Brevet FR2027181A1 — publié le 19700925

La présente invention concerne généralement et a essentiellement pour objet tan dispositif formant alésoir mécanique ou à machine réglable ou analogue du type comportant un fût formant queue, tige, corps ou analogue et une tête d!alésoir en forne 5 de douille annulaire, ondulée sans fin er sectd cr transversale et pourvue d'arrêtes eu lèvres coupantes qui sont disposées sur des épaulements constitués par des parties saillantes radiales sur la tête d'alésoir, la tête d'alésoir étant élasti-quement serrée autour d'un corps de dilatation ou d'un élément 10 d'expansion analogue, entre d'une part ledit corps de dilatation appliqué contre l'intérieur de ladite tête d'alésoir et placé en liaison rigide avec la queue d'alésoir et d'autre part un manchon monté coulissant sur la queue d'alésoir et prenant appui contre un écrou vissé sur la queue, tandis que ladite tête 15 d'alésoir est radialement expansible ou dilatable par déplacement axial relativement au corps de dilatation et prend appui contre ledit corps de dilatation seulement par une partie avant 'colique de ses crêtes d'ondulations internes. L'invention se rapporte également aux diverses applications ,et utilisations de ce 20 dispositif ainsi qu'aux systèmes, ensembles, machines, mécanismes, outils, équipements et installations qui en sont pourvus. Un tel alésoir mécanique ou à machine est connu par le brevet suisse N° 275 208 et y est décrit en tant que l'un des deux modes de réalisation, équivalents en principe d'alésoirs réglables à 25 machine du type précité. Ces deux variantes d'exécution se différencient dans l'ensemble seulement par le fait que la tête d'alésoir est disposée , dans une première variante d'exécution, entre un organe de dilatation ou d'expansion pourvu d'un orifice fileté ou taraudé et vissé sur un bout d'axe fileté à l'extrémité 30 avant de la queue d'alésoi^t un collet, formant bride ou rebord sur la queue d'alésoir tandis que dans la deuxième variante d'exécution, elle est montée entre un organe de dilatation ou d'expansion formant l'extrémité avant de la queue d'alésoir et un manchon à bride ou à plateau déplaçable ou coulissant sur la . 35 queue et prenant appui contre un écrou vissé sur la queue. Dans le premier mode de réalisation, la tête d'alésoir est donc fermement appliquée par sa face arrière o^ dorsale contre un collet ou rebord prévu sur la queue ca le fût d'.alésoir et se laisse régler par vissage plus ou nujus ;rand, sur le bout d'axe 4 0 fileté prévu sur la queue d'alésoir, du corps de dilatation BAD ORJGINAl/ 69 43928 2 2027181 pénétrant par l'avant dans la tête. Dans le second mode de réalisation, la tête d'alésoir s'applique au contraire fermement ou fixement contre l'organe de dilatation pénétrant par l'avant dans celle-ci et formant l'extrémité avant de la queue d'alésoir, 5 et se laisse régler ou ajuster par déplacement d'un manchon à bride ou à plateau s'appliquant contre sa face arrière ou par rotation d'un écrou vissé sur la queue et formant appui pour le manchon à bride. Comme la tête d'alésoir s'applique fixement à l'arrière contre la queue d'alésoir dans la première variante 10 de réalisation et fixement à l'avant contre la quéue d'alésoir ou centre l'organe de dilatation formant l'extrémité avant de celle-ci dans la seconde variante de réalisation, la tête d'alésoir peut être, lors de l'assemblage de 1'alésoir dans le premier mode de réalisation, enfilée par l'avant sur la queue d'alésoir ou 15 sur le bout d'axe fileté à l'extrémité avant de la queue d'alésoir, tandis que la tête d'alésoir dans la seconde variante de réalisation doit être enfilés par l'arrière par dessus la queue entière lors de l'assemblage de l'alésoir, auquel cas le manchon à bride doit alors ensuite être enfilé et qu'ensuite l1écrou, prévu pour 20 l'appui dudit manchon, doit être vissé ^sur la queue ou le fût. Il en résulte que le secoad mode de réalisation est à considérer pratiquement seulement pour des formes d'exécution de