Brevet FR2424785A1 — publié le 19791130

La présente invention, due à la collaboration de Monsieur Jean-Claude GRIMAUD, se rapporte à un dispositif pour améliorer l'éva- cuation des copeaux sur une machine à tarauder travaillant verticalement, en particulier pour le taraudage de pièces borgnes, le taraud travaillant sous la pièce. Le sens de l'hélice du taraud est alors étudié pour que les copeaux soient extraits de la pièce borgne et rejetés vers le bas pour tomber ensuite par gravité. Dans les machines connues de ce type, la pièce à usiner et l'outil de la machine sont successivement animés de mouvements relatifs de translationrotation(avec, éventuellement, inversion de sens) translation dans lesquels toutes les combinaisons de ces trois séquences de mouvements sont possibles de la part de la pièce et/ou de l'outil. Après quelques taraudages, il arrive fréquemment qu'un bourrage important de copeaux se forme autour du taraud et du porte-taraud associé, de sorte que ltenchevêtrement inextricable des copeaux impose l'arrêt de la machine pour une intervention manuelle de dégagement. L'inconvénient est fréquent pour les opérations de taraudage dans lesquelles les copeaux produits sont de grande longueur et enroulés en hélice sur eux-mêmes. S'agissant d'une machine ou d'une batterie de machines entièrement automatiques, tant pour l'usinage que pour l'alimentation en pièces à tarauder, de fréquentes interventions pouvant durer plusieurs minutes sont inacceptables. En effet, des arrêts répétés font coûteusement chuter le rendement de la ou des machines prévues normalement pour travailler en continu et, de plus, nécessitent une surveillance permanente en mobilisant un ou plusieurs hommes. Une solution connue consiste à entourer d'un cône d'évacuation le porte-taraud mobile en translation et fixe en rotation de manière à écarter les copeaux les uns des autres au fur et à mesure de leur formation et à les diriger vers des bacs de réception. Mais le dispositif ne s'avère pas suffisamment efficace car la rotation de la pièce imprime aux copeaux en formation un mouvement général héli cotidal et favorise leur enchevêtrement autour du cône et du taraud lui-même. Le bourrage peut devenir important au point de provoquer la rupture du taraud. Le dégagement manuel de la touffe de copeaux présente, par ailleurs, des risques de blessure pour les intervenants. Le but de l'invention est de réaliser un dispositif d'évacuation de copeaux amélioré évitant les inconvénients qui précèdent et permettant notamment d'éviter les arrêts intempestifs et coûteux des machines à tarauder automatiques. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'évacuation de copeaux, notamment pour une machine à taraudage vertical de pièces borgnes, le taraud et son porte-taraud opérant sous la piece a tarauder, caractérisé en ce qu'il comprend une pièce conique de révolution, dite cône d'éjection, entourant la queue du taraud avec liberté de rotation et maintenue en translation entre la tête du taraud et le porte-taraud associé et en ce que le cône d'éjection est entraîné automatiquement en rotation entre deux taraudages successifs au moyen d'une turbine située à la base du cône et soumise au jet tangentiel d'un fluide sous pression. Le cône d'éjection est, par ailleurs, surmonté d'un embout cylindrique de guidage à extrémité conique atteignant les gorges helicoidales du taraud prévues pour l'extraction des copeaux et est muni d'une série d'ailettes extérieures fixées sur les génératrices du cône d'éjection et prenant naissance sur l'embout de guidage Pendant le taraudage de la pièce, la turbine du cône d'éjection échappe à l'action du jet de manière que le cône reste fixe en rotation. Les copeaux, guidés par l'embout à la sortie des gorges du taraud, s'accumulent à la périphérie du cône entre les secteurs créés par les ailettes. Après le taraudage et le dégagement relatif de l'ensemble pièce taraud, l'action du Jet fluide est automatiquement rétablie pour entraîner énergiquement en rotation le cane et éjecter vers les bacs de réception les copeaux accumulés entre deux taraudages successifs. D'autres avantages et particularités de l'invention ressortiront de la description qui suit d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple, en référence au dessin annexé sur lequel - la figure I est une vue en perspective du dispositif selon l'invention mis en place autour