Brevet FR2377061A1 — publié le 19780804

L'invention concerne un appareil limiteur de couple. t'objet de l'invention se rattache au secteur technique des accessoires de machines-outils du type taraudeuses, notamment. tes appareils limiteurs de couple d montage rapide s'adaptent sur des mandrins de taraudage ou sur des broches et sont employés notamment sur les machines transfert. Ces appareils li miteurs de couple sont nécessaires pour éviter les bris de tarauds dans la pièce lorsque celui-ci rencontre un obstacle offrant une certaine résistance (défaut du métal copeaux...), ou lorsque le trou à tarauder est borgne. Ces appareils limiteurs de couple se présentent soit sous la forme de disques du type embrayage en friction l'un contre l'au- tre, soit sous la forme de crabots, c'est-a-dlre de tenons sur une pièce coopèrant avec des entailles correspondantes sur l'au- tre pièce. De tels appareils présentent certains inconvénients et notamment pour les dispositifs à disques, une limitation importante en puissance par le fait que ces dispositifs fonctionnant par friction, n'acceptent pas de couples importants pour une surface de contact minimum. D'autre part les disques chauffent et leur seuil d'entrée en action se modifie avec la température. Pour les limiteurs à crabots, l'inconvenient majeur réside dans le fait que les tenons claquent dans les entailles lorsque le couple est atteint et cela pendant tout le temps du débrayage, c'est è-dire jusqu' ce que la marche arrière soit enclenchée. Il est évident que ces claquements répétas sont bruyants et surtout dd- tèriorent les faces de contact des tenons et des entailles. Suivant l'invention, on a voulu éviter ces inconvënients et apporter de notables améliorations en créant un appareil limiteur de couple, soit intégré dans la fabrication du mandrin, soit constitué d'une cellule inddpendante non sensible d la tempra- ture dégagée par l'action et supprimant les chocs répétées nuisibles à la fiabilité des pièces, tout en offrant une efficacité de fonctionnement très sure pour un prix de revient sensiblement égal et nn encombrement minimum. L'appareil limiteur de couple suivant l'invention est remarguable en ce qu'il est constitud par des tenons formés dans la bague entratnée par le mandrin ou la broche de la machine et entraînant une couronne présentant des entailles correspondantes et qui est reliée au porte-taraud par 1'intermédiaire de billes lois dans des cavités dn porte-taraud et de la couronne ; les dites billes sortant de leur logement dans la couronne lorsque le couple est atteint et roulant sur des rampes de la couronne afin de l'écarter de la bague d'entraînement pendant le temps du débraya- ge, et se déplaçant dans leur cavité lors de la marche arrière par l'action des rampes et d'un organe élastique de pression de la couronne sur la bague d'entrainement. Ces caractéristiques et d'autres ressortiront de la desoiption qui suit. Pour fixer l'objet de l'invention, sans toutefois le limiter, dans les dessins annexés : La figure l est une vue en coupe longitudinale de l'appareil limiteur de couve. La figure 2 est une vue illustrant par une demi-vue extérieure et par une demi-vue en coupe 1'introduction d'un taraud dans 1' appareil. La figure 3 est une vue en coupe considérée suivant la ligne 3-3 de la figure i, montrant les tenons de la bague d'entraînement. La figure 4 est une vue en coupe considérée suivant la ligne 4-4 de la figure l, illustrant les entailles de la couronne et sa liaison avec le porte-taraud, représentée ici en position ddbra- yée. La figure 5 est une vue perspective de la couronne portant les entailles, les rampes et les logements de b-illes. La figure 6 est une vue en coupe considérde suivant la ligne 6-6 de la figure 5. Les figures 7 à 12 illustrent schématlquement le fonctionnement du limiteur de couple suivant l'invention. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant sous une forme non limitative de réalisation illustrée aux figures des dessins. L'appareil limiteur de couple comprend un porte-taraud 12 sous forme de fourreau dont la gorge d'extrémité 12a s'engage dans le mandrin de taraudage ou la broche de la machine où des billes escamotables retiennent le porte-taraud par sa gorge sans l'çmpê- cher de tourner. C'est le montage rapide bien connu qu'il est inutile de développer plus. Le porte-taraud présente également de manière connue dans sa partie axiale un orifice 12b suivi d'une ouverture polygonale 12c (carre par exemple) destinée à entraîner en rotation l'ex trématé correspondante R1 d'un taraud R (figure 2) qui est introduit dans