l'alésoir à machine dans lesquelles la largeur d'ouverture intérieure de la tête d'alésoir en forme de douille annulaire est plus grande que 25 le plus grand diamètre de la queue d'alésoir dans la région comprise entre l'extrémité arrière de la queue d'alésoir et 1'organe'de dilatation disposé à son extrémité avant, tandis qu'au contraire dans la première variante de réalisation subsiste seulement la condition que le diamètre extérieur de la tête 30 d'alésoir soit plus grand que le plus grand diamètre de la queue d'alésoir. En conséquence le second mode de réalisation n'était utilisable que pour des diamètrès.'d'alésoir relativement grands, tandis que le premier mode de réalisation devait être appliqué dans le cas de diamètres d'alésoir relativement petits et moyens. 35 En comparaison avec la seconde variante de réalisation, la première variante de réalisation n'offre alors cependant pas des précisions si grandes relativement au feux-rond de la tête d'alésoir et cela parce qu'un organe de dilatation, vissé sur un bout d'axe fileté, même quand les filetages respectivement 40 de l'orifice fileté ou taraudé de l'organe, de dilatation et du 43928 3 2027181 bout d'axe fileté prévu sur la queue d'alésoir sont rectifiés, ne permet pas un si bon centrage qu'un élément de dilatation ou d'expansion relié en une seule pièce.à la queue d'alésoir conformément à la seconde variante de réalisation et parce qu'en 5 outre dans le cas d'un organe de dilatation vissé sur un bout d'axe fileté, il subsiste la possibilité que l'axe longitudinal de l'organe de dilatation et l'axe longitudinal de la queue d'alésoir ou du bout d'axe fileté prévu sur la queue d'alésoir ne soient pas exactement alignés l'un par rapport à l'autre, par 10 exemple du fait que la répartition des points d1 ap;pl" cata cr de pression entre le filetage intérieur dans l'organe de dilatation et 3e filetage extérieur siir le bout d'axe fileté n'est pas entièrement uniforme en direction périphérique. Au cours de 1'eutomatisation toujours plus étendue de la 15 fabrication ou production industrielle, les exigences concernant le faux-rond maximal admissible d'alésoirs à machine sont alors cependant justement toujours plus grandes et cela en fait en particulier aussi dans les domaines des petits et moyens diamètres d'alésoir pour lesquels jusqu'à présent seule la 20 première variante d'exécution pouvait être prise en considération pour les raisons mentionnées ci-dessus. XI serait alors bien théoriquement possible de satisfaire à ces exigences élevées par le fait que l'on passe à la deuxième variante d'exécution également dans les domaines des petits et moyens diamètres 25 d'alésoir. Ceci imposerait cependant la condition que les diamètres de queue ou de fût devraient être considérablement réduits pour permettre l'emploi de la deuxième variante d'exécution pour des petits et moyens diamètres d'alésoir. A ceci s'oppose cependant le fait qu'en premier lieu pour des raisons 30 de résistance mécanique et de stabilité et en deuxième lieu aussi à cause de la transformation de rééquipement nécessaire du parc à machines de l'industrie pour l'adapter à des supports à dimensionnement plus petit correspondant • pour les queues d'alésoir, une telle réduction du diamètre de fût ou de queue 35 ne peut pas être prise en considération. Le problème posé, se trouvant à la base de l'invention, consiste donc à créer un alésoir réglable à machine qui d'une part présente les avantages de la seconde variante de réalisation précitée relativement au centrage et à l'alignement précis ou ^0 exacts de l'axe longitudinal de 1'organe de dilatation et de BAD ORIGIMÂt 69 43928 4 2027181 l'axe longitudinal de la queue d'alésoir l'un par rapport à l'autre et par suite du faux-rond très réduit susceptible d'être obtenu et d'autre part n'impose toutefois pas la condition comme cette secon--de variante de réalisation que la tête d'alésoir doit 5 être enfilée ; par derrière par dessus toute la queue d'alésoir ou que la largeur d'ouverture intérieure