du taraud, - la figure 2 représente le dispositif en élévation coupé suivant l'axe de symétrie, - la figure 3 est une section selon la ligne III de la figure 2, - les figures 4 et 5 illustrent le fonctionnement du dispositif respectivement pendant et après le taraudage. En se reportant à la figure 5, on reconnaît un taraud I monté verticalement sur le porte-taraud 2 d'une machine non représentée, en vue du taraudage d'une pièce borgne 3 en prise dans son support 4. S'agissant d'une pièce borgne, le taraudage est effectué par le dessous de la pièce 3, le taraud I comportant#des gorges hélicoïdales 5 (figure 1) dont le sens du pas, compte tenu du sens de rotation relatif entre la pièce 3 et le taraud 1, permet l'extraction des copeaux 6 vers le bas pour les évacuer par gravité. Sur l'exemple décrit, il s'agit plus spécifiquement d'une machine à tarauder automatique dans laquelle les pièces 3 sont amenées automatiquement et animées d'un mouvement de rotation alternativement dans les deux sens, mouvements qui correspondent successivement au taraudage puis au détaraudage. La pièce 3 est fixe en translation. Le taraud 1 et son porte-taraud 2 sont fixes en rotation et animés de mouvements de translation alternatifs complémentaires des mouvements rotatifs de la pièce 3. Le porte-taraud 2 est équipe d'un cône 7 d'évacuation correspondant au dispositif primitif d'évacuation des copeaux tel que décrit dans le préambule de la présente demande. Conformément à l'invention, une pièce conique 8 de révolution, dite cône d'éjection, est centrée autour de la queue 9 du taraud avec liberté de rotation et maintenue en translation entre la tête 10 du taraud et le portetaraud 2. A cet effet, le cône d'éjection 8 est traversé par un alésage il centré sur l'axe 12 de symétrie (figure 2), alésage débouchant à l'intérieur d'un évidement 13 inférieur prévu pour le logement de l'extrémité supérieure du porte-taraud 2. Le cône d'éjection 8 vient coiffer et repose sur le porte-taraud 2 par l'intermédiaire d'une butée à billes 14 maintenue contre le fond de 1 'évi- dement 13 au moyen d'un jeu de trois goupilles 15 radiales/disposées à 1200, traversant l'épaisseur du cane 8 #perpendiculairement à l'axe de symétrie 12. L'extrémité supérieure du cône d'éjection est surmontée d'un embout de guidage 17 cylindrique soit rapporté sur le corps du cane 8, soit usiné avec le corps et faisant avec lui partie intégrante. L'embout 17 est alésé dans le prolongement de l'alésage 11 du cône et possède un rebord d'extré- mité 18 conique dont la conicité de l'ordre de 200 est inférieure à celle du cône d'éjection 8 de l'ordre de 300 par rapport à l'axe de symétrie 12. Le cône 8 est muni de plusieurs ailettes 19 extérieures, deux dans la réalisation représentée, fixées par tout moyen approprié le long des génératrices du cône, prenant naissance de préférence à la base du rebord 18 de l'embout 17. Les ailettes 19 sont, par exemple, engagées dans des rainures diamétralement opposées, pratiquées dans le cane par des traits de scie et maintenues par des goupilles 20 tangentielles au cane, logées dans son épaisseur en traversant les ailettes 19 perpendiculairement. La base du cône d'éjection est pourvue d'une turbine 21 à ailettes soit rapportée sous le corps du cône 8, soit usinée avec le corps en faisant avec lui partie intégrante. En ltoccurrence, la base ainsi que l'embout décrit précédemment sont, de préférence, usinés au tour avec le corps du cône d'éjection 8 à partir d'un bloc d'aluminium. Ce matériau est retenu, de préférence, pour sa faible densite et sa facilité d'usinage. il peut être repris, également, pour les ailettes extérieures du cne. Les ailettes 22 de la- turbine sont réalisées par une série de huit encoches 23 périphériques tangentielles fraisées dans la base droite du cone d'éjection 8 (figures 1 à 3). Le fonctionnement du dispositif est le suivant Sur la figure 4 correspondant au taraudage de la pièce 3, l'équipage mobile constitué du taraud 1, du porte-taraud 2 et du dispositif selon l'invention a été translaté verticalement en direction de la pièce 3, tandis que-cette dernière est entraînée en rotation. Les copeaux 6 formés, debouchant de l'interieur des gorges 5 hélicoi- dales du taraud, sont guidés par l'embout supérieur 17 dont le rebord 18, de faible conicité, permet de les écarter légèrement de l'axe de symétrie 12 et de reporter leur point de contact