainures de maintien; -une étape de rotation de l'élément de commutation 126, grâce par exemple à la clé 304; -une étape de fin de rotation de l'élément de commutation 126, par butée du plot de guidage 706 dans les limites de la rainure de guidage; -une étape de verrouillage de la jupe de blocage 716 par pénétration du plot de guidage 706 dans l'une des rainures de maintien.

D'une manière similaire au premier mode de réalisation, des poussoirs de maintien 212 dans les rainures de maintien 214 peuvent être mis en place entre les éléments de liaison 104, 106 et l'élément de commutation 126.

Dans les deux modes de réalisation décrit, l'orifice 128 permet un accès facile à l'élément de commutation 126, mais dans le cas où l'existence de l'orifice 128 n'est pas souhaitable, une douille fermée peut venir boucher l'orifice 128. Il est alors possible d'accéder à l'élément de commutation 126 en retirant la douille de l'orifice 128.

D'une manière générale, le procédé de sélection de l'un des pistons 108, 110 comprend: -une étape de libération de l'élément de commutation 126; une étape de rotation de l'élément de commutation 126; - une étape de blocage de l'élément de commutation 126.

Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples et modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art.

Par exemple l'invention a été plus particulièrement décrite à partir d'un mandrin qui agit par serrage par l'intérieur des mors sur une pièce, mais elle s'applique également à un mandrin qui agit par serrage par l'extérieur des mors.

L'invention peut aussi s'appliquer à tout système de serrage ou préhension du type pince, expansible, membrane, diaphragme ou tout moyen de serrage réglable par effort de traction ou de poussée.

La clé a été décrite comme un élément qui vient se placer sur l'élément de commutation, mais elle peut être constituée d'une tige fixée sur l'élément de commutation et traversant radialement le mandrin ou le tube de broche 116 vers l'extérieur à travers un orifice dimensionné pour lui autoriser une rotation suffisante pour sélectionner l'un des pistons.

L'invention a été décrite à partir d'une broche à deux pistons, mais elle est peut s'adapter dans le cas où il y a plus de deux pistons.

Les positions des rainures et des formes complémentaires et les positions des plots ou clavettes et baïonnettes correspondants peuvent être inversées.

Claims (23)

REVENDICATIONS

1) Broche pour machine-outil (100) comprenant: -un tube de broche (116); -un mandrin (102) muni de mors (122) et fixé à l'une des extrémités du tube de broche (116); -au moins un premier (104) et un deuxième (106) éléments de liaison adaptés à actionner alternativement le mandrin (102) par l'intermédiaire d'un élément de commutation (126); -le premier (104) et le deuxième (106) éléments de liaison étant adaptés à être actionnés par au moins un actionneur (108, 110), caractérisée en ce que l'élément de commutation (126) et le premier (104) et le deuxième (106) éléments de liaison coopèrent par l'intermédiaire d'un système à baïonnettes (130, 132, 302, 402) agencé de manière à permettre la sélection de l'un ou l'autre des éléments de liaison (104, 106).

2) Broche selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments de liaison (104, 106) sont munis de baïonnettes (130, 132) et en ce que l'élément de commutation (126) comprend un corps (202) muni de formes complémentaires (302, 402) d'emboîtement.

3) Broche selon la revendication 2, caractérisée en ce que les baïonnettes (130) du premier élément de liaison (104) et les baïonnettes (132) du deuxième élément de liaison (106) sont décalées d'un angle autorisant l'emboîtement d'une seule des séries de baïonnettes (130, 132) avec les formes complémentaires (302, 402) correspondantes.

4) Broche selon la revendication 3, caractérisée en ce que la sélection de l'un des éléments de liaison (104, 106) est réalisée par la rotation d'une amplitude correspondant audit angle, de l'élément de commutation (126).

5) Broche selon la revendication 4, caractérisée en ce que le mandrin (102) comprend une bague de commande (118) solidaire en translation avec le corps (202) de l'élément de commutation (126); des moyens de commande (120) des mors (122) qui coopère avec la bague de commande (118) pour transformer le déplacement axial de la bague de commande (118) en un déplacement radial des mors (122).