de la tête d'alésoir doit être supérieure au diamètre de queue en son plus gros emplacement. Conformément à l'invention, ceci est obtenu avec un alésoir 10 à machine du type mentionné au début qui est caractérisé par une liaison vissée entre l'organe de dilatation et la queue d'alésoir avec un bout fileté disposé sur un prolongement à l'extrémité arrière de l'organe de dilatation et un alésage fileté ménagé dans la queue d'alésoir et comportant tin filetage 15 intérieur adapté au filetage extérieur sur le bout .fileté de l'organe de dilatation, respectivement une surface d'appui annulaire rectifiée suivant une surface plane sur le prolongement à l'extrémité arrière de l'organe de dilatation et sur la queue d'alésoir pour l'alignement des axes longitudinaux de l'organe 20 de dilatation et de la queue l'un par rapport à l'autre, et un • centrage d'axe avec un alésage de centrage rectifié dans la queue d'alésoir et un cylindre de centrage, s'ajustant dans l'alésage de centrage et prévu sur le prolongement à l'extrémité arrière de l'organe de dilatation. 25 Avantageusement, la surface d'appui sur la queue d'alésoir. peut être constituée par l'extrémité avant de la queue d'alésoir et la"surface d'appui sur le prolongement à l'extrémité arrière de l'organe de dilatation peut être constituée par un talon, gradin ou analogue sur ce prolongement. En outre, chacune des • 30 deux surfaces d'appui annulaire peut être avantageusement disposée respectivement au voisinage de l'une des extrémités de l'alésage de centrage ou du cylindre de centrage, de sorte qu'au moins la surface d'appui, disposée au voisinage de l'une des extrémités du cyclindre de centrage, puisse être rectifiée 35 au cours de la même opération de travail en même témps que la rectification du cylindre de centrage. Une forme d'exécution préférée du présent alésoir de machine comporte un organe de dilatation conique avecuœ portée cylindrique, formant une première partie du prolongement, à l'extrémité 40 arrière de l'organe de dilatation, de diamètre plus petit que 69 43928 5 2027181 la largeur d'ouverture interne de la tête d'alésoir, un talon ou gradin, formant la surface d'appui annulaire sur le prolongement à l'extrémité arrière de la portée cylindrique, une seconde portion du prolongement formant le cylindre de centrage et se raccordant 5 à la première portion, une pièce intermédiaire se raccordant au cylindre de centrage et à diamètre plus petit que celui du cylindre de centrage et une pièce terninale ou extrême f oimant le bout fileté du prolongement, ainsi qu'une disposition correspondante de l'alésage de centrage et de l'alésage fileté dans la queue d'alésoir. 10Pcur l'obtention d'un centrage aussi précis que possible de l'organe de dilatation, la pièce intermédiaire et le cylindre de centrage peuvent être avantageusement ensemble plus longs que l'organe de dilatation conique et la portée cylindrique. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristi-15ques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre, en se reportant au dessin schématique annexé, donné uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lequel : 20 -la figure 1 représente un exemple d'exécution d'un alésoir à machine selon l'invention ; -la figure 2 représente les pièces ou éléments détachés de l'alésoir à machine représenté sur la figure 1, avant leur assemblage ; 25 -la figure 3 est une vue de face ou de devant de la tête d'alésoir de l'alésoir à machine représenté sur les figures 1 et 2. L'alésoir à machine sur la figure 1 se compose, comme le montre la figure 2, d'un fût ou d'une queue d'alésoir 1 avec un alésage de centrage rectifié 2 et un alésage fileté 3, ainsi que d'une 30surface d'appui annulaire k rectifiée suivant une surface plane à son extrémité avant, d'un écrou 6 vissable sur le filetage extérieitr 5 sur la queue d'alésoir 1 , d'un manchon ou analogue 8 prenant appui par son extrémité arrière contre 1'écrou 6 et susceptible d'être enfilé sur l'extrémité avant rectifiée 7 de la 