l'alésage 13a d'une douille 13 montée à coulissement dans un alésage 12d du porte-taraud. Cette douille présente des orifices coniques 13b également répartis sur la circonférence, dans lesquels sont placées des billes 14 dont le diamètre est légèrement plus grand que l'épaisseur de la paroi de la douille. Ces bille poussées par le taraud que l'on introduit, s'effacent en se logeant dans des cavités 12e du porte-taraud (figure 2) et laissent passer la queue du taraud. Lorsque le taraud est en butée dans son logement-entratneur 12c, un ressort à boudins 15 interposé entre la douille et le fond de l'alésage 12d, repousse la douille, ce qui a pour effet dè coincer le taraud par les billes 14 roulant sur les rampes d'accès des cavités 12e. Dans sa partie médiane le porte-taraud présente une portée cylindrique 12f sur laquelle sont exécutes des empreintes 12q sensiblement demi-sphériques et régulièrement réparties sur la circonférence (3 à 1200 dans l'èxemple illustré). Ces empreintes reçoivent des billes 16 qui sont retenues dans leurs logements 12q par appui des cavités 17a formées sur le diamètre intérieur 17b d'une couronne 17 qui joue ainsi le rôle d'un chemin de roulement pour les billes 16. Sur la face arrière lisse de la couronne s'appuie une rondelle 18 engagée librement autour du porte-taraud et posfltionnée en butée contre une face de la portée 12f. La couronne et la rondelle sont maintenues constamment en appui contre une bague 19 par un ressort à boudins 20 dont la pression est règlée par un écrou 21 vissé dans une bague de recouvrement 22 et bloqué en position par tous systèmes tels que blocage de filets par la vis 23 traversant une fente- 21a de 1' écrou (figure 2). La rondelle 18 d'appui du ressort 20 joue le rôle d'un-embrayage à friction. La bague de recouvrement 22 présente un alésage 22a dans lequel est montée à force la bague 19 en butée contre un épaulement 22b et présentant des sailles en secteurs 19a pour être entraînée par les moyens complémentaires du mandrin ou de la broche de la machine. Sur sa face avant, la bague d'entraînement 19 présente des tenons en secteurs 19b régulièrement répartis sur la circonférence (3 dans l'exemple illustré), et dont une face latérale est inclinée (figure 3). Ces tenons coopèrent avec des entailles correspondantes 17c sur la couronne 17 afin de l'entrai- ner en rotation. La couronne 17 présente encore d'un côté des cavités 17a de logement des billes 16, des rampes 17d sensiblement d mi-hauteur de la couronne et suivant une profondeur (figure 6) plus importante que celle des entailles 17c et correspondant à peu près au diamètre des billes 16. Ces rampes présentent encore une légère pente, en ce sens que la cote h au fond de la rampe (prés des entailles) est plus faible que la cote 1 au raccordement avec la cavité 17a (figure 6). On décrit maintenant le fonctionnement du limiteur de couple en se référant aux figures 7 à 12 des dessins. Dans la position de taraudage illustrée aux figures 7 et 8, la bague d'entrainement 19 tourne dans le sens de la flèche F3 et la face inclinée 1 de ses tenons s'appuie sur la face correspondante 17e des entailles de la couronne en entraînant en rotation cette dernière (donc le taraud). Dans cette position, les billes 16 montées dans les empreintes du porte-taraud sont engagées dans les cavités 17a de la couronne (figure 8). Lorsqu'un obstacle arrête le taraud (copeaux, défauts, trou borgne,...), le porte-taraud s'arrête et la face inclinée 17e glisse sur la face inclinée 19c (figure 9), jusqu' échapper è cette face (traits interrompus, figure 9). Dans cette action de recul de la couronne qui continue d tourner jusqu'au débrayage complet, les billes se retrouvent au niveau des rampes 17d faisant suite aux cavités 17a. Ces rampes glissent sous les billes (figure 10).Au débrayage complet, les fonds de rampes butent sur les billes et du fait que la profondeur de ces rampes est plus importante que celle des entailles 17c, la couronne n'a plus de contact avec la bague d'entraînement. tors de l'inversion du sens de marche, la couronne 17 est sollicitée dans le mêr me sens par l'intermédiaire de l'ensemble 19 - 22 - 21 - 20 - 18 l'action du ressort, dans ce cas, étant comparable à un accouplement élastique qui entraîne par friction la rondelle 18 dont la face en friction avec la couronne 17 agit comme un disque d'embrayage permettant le réenclenchement du système nécessaire au retour du taraud, assurant ainsi le réarmement de l'appareil limiteur de couple pour ltopération suivante. (figure 12, flèche F4).Etant donné que les rampes présentent une légère déclivité en direction des cavités 17a, les billes retrouvent leur place facilement dans ces cavités (figure 12), tandis que les entailles de la couronne sont de nouveau en prise avec les tenons de la bague d'entraînement qui entraîne alors la couronne par appui des faces droites respectives 19d et 17f (figure 11), dans le sens des flèches F5 en vue du retour du taraud. Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on souligne - Le débrayage silencieux pendant toute sa durée par écartement permanent des tenons et des entailles par recul de la couronne, ce qui évite l'usure des pièces en contact comme dans les dispositifs classiques dont les tenons et les entailles continuent de se rencontrer pendant le débrayage. - La réalisation simpleet l'efficacité de l'appareil limiteur de couple même sous de petits volumes, ce qui permet une utilisation très diversifiée, notamment sur des machines-transferts et dans des endroits peu accessibles. L'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d' application non plus qu'a' ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayantplus spécialement été indiqués ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS -1- Appareil limiteur de couple du type comprenant un portetaraud à montage rapide dans le mandrin ou la broche de la machine et également à montage rapide du taraud entraîné en rotation par une bague reliée à la broche de la machine par des organes d'entrainement, caractérisé en ce qu'il est constitué par des tenons formés dans la bague entraînée par le mandrin ou la broche de la machine et entraînant une couronne présentant des entailles correspondantes et qui est reliée au porte-taraud par l'intermédiaire de billes logées dans des cavités du porte-taraud et de la couronne ; les dites billes sortant de leur logement dans la couronne lorsque le couple est atteint et roulant sur des rampes de la couronne afin de l'écarter de la bague d'entraînement pendant le temps du débrayage, et se replaçant dans leur cavité lors de la marche arrière par l'action des rampes et d'un organe élastique de pression de la couronne sur la bague d'entraînement. -2- Appareil limiteur de couple suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les cavités ou logements de billes de la couronne sont régulièrement réparties sur l'alésage intérieur et sont réalisées sur toute la hauteur de la couronne. -3- Appareil limiteur de couple suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les rampes de la couronne sont en nombre égal aux cavités et sont réalisées sensiblement a' mi-hauteur de la couronne ou sur une profondeur sensiblement égale au diamètre des billes ; ces rampes commençant au niveau des cavités et s'étendant en légère montée ou pente ascendante, jusqutaw entailles. -4- Appareil limiteur de couple suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe élastique de pression de la couronnksur la bague d'entraînement est un ressort à boudins dont la pression est réglée par appui sur une rondelle butée contre la portée å billes du porte-taraud et sur un écrou vissé et bloqué dans le filetage d'une bague de recouvrement solidaire de la bague d'en trainement. -5- Appareil limiteur de couple suivant les revendications 1, 2, 3 et 4 ensemble, caractérisé en ce que la rondelle d'appui asso citée au ressort à boudins joue le rale d'un embrayage à disque lors de l'atteinte du couple par glissement par rapport å la couronne et lors de l'inversion de marche. -6- Appareil limiteur de couple suivant les revendications 1, 2, 3, 4 et 5 ensemble, caractérisé en ce que dans le sens de rotation correspondant au taraudage, les tenons de la bague d'entraînement s'appuient sur les entailles correspondantes de la couronne par leurs faces respectives inclinées, le porte-taraud tournant par 1' intermédiaire de la liaison à billes ; lorsqu'un obstacle arrête le taraud, les faces inclinées des entailles glissent sur les faces correspondantes des tenons jusqu' se désaccoupler ; ce recul de la couronne permettant aux billes d'être au niveau des rampes qui peuvent ainsi passer sous les billes et buter contre elles par leur fond en maintenant ainsi les entailles désaccouplées des tenons pendant tout le temps du débrayage ; lors de l'enclenche- ment de la marche arrière, la couronne est sollicitée dans le mê- me sens par la bague reliée au mandrin àu b la broche ; le ressort entraînant la rondelle d'appui dont la face d'appui avec la couronne agit comme un disque d'embrayage, permettant le réenclenchement du système nécessaire au retour du taraud et assurant le réarmement de l'appareil limiteur de couple.