Brevet FR2261514A1 — publié le 19750912

Lorsquton procède à un rodage ou à un micro-usinage (ou honing) il est connu de travailler à couple constant. A cet effet, l'appa- reil de rodage ou d'usinage comporte un dispositif qui détecte le couple auquel est soumis outil et des moyens pour déplacer, en fonction du couple ainsi détecté, l'outil ou son organe d'expansion s'il s'agit d'un outil expansible. On connatt des détecteurs de couple qui comprennent une barre de torsion interposée entre l'organe d'entratnement et organe entraîné, et des moyens pour déterminer la torsion de cette barre. Ces détecteurs ne présentent pas de jeu axial et évitent ainsi, dans le cas d'un appareil d'usinage ou de rodage, des perturbations de coupe qui diminueraient le rendement. Les détecteurs de couple à barre de torsion actuellement connus sont du type pneumatique et comportent une buse qui est portée par un élément solidaire de l'une des extrémités de la barre de torsion et est reliée par un joint tournant à un conduit d'arrivé d'air sous pression, un organe d'obturation de la buse etant portée par un autre élément solidaire de l'extremit opposee de la barre de torsion, de sorte que la pression de l'air en amont de la buse est fonction de la torsion de cette barre. Mais ces détecteurs de couple ne donnent pas satisfaction à cause de la présence du joint tournant qui se détruit relativement rapidement, assure une mauvaise étanchéité et ne peut etre luBri- fié de manièrelcorrecte. La présente invention a pour objet un détecteur de couple à barre de torsion, qui ne comporte pas de joint tournant et ne présente donc pas les inconvénients mentionnés ci-dessus. Le détecteur de couple selon l'invention comprend un bottier pratiquement rigide en torsion, dont une extrémité est propre à être reliée à un organe d'entraSnement ou à un organe entratné et dans lequel est disposée une barre de torsion, ladite extrémité du bottier étant solidaire de l'extrémité correspondante de ladite barre1 et est caractérisé en ce qutil comporte deux organes qui sont portés l'un par la seconde extrémité du bottier et l'autre par la seconde extrémité de la barre de torsion et qui sont l'un fixe par rapport à son élément de support, bolier ou barre de torsion, l'autre mobile axialement mais immobilisé en rotation par rapport au sien, en ce que chacun de ces deux organes comporte des rampes obliques, l'organe mobile étant soumis à des moyens élastiques de façon que les rampes obliques de l'un des organes soient maintenues appliquées contre les rampes obliques de l'autre organe, éventuellement' avec interposition d'éléments de roulement, et en ce que le détecteur comporte des moyens pour déterminer la position axiale de l'organe mobile par rapport à un bâti dans lequel le bottier est monté à rotation. En fonctionnement, le pivotement relatif des deux extrémités de la barre de torsion sous l'effet du couple, s'accompagne d'un déplacement axial relatif des deux organes, donc d'un déplacement axial de l'organe mobile par rapport au b ti. Ce déplacement est donc représentatif du couple. L'organe mobile peut, par exemple, & re solidaire d'un disque qui constitue l'une des armatures d'un condensateur dont l'autre armature est portée par le bats. La variation de capacité du condensateur représente le couple. Le bai peut également porter une buse qui est reliée à un conduit d'arrivée d'air sous pression et de débit calibré, et dont la sortie est dirigée axialement, l'organe mobile étant solidaire d'un disque obturant plus ou moins la buse suivant la position axiale dudit organe. Les moyens élastiques tendant à déplacer l'organe mobile vers l'organe fixe peuvent etre constitués par un joint d'étanchéité, en matière élastomère, interposé entre ledit organe mobile et le bottier, ou un élément solidaire de ce dernier. On a décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation du détecteur de couple selon l'invention, avec référence aux dessins annexés dans lesquels La Fig. 1 représente le détecteur, en partie en élévation, en partie en coupe axiale, La Fig. 2 est une vue en perspective de la barre de torsion, La Fig. 3 est une coupe transversale suivant ttt - III de la fig. 1. Tel qutil est représenté au dessin, le détecteur de couple est destiné à mesurer l'effort résistant auquel est soumis un outil d'usinage rotatif. I1 comprend un boitier 1 qui est rigide en torsion et dont l'extrémité la est filetée et propre à être vissée ds une portion taraudée d'une broche. A l'intérieur du bottier 1 est disposée une barre de torsion qui est désignée d'une façon générale par la référence 2. Comme on le voit plus particulièrement à la Fig. 2, cette barre de torsion comprend une collerette 3 qui est fixée à l'intérieur du bottier par une série de vis 4. Cette collerette 3 est prolongée par des lamelles radiales 5 relativement minces qui sont ellesnémès prolongées par une deuxième collerette 6. Cette dernière est fixée par des vis 7 sur une partie cylindrique 8a d'une pièce de fixation 8. L'outil, non représenté1 est fixé dans la pièce 8; il peut etre de type expansible, l'organe d'expansion traversant la barre de torsion 2. La pièce 8 comporte une collerette 8b contre laquelle est en appui une bague 9 montée pivotante autour de la partie cylindrique Sa de la pièce 8. La face plane de la bague 9 opposée à la collerette 8b se trouve à proximité de la face d'extrémité du bottier 1. Comme on le voit