35queue d'alésoir 1, de la tête d'alésoir 9 et dix corps d'expansion ou organe de dilatation 10 pourvu d'un prolongement à son extrémité arrière, avec portée cylindrique 11, cylindre de centrage 12, pièce intermédiaire 13 et bout fileté 14. L'organe de dilatation 10 est pourvu sur sa face avant d'un 40trou hexagonal ou six pans 15 pour le serrage de la liaison vissée 69 43928 6 2027181 entre l'organe de dilatation 10 et la queue d'alésoir 1. La portée cylindrique 11 à l'extrémité arrière de l'organe de dilatation 10 présente un orifice ou perçage radial 16 dans lequel est inserée une cheville d'entraînement 17 qui sert 5 à la liaison solidaire en rotation entre la portée cylindrique 11 ou l'organe de dilatation 10 relié à celle-ci pour former une seule pièce et le tête d'alésoir 9> comme cela est visible en détail sur la vue de face ou de devant de la tête d'alésoir représent sur la figure 3-•jq Pour l'assemblage de l'alésoir, l'éGrou 6 est d'abord vissé sur le filetage 5 et ensuite le manchon 8 est enfilé sur l'extrémité avant 7 de la queue d'alésoir 1. Ensuite la tête d'alésoir 9 est enfilée sur le prolongement à l'extrémité arrière de l'organe de dilatation 10 jusqu'à ce qu'il se trouve -j cj sensiblement au voisinage de la portée cylindrique 11. Puis le tronçon ou segment, du prolongement à l'extrémité arrière de l'organe de dilatation 10, formé par le bout fileté 14, l'élément intermédiaire 13 et le cylindre de centrage 12, est introduit dans l'alésage prévu dans la queue d'alésoir et le 2q bout fileté 14 est bloqué par vissage dans l'alésage fileté 3 jusqu'à ce que la surface d'appui annulaire 18 à l'extrémité arrière de la portée cylindrique 11 s'applique fermement sur la surface d'appui annulaire k à l'extrémité avant de la queue d'alésoir. Quand les surfaces d'appui annulaires h et, 18 sont 2^ situées exactement dans des plans traversés perpendiculairement par 1'axe longitudinal de la queue d'alésoir ou de l'organe de dilatation et que le défaut de jonction plane de ces surfaces d'appui annulaires est suffisamment petit, l'axe longitudinal de l'organe de dilatation est exactement aligné avec précision par serrage à bloc sur l'axe longitudinal de la queue d'alésoir. En outre, lors de ce serrage à bloc, l'axe longitudinal de l'organe de dilatation est centré exactement avec précision par le cylindre de centrage l'alésage centreur 2 sur l'axe longitudinal de la queue d'alésoir, quand les faux-ronds du cylindre de centrage 12 et de l'alésage centreur 2 sont négligeabiement petits et que l'ajustement entre le cylindre de centrage 12 et l'alésage centreur 2 est très étroit. Après la fixation de la liaison vissée entre l'organe de dilatation 10 et la queue d'alésoir 1, l'écrou 6 est ensuite vissé vers l'avant kO ' ' 43928 7 2027181 jusqu'à ce que la partie • conique avant 19 des crêtes d'ondulations intérieures 20 de la tête d'alésoir 9 s'applique sur l'organe de dilatation 10 et est éventuellement dilatée ou élargie de la mesure ou quantité désirée. Pour le réglage tiltérieur de l'alésoir, 5 on doit alors chaque fois seulement faire tourner 1'écrou 6 de telle façon qu'il en résulte une dilatation, ou un élargissement supplémentaire de la partie coaique avant 1'9 des crêtes d'ondulations intérieures 20 de la tête d'alésoir 9 et par suite tin agrandissement correspondant du diamètre extérieur de la tête 10 d'alésoir 9 à son extrémité avant. Dans la configuration de construction du présent alésoir de machine, les points suivants sont à observer : en premier lieu, on doit veiller à ce que les surfaces d'appui annulaires 4 et 18 soient situées aussi exactement que possible à l'intérieur de 15 plans traversés perpendiculairement par les axes longitudinaux de la queue d'alésoir et de l'organe de dilatation. Ceci signifie qu'on doit veiller à ce que pendant la rectification de ces surfaces d'appui annulaires, les rotations de la queue d'alésoir et de l'organe de dilatation s'effectuent exactement autour de 20 leur axe longitudinal et que l'outil de