Brevet FR2376720A1 — publié le 19780804

L'invention concerne un appareil limiteur de couple. L'objet de l'invention se rattache au secteur technique des accessoires de machines-outils du type taraudeuses notamment. tes mandrins ou les broches employés actuellement en particulier sur les machines transfert, présentent généralement un dispositif limiteur de couple nécessaire 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 dispositifs limiteurs de couple se présentent soit sous la forme de disques du type embrayage en friction l'un contre 1' autre, soit sous la forme de crabots, c'est-#-dire de tenons sur une pièce coopérant avec des entailles correspondantes sur l'au- tre pièce. Ces limiteurs de couple presentent certains inconvénients et notamment pour les dispositifs à disque4 une limitation importante en puissance par le fait que ces dispositifs fonctionnant par friction, n'acceptent pas de couples important 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 å crabots, l'inconvssnient majeur réside dans le fait que les tenons claquent dans les entailles lorsque le couple est attint et cela pendant tout le temps du débrayage, c'est-d-dire jusqu'à ce que la marche arrière soit enclenchée.Il est évident que ces claquements répétés sont bruyants et surtout detèriorent les faces de contact des tenons et des entailles, et les tarauds. Suivant l'invention, on a voulu éviter ces inconvénients et apporter de notables améliorations en créant un mandrin de taraudage dont le dispositif limiteur de couple n'est pas sensible à la température dégagée par 1'action et supprime les chocs répé- tés nuisibles à la fiabilité des pièces, tout en offrant une ef ficacité de fonctionnement très sûre pour un prix de revient sensiblement égal et un encombrement minimum. Le limiteurde#couple suivant l'invention est remarquable en ce qu'il est constitué par des entailles étagées formées dans la bague entrainée par le mandrin ou la broche de la machine dans lesquelles sont places 4 rotation limitée des cales ou entretoises mobiles en forme de secteurs dont2a longueur ou arc est telle qu'ils laissent pénétrer les tenons formés sur le porte-taraud, dans les entailles dans le sens de rotation correspondant au ta raudage, tandis qu'ils masquent une partie de ces entailles, afin d'empêcher les tenons d'y retomber, lorsque le couple est atteint, c1est-à-dire lorsque les tenons se sont désaccouplés des entailles par glissement à l'encontre d'un organe de pression. Ces caractéristiques et d'autres ressortiront de la description qui suit. Pour fixer ltotWt de l'invention sans toutefois le limiter, dans les dessins annexés La figure 1 est une vue en coupe longitudinale de l'appareil limiteur de couple suivant l'invention. La figure 2 est une vue à plus petite échelle illustrant par une demi-vue extérieure et par une demi-vue en coupe 1'introduc- tion d'un taraud dans le limiteur. La figure 3 est une vue en coupe, à plus petite échelle considérée suivant la ligne 3-3 de la figure 1, montrant la liaison entre le porte-taraud et la bague d'entraînement. La figure 4 est une vue en coupe à plus petite échelle, considérée suivant la ligne 4-4 de la figure 1, montrant les cales mobiles en secteurs orientables dans les entailles de la bague d' entraînement. La figure 5 est une vue partielle de l'écrou de réglage de l'organe de pression des tenons contre les entailles. La figure 6 est une vue illustrant la couronne dentée portant les tenons. La figure 7 est une vue des cales ou entretoises mobiles en secteurs. La figure 8 est une vue en coupe partielle, à plus grande échelle, illustrant le guidage de ales mobiles dans les entailles. Les figures 9 à 13 illustrent schématiquement le fonctionnement de l'appareil 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 realisation Illustrée aux figures des dessins. L'appareil limiteur de couple comprend un porte-taraud 1 sous forme de fourreau dont la gorge d'extrémité la s'engage dans le mandrin ou la broche de la machine où des billes escamotables retiennent le porte-taraud par sa gorge sans l t empecher 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 lb suivi d'une ouverture polygonale lc carrée par exemple) destinée à entraîner en rotation l'extr4- mité correspondante T1 d'un taraud T ( figure 2) qui est introduit dans l'alésage 2a d'une douille 2 montée à coulissement dans un alésage li du porte-taraud. Cette douille présente des orifices coniques 2b également répartis sur la circonférence, dans lesquels sont placées des billes 3 dont le diamètre est