avec le cône d'éjection 8 à un niveau plus bas évitant ainsi un enchevêtrement immédiat des copeaux à l'entrée du cône. Les copeaux 6, répartis dans les secteurs définis par les ailettes extérieures 19, sont ensuite écartés davantage de l'axe de symétrie 12 par la conicité plus prononcée du cône d'éjection 8 sur lequel ils glissent. Jusqu a présent, le cône d'éjection est resté fixe en rotation. Après le taraudage, lorsque l'équipage mobile précédent est translaté en retour vers sa position de repos (figure 5), les ailettes 22 de la turbine 21 arrivent dans le champ d'un jet fluide 24 sous pression, ce qui a pour effet d'entraîner énergiquement en rotation le cône d'éjection 8 chargé de copeaux. Par l'effet de la force centrifuge, les copeaux 6 restants sont éjectés et guidés éventuellement plus bas, par le cône d'évacuation 7 vers les bacs de réception non représentés. Les ailettes extérieures 19 jouent le rôle de parois de renvoi contre lesquelles viennent buter les copeaux 6. La rotation du dispositif se prolonge tant que le cône d'éjection 8 occupe cette position verticale, c'est-à-dire entre deux taraudages successifs. Au cycle suivant, l'équipage mobile est translaté à nouveau vers la position de la figure 4. La turbine 211 échappant brusquement au jet de fluide s'arrête d'elle#néme par inertie. En effet, il ne faut pas que le cône 8 continue à tourner pendant la distribution des copeaux 6 de part et d'autre des ailettes 19, condition nécessaire pour ne pas les enchevêtrer et les préparer à l'éjection suivante. Le jet propulseur- 24 est obtenu au moyen d'une buse 25 alimentée de préférence avec le même fluide que celui qui est utilisé pour la lubrification de la pièce/ou de l'air comprime, pourvu que la pression soit suffisante. il va de soi que la buse 25 est dirigée tangentiellement à la turbine 21 pour appliquer son jet 24 sur le fond des encoches constituant les ailettes 22. Selon la nature des copeaux, notamment leur matière et leur forme, il peut être intéressant de modifier soit l'inclinaison des cônes de l'embout 18 et d'éjection 8, soit la vitesse de rotation du dispositif, soit encore le moment de sa mise en rotation. Pour ces deux derniers points, on agira au choix sur la nature du fluide sur sa pression et/ou sur l'orientation de la buse 25, sur sa position vertic#ale, sur la continuité de son alimentation. L'invention n'est pas limitée à la réalisation décrite. Le dispositif peut équiper des machines automatiques ou non, de taraudages ou de forages. Comme on le comprend, toutes les inversions cinématiques peuvent être exploitées conjointement avec le dispositif d'éjection selon l'invention. REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'évacuation de copeaux, notamment pour une machine à tarau dage vertical de pièces borgnes, le taraud et son porte-taraud opérant sous la pièce à tarauder, caractérisé en ce qu'il comprend une pièce conique (8) de révolution > -dite cône d'éjection, entourant la queue (9) du taraud (1) avec liberté de rotation et maintenue en translation entre la tete (10) du taraud et le porte-taraud (2) associé et en ce que le cône d'éjection (8) est entraîné automatiquement en rotation entre deux tarau dages successifs. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la base du cône d'éjection (8) est munie d'une turbine (21) d'entraînement en rota tion dont les ailettes (22) sont soumises au jet (24) tangentiel d'un fluide sous pression. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les ailettes (22) de la turbine sont réalisées par une série d'encoches (23) périphériques tangentielles fraisées dans la base droite du cône d'éjection (8). 4 - Dispositif selon la revendication I, caractérisé en ce que le cône d'éjection (8) comporte un évidement (13) cylindrique inférieur venant coiffer le porte-taraud (2), le taraud (1) traversant librement le cône par un alésage (11) centré sur l'axe de symétrie (12). 5 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le fond de l'évidement (13) loge une butée à billes (14) reposant sur l'extrémité supérieure (16) du porte-taraud. 6 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité supérieure du cône d'éjection (8) est surmontée d'un embout cylin drique (17) dont l'extrémité comporte un rebord conique (18). 7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la conicité du rebord de l'embout est de préférence de l'ordre de 200