rectification soit guidé exactement perpendiculairement à l'axe de rotation. On devrait alors obtenir si possible un défaut de planéïté de ces surfaces d'appui annulaires, lors de la rotation autour de l'axe longitudinal de la queue d'alésoir ou de l'organe de dilatation, qui soit 25 inférieur à 5 microns et même si possible inférieur à 3 microns. En second lieu, on doit veiller à ce que le faux-rond du cylindre de centrage 12 pendant la rotation de l'organe de dilatation 10 autour de son axe longitudinal et le faux-rond de l'alésage centreur 2 lors de la rotation de la queue d'alésoir autour de son axe 30 longitudinal soient aussi réduits que possible. Ils devraient avantageusement être inférieurs à 10 microns et si possible inférieurs à 5 microns. On doit alors veiller, lors de la rectification du cylindre de centrage 12 et de l'alésage centreur 2, à ce que l'organe de dilatation et la queue d'alésoir soient entraînés en 35 rotation aussi exactement que possible autour de leur axe longitudinal et que l'outil de rectification soit guidé aussi exactement parallèlement que possible à l'axe de yotatiO'n. On doit veiller en outre à ce que le diamètre du cylindre de centrage 12 et l'alésage centreur 2 concordent ou se correspondent avec une kO précision définie au moins à 10 microns près et si possible même 69 43928 8 2027181 à moins de 5 microns près. En troisième lieu, on doit avantageusement prévoir une pièce intermédiaire 13 entre le cylindre de centrage 12 et le bout fileté 14, de sorte que le cylindre de centrage 12 et la pièce intermédiaire 13 sont ensemble plus longs 5 que l'organe de dilatation 10 et la portée cylindrique 11. On obtient ainsi qu'une répartition non uniforme des points d'application entre le bout fileté ~\h et l'alésage fileté 3 le long de la périphérie de ceux-ci ne peut exercer aucune influence négative ou aucune influence négative essentielle sur le centrage et ' 10 l'alignement de l'axe longitudinal de l'organe de dilatation relativement à l'axe longitudinal de la queue d'alésoir. En outre la pièce intermédiaire 13 présente l'avantage que, par serrage à bloc du bout fileté 14 dans l'alésage fileté 3, elle peut être précontrainte dans une mesure telle que la force, avec laquelle 15 les deux surfaces d'appui annulaires k et 18 sont pressées l'une contre l'autre ou avec laquelle l'organe de dilatation 10 est mainteuu immobilisé, soit sensiblement plus grande que des forces éventuelles apparaissant lors de la mise en action de l'alésoir à machine et agissant en direction d'un décalage êxcentré de 20 l'organe de dilatation 10 et rende ainsi de telles forces inactives inopérantes ou inefficaces. En quatrième lieu, le faux-rond de l'extrémité avant 7 de la queue d'alésoir, sur laquelle est enfilé le manchon 8 et en outre aussi le faux-rond de l'alésage dans le manchon doivent être maintenus à une valeur aussi faible que 25 possible par tous moyens appropriés, et avantageusemerLt inférieure à lO microns et l'ajustement entre cette extrémité avant 7 et l'alésage dans le manchon 8 doit être rendu aussi étroit que possible ou présenter la plus petite tolérance possible. Par ailleurs, la longueur du manchon 8 doit être rendue aussi grande 30 que possible, grâce à cet ajustement à tolérance la plus étroite possible entre le manchon 8 et l'extrémité cylindrique 7 et une longueur aussi grande que possible du manchon 8. On obtient que l'axe longitudinal de la tête d'alésoir 9, qui s'applique par son extrémité arrière contre la face avant du manchon 8, est 35 exactement aligné avec l'axe longitudinal de la queue d'alésoir. Le centrage de la tête d'alésoir 9 .s'effectue alors au moyen de l'organe de dilatation 10. Afin qu'un alignement aussi précis que possible de l'ejee de la tête d'alésoir 9 avec l'axe longitudinal de la queue d'alésoir 1 soit obtenu, la face arrière de la 40 tête d'alésoir et au moins la face avant du manchon 8 devraient 43928 9 2027181 en outre subir une rectification plane. Avec des alésoirs à machines selon l'invention, on peut obtenir, pour des dimensions de queue non changées, des faux-ronds de la tête d'alésoir de moins de 10 microns,même dans le domaine 5 des petits et moyens diamètres d'alésoir, ce qui n'était pas possible jusqu'à présent dans ces domaines de diamètre. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens consti-10 tuant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de 1'invention. 4392-8 10 2027181 REVENDICATIONS 1. - Dispositif formant alésoir reglable à machine ou analogue du type comportant une queue d'alésoir et une tête d'alésoir interchangeable ou remplaçable en forme de douille annulaire avec arêtes coupantes et ondulées sans fin en section transver- 5 sale, qui sont disposées contre des épaulements formés par des parties radiales saillantes sur ladite tête d'alésoir, la tête d'alésoir étant élastiquement serrée ou encastrée autour d'un organe de dilatation ou d'expansion, entre ledit organe appliqué contre l'intérieur de ladite tête d'alésoir et placé en liaison 10 rigide avec ladite queue d'alésoir et Tin manchon monté coulissant sur ladite queue d'alésoir et prenant appui contre un, écrou vissé sur ladite queue, de sorte que ladite tête d'alésoir est radia— lement dilatable ou expansible par déplacement axial relativement audit organe de dilatation et prendappui contre ledit organe de 15 dilatation seulement par une partie conique avant de ses crêtes d'ondulations intérieures, caractérisé par une liaison vissée entre ledit organe de dilatation et ladite queue d'alésoir avec un bout fileté disposé sur un prolongement à l'extrémité arrière dudit organe de dilatation et un alésage fileté aménagé dans 20 ladite queue d'alésoir et comportant un filetage intérieur adapté au filetage extérieur prévu sur ledit bout fileté dudit organe de dilatation, un^e surface d'appui annulaire à rectification plaine prévue respectivement sur le prolongement à l'extrémité arrière dudit organe de dilatation et sur ladite queue d'alésoir 25 pour l'alignement mutuel ou réciproque des axes longitudinaux dudit organe de dilatation et de ladite queue l'un par rapport à l'autre, et un moyen de centrage d'axe comportant un alésage centreur rectifié dans ladite queue d'alésoir et un cylindre de centrage s'ajustant dans ledit alésage centreur sur le prolon-30 gement à l'extrémité arrière dudit organe de dilatation. 2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface d'appui précitée sur la queue d'alésoir précitée est formée par les extrémités avant respectives de ladite queue d'alésoir, tandis que la surface d'appui précitée sur le 35 prolongement à l'extrémité arrière de l1 organe de dilatation est formée par un talon, gradin ou analogue prévu sur ledit prolongement 69 43928 2027181 3- - Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chacune des deux surfaces d'appui annulaires précitées est disposée respectivement au voisinage, d'une extrémité de l'alésage centreur et du cylindre de centrage précités. 5 4. - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par un organe de dilatation précité conique comportant une portion cylindrique formant une première partie du prolongement précité à l'extrémité arrière dudit organe de dilatation de plus faible diamètre que la largeur d'ouverture 10 intérieure de la tête d'alésoir précitée, un talon ou gradin, à l'extrémité arrière de ladite portion cylindrique, formant la surface d'appui annulaire précitée sur ledit prolongement, une seconde partie dudit prolongement formant le cylindre centreur précité et se raccordant à ladite première partie, une pièce 15 intermédiaire se raccordant audit cylindre centreur et d'un diamètre plus petit que celui dudit cylindre centreur, et une pièce extrême ou terminale dudit prolongement, formant le bout fileté précité. 5. - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé eii ce 20 que la pièce intermédiaire précitée et le cylindre centreur précité sont ensemble plus longs que l'organe de dilatation conique précité et la portion cylindrique précitée.