légèrement plus grand que l'4paisseur de la paroi de la douille. Ces billes, poussées par le taraud que l'on introduit, s'effacent en se logeant dans des cavités if du porte-taraud (figure 2) et laissent passer la queue du taraud.Lorsque le taraud est en butée dans son logement entraîneur lc, un ressort à boudins 4 interposé entre la douille et le fond de l'alésage id, repousse la douille, ce qui a pour effet de coincer le taraud par les billes 3 roulant sur les rampes d'accès des cavités if. Extérieurements le porte-taraud présente une portée de plus grand diamètre que le diamètre général, sur laquelle sont tailles des dents d'engrenage le ou dispositions équivalentes, (cannelures, tenons-mortaises, billes,....) destinées à coopérer avec les dents ou organes correspondants Sa d'une couronne 5 qui est engagée à coulissement dans l'alésage Sa d'une bague 6 elle-m#me montde à ajustement forcé et en butée par son alésage 6b et son épaulement 6c, sur une bague 7 coulissant sur le porte-taraud et présentant des tenons extdrieurs 7a ou dispositions similaires d'entraînement par la broche de la machine. La couronne dentée 5 est maintenue en pression réglable contre la bague 7 par des rondelles élastiques 8 ou organes similaires, poussées par un dcrou 9 vissd dans l'alésage fileté 6d de la bague et freiné en position par tous systèmes tels que la vis 10 d'expansion diamètrale illustre à la figure 5. La bague dtentrainement 2 présente sur sa face située en regard de la couronne dentée, des entailles 7b de longeur d'arc a régulièrement espacées sur la circonfdrence (3 dans l'exemple illustré). Ces entailles sont étagées, en ce sens qu'elles pre- sentent une profondeur x suivant un arc b (figures 9 et 10), puis une profondeur plus importante z suivant un arc c (figure 9). Dans l'espace constitué par l'arc c sont logées des cales ou entretoises mobiles 11 retenues en contact sur le fond de ltentail- le par engagement dans une rainure 6d de la bague 6 (figure 8). Ces cales ont une longueur d'arc d inférieure à l'arc c (figure 7), et une épaisseur z légèrement supérieure à la profondeur v de l'entaille (figure 8). La couronne dentée 5 présente sur sa face située en regard des entailles 7b, des tenons 5b de longueur d'arc e (figure 6) lé- gèrement inferieure à l'espace ou arc f restant entre les faces A des cales et B des entailles, lorsque les cales sont en butée contre les faces opposées C des entailles (figures 4 et 9). On décrit maintenant le fonctionnement du limiteur de couple en se réparant plus particulièrement aux figures 9 à 13 des dessins où lton a représenté schématiquement les différentes phases, suivant un développement rectiligne, ctest-à-dire sans tenir compte des foies en secteur, et en montrant seulement un seul ensemble tenon-taille-cale. A la figure 9, on a représenté la bague 7 tournant dans le sens suivant flèche F1, c'est-à-dire dans le sens de taraudage. Les cales 11 sont placées contre les faces C des entailles et les tenons de la couronne 5 sont engagés dans l'espace libre ou arc f. La bague 2 entraîne la couronne 5 (donc le taraud) par appui des faces inclinées B des entaillas sur les faces correspondantes D des tenons. Lorsqu'une résistance importante inte#rvient (bourrage de copeaux, défaut du métal ou butée du taraud au fond d'un trou borgne), la couronne 5 r4siste-à l'entraînement de la bague 7 et les faces inclinées D glissent sur les faces B (figure 10) jusqu' à ce qu'elles échappent.A cet instant, la couronne 5 étant en pression contre les cales 11 par les rondelles élastiques et la bague 7 continuant d'être antrainde dar.s le sens Fl, les faces ~ délimitant les deux niveaux des entailles 7b butent contre les cales (figure 11) en empêchant ainsi les tenons 5b de la couronne de retomber dans les entailles par le choix précis des dimensions des arcs a, bs c, d, e, dorme on l'a vu plus haut Le pas- sage du couple s'effectua ainsi sans claquement , ni choc répété et les cales Il glissent sur les tenons 5b pendant tout le temps que dure le débrayage ; la nouvelle position des cales mobiles ma terialisant une surface de contact continue. Lorsqu'on enclenche la marche arrière pour sortir le taraud, la bague 7 tourne dans le sens inverse F2 (figure 12) et du fait que les cales mobiles 11 sont immobilisées dans les entailles par pression des rondelles élastiques, les faces C des entailles butent contre les faces G des cales, tandis que les tenons Sb re- touent dans l'espace f (figure 13) pour être entrainés par la bague 7. Les avantages ressortent bien de la description, en particulier, on souligne - te débrayage silencieux sans choc et claquement destructeur pour les pièces qui ne sont plus en contact si ce n'est le frottement des tenons 5b sur les cales 11, frottement qui peut être très atténué par le bon état de surface des faces en contact. - La précision du débrayage qui n'est pas sensible à la chaleur comme avec des dispositifs d disques. L'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d' application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiquées ; elle en embrassa au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS -1- Appareil limiteur de couple du type comprenant un porte-taraud à montage rapide dans le mandrin ou la broche de la machine et également à montage rapide du taraud entrain4 en rdation par une bague reliée à la broche de la machine par des organes d'entrai- nement, caractérisé en ce qu'il est constitué par des entailles étayées formées dans la bague entraanée par le mandrin ou la broche de la machine, dans lesquelles sont placées a rotation limi tée des cales ou entretoises mobiles en forme de secteurs dont la longueur ou arc est telle qu'ils laissent pénétrer les tenons formés sur le porte-taraud, dans les entailles dans le sens de rota tion correspondant au taraudage, tandis qu'ils masquent en partie ces entailles, afin d'empêcher les tenons d'y retomber lorsque le couple est atteint, c'est-à-dire lorsque les tenons se sont désaccouplés des entailles par glissement à 1'encontre d'un organe de pression. -2- Appareil -limiteur de couple suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les entailles de la bague d'entraînement sont règulièrement réparties en forme d'arc sur la circonférence et-pré- sentant deux profondeurs différentes, à savoir : un arc de profondeur plus importante où est logée la cale ou entretoise mobile en secteur et un arc de profondeur moindre pour former une butée de cale. -3- Appareil limiteur de couple suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les tenons du porte-taraud sont formés en secteurs régulièrement répartis sur la circonférencé d'une couronne engagée dans une bague de recouvrement solidaire de la bague d' entraînement et coopérant avec le porte-taraud par des dentures, cannelures ou dispositions d'entraînement similaires. -4- Appareil limiteur de couple suivant les revendications 1, 2 et 3 ensemble, caractérisé en ce que dans le sens de rotation correspondant au taraudage, les cales mobiles s'appuient contre une face perpendiculaire des entailles, tandis que les tenons s'engagent dans l'espace ou arc laissé libre entre les cales mobiles et la face opposée des entailles qui est inclinée pour prendre contact avec la face inclinée correspondante des tenons ; lorsque le couple est atteint, c'est-h-dire lorsque le taraud est arrêté dans son mouvement, les faces inclinées des tenons glissent sur les faces correspondantes des entailles jusqu'à ce que les tenons ne soient plus en contact, tandis que les entailles de la bague d' entraînement butent contre les cales immobilisées par les organes de pression de la couronne en masquant partiellement l'espace ou arc réservé aux tenons, les empêchant ainsi de tomber dans les entailles ; lorsque la marche arrière est enclenchée, par effet inverse, les entailles butent contre les cales mobiles qui redécouvrent l'espace ou arc nécessaire à l'engagement des tenons qui s'y logent sous la poussée des organes de pression. -S- Appareil limiteur de couple suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les cales ou entretoises en forme de secteur sont retenues transversalement lors du désaccouplement par engagement dans une rainure formée dans la bague de recouvrement au niveau de la face entaillée de la bague d'entraînement.- -6- Appareil limiteur de couple suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les cales ou entretoises mobiles ont une longueur d'arc inférieure S l'arc de plus grande profondeur des entailles pour autoriser le déplacement de ces parties d'entailles et une épaisseur légèrement supérieure à la grande profondeur des entailles afin qu'au débrayage les tenons soient en contact à glissement seulement avec les cales mobiles. -7- Appareil limiteur de couple suivant la revendicatio4t, caractérisé en ce que l'organe de pression de la couronne sur la bague d'entraînement est constitué par des rondelles élastiques ou organes équivalents, dont la pression est réglée par un écrou vissé dans la bague de recouvrement et bloqué en position par tout sys tème expandeur diamétral.