plus particulièrement à la Fig. 3, la bague 9 est fendue radialement et comporte un perçage 10 qui est parallèle à l'axe de la bague et dans lequel est engagé avec un jeu relativement important un doigt 11 fixé à la collerette 8b. Deux tiges filetées 12 sont vissées dans des alésages taraudés de la bague 9, qui débouchent dans le perçage 10. Ces tiges filetées sur lesquelles sont vissés des écrous de blocage 13, prennent appui sur le doigell et permettent ainsi de régler la position angulaire de la bague 9 par rapport à la pièce 8. Une vis 14 permet de rapprocher les deux bords de la fente radiale de la bague 9 et, par suite, de bloquer cette bague dans la position angulaire désirée. Une jupe 15, qui a sensiblement meme diametre extérieur que la bague 9, peut se déplacer axialement sur l'extrémité du bottier 1, adjacente à cette bague, mais est empechée de pivoter par rapport à ce bottier par une clavette 16. La face d'extrémité de la bague 9 comporte des rampes obliques 17 en regard desquelles se trouvent des rampes obliques 18 de la jupe 15. Des billes 19 maintenues par un capotage 20 sont interposées entre les rampes 17 et 18. Le bottier 1 est monté à rotation par des roulements 21 cans un bati fixe 22. Ces roulements prennent appui sur un épaulement externe lb du boitier et ce dernier est maintenu en place par un jonc fendu 23. Dans le b ti 22 est montée une buse 24 qui est reliée à une conduite d'air comprimé sur laquelle est interposé un régulateur de débit constitué par exemple par un gicleur. Cette conduite est reliée, en aval du régulateur de débit, à un manomètre ou à un dispositif de commande sensible à la pression régnant dans la conduite; ce dispositif peut, par exemple, régler une vanne ou fournir une tension qui est fonction de cette pression. La jupe 15 est solidaire d'un disque 25 qui s'détend sensiblement dans un plan perpendiculaire à l'axe du boîtier 1 et se trouve devant l'orifice de sortie de la buse 24, à proximité de cet orifice. Un joint en matière élastomère 26, qui sert en meme temps de ressort de rappel, est interposé entre le disque 25 et le roulement 21 adjacent. Lorsqu'un couple est transmis par la barre 2, cette dernière subit une torsion proportionnelle au couple qui lui est appliqué de sorte que la bague 9 pivote par rapport à la jupe 15. Par suite de la présence des rampes 17 et 18 et des billes 19, la jupe 15 s'écarte axialement de la bague 9 en comprimant le joint 26. Le disque 25 se rapproche ainsi de -I'orlfice de sortie de la buse 24, ce qui entrante une augmentation de pression dans la conduite reliée à cette buse. On obtient ainsi une pression qui est représentative du couple imprimé à l'outil fixé à la pièce 8. Un réglage est possible soit en déplaçant axialement la buse 24, soit en faisant pivoter la bague sur la pièce 8, à l'aide des vis 12. I1 va de soi que la présente invention ne doit pas etre cons il dérée comme limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais en couvre au contraire toutes les variantes C'est ainsi, en particulier D que le disque 25 et la buse 24 pourraient etre remplacés par des moyens magnétiques ou capacitifs comprenant un élément solidaire du bâti 22 et un élément solidaire de la jupe 15 et fournissant un signal représentatif du déplacement axial de cette jupe 15 donc du couple imprimé à l'outil. REVEND ICAT IONS I. - Détecteur de couple qui comprend un bottier pratiquement rigide en torsion0 dont une extrémité est propre à etre reliée à un organe d' entraînement ou à un organe entraîné et dans lequel est disposée une barre de torsion, ladite extrémité du boîtier étant solidaire de l'extrémité correspondante de ladite barre, caractérisé en ce qu'il comporte deux organes qui sont portés l'un par la seconde extrémité du bottier et l'autre par la seconde extrémité de la barre de torsion et qui sont l'un fixe par rapport à son élément de supporte bottier ou barre de torsion, l'autre mobile axialement mais immobilisé en rotation par rapport au sien, en ce que chacun de ces deux organes comporte des rampes obliques, 1' organe mobile étant soumis à des moyens élastiques de façon que les rampes obliques de l'un des organes soient maintenues appliquées contre les rampes obliques de l'autre organe, éventuellement avec interposition d'éléments de roulement, et en ce que le détec teur comporte des moyens pour déterminer la position axiale de 1' > gane mobile par rapport à un b ti dans lequel le bottier est monté à rotation. 2. - Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le b ti porte une buse qui est reliée à un conduit d'arrivée d'air sous pression et de débit calibré, et dont la sortie est dirigée axialement, l'organe mobile étant solidaire d'un disque obturant plus ou moins la buse suivant la position axiale dudit organe. 3. - Détecteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens élastiques tendant à déplacer l'organe mobile vers organe fixe sont constitués par un joint d'étanchéité, en matière élastomère, interposé entre ledit organe mobile et le bottier, ou un élément solidaire de ce dernier. 4. - Détecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la barre de torsion est constituée par une série de lamelles disposées sensiblement axialement et interposées entre deux portions de fixation. 5. - Détecteur selon ltune quelconque des revendications pré cédentes, caractérisé en ce que l'organe mobile est constitué par une jupe cylindrique.