6) Broche selon l'une des revendications 4 à 5, caractérisée en ce qu'elle comprend un système (404, 802, 706, 708) qui bloque l'élément de commutation (126) dans deux positions alternatives qui correspondent à la sélection de l'un ou l'autre des éléments de liaison (104, 106) et autorise la rotation de l'élément de commutation (126) entre ces positions de blocage.

7) Broche selon la revendication 6, caractérisée en ce que ledit dispositif comprend au moins une clavette (404) solidaire de l'élément de commutation (126); et un dispositif (802) réalisé dans le mandrin (102) et adapté à bloquer et à guider la clavette (404).

8) Broche selon la revendication 7, caractérisée en ce que le dispositif (802) comprend une première rainure de maintien (502); une deuxième rainure de maintien (602) et une rainure de guidage (504) pour guider la clavette (404) de la première rainure de maintien (502) vers la deuxième rainure de maintien (602) et inversement.

9) Broche selon la revendication 8, caractérisée en ce que le passage de la clavette 20 (404) d'une rainure de maintien (502, 602) à la rainure de guidage (504) correspond à une position particulière des mors (122).

10) Broche selon la revendication 9, caractérisée en ce que la position particulière des mors (122) correspond au serrage maximum des mors sans pièce.

11) Broche selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisée en ce que la bague 25 de commande (118) est solidaire en rotation avec le corps (202) de l'élément de commutation (126), en ce que les moyens de commande des mors (122) comprennent au moins un levier (120), chacun étant muni d'un bras (136) et en ce que durant la phase de guidage, la rotation de la bague de commande (118) n'engendre aucun effort de frottement sur les bras (136) des leviers (120).

12)Broche selon la revendication 11, caractérisée en ce que les bras (136) des leviers (120) coopèrent avec la bague de commande (118) par l'intermédiaire d'un usinage (138) circulaire.

13) Broche selon l'une des revendications 7 à 12, caractérisée en ce que l'élément de commutation (126) comprend une jupe d'étanchéité (206) solidaire du corps (202).

14) Broche selon la revendication 6, caractérisée en ce que ledit système comprend au moins au moins un plot de guidage (706) solidaire de la bague de commande (118) et un dispositif (708) réalisé dans une jupe de blocage (716) de l'élément de commutation (126) et adapté à bloquer et à guider le plot de guidage (706).

15) Broche selon la revendication 14, caractérisée en ce que le dispositif (708) comprend une première et une deuxième rainure de maintien; et une rainure de guidage pour guider le plot de guidage (706) de la première rainure de maintien vers la deuxième rainure de maintien et inversement.

16) Broche selon la revendication 15, caractérisée en ce que la jupe de blocage (716) et le corps (202) de l'élément de commutation (126) sont libres en translation l'un par rapport à l'autre et en ce que les positions de blocage correspondent à un écartement maximum de la jupe de blocage (716) et du corps (202).

17) Broche selon la revendication 16, caractérisée en ce que l'écartement maximum de la jupe de blocage (716) et du corps (202) est généré par un ressort (702) placé entre eux.

18) Broche selon la revendication 17, caractérisée en ce que le passage du plot de guidage (706) d'une rainure de maintien à la rainure de guidage correspond à l'enfoncement de la jupe de blocage (716).

19) Broche selon l'une des revendications 14 à 18, caractérisée en ce que la jupe de blocage (716) est une jupe d'étanchéité.

20) Broche selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisée en ce que les éléments de liaison (104, 106), l'élément de commutation (126) et la bague de commande (118) ont des formes de cylindre creux débouchant à travers le mandrin (102) par un orifice (128).

21) Broche selon la revendication 21, caractérisée en ce que l'élément de commutation (126) est muni d'encoches (204) adaptées à recevoir des ergots (410) d'une clé (304).

22)Broche selon l'une des revendications 1 à 21, caractérisée en ce que au moins l'un des éléments de liaison (104) est muni de poussoirs de maintien (212), en ce que l'élément de commutation (126) est muni de rainures de maintien (214), et en ce que poussoirs de maintien (212) et les rainures de maintien (214) collaborent pour réaliser un maintien en rotation de l'élément de commutation (126).

23) Machine-outil caractérisée en ce qu'elle comprend une broche selon l'une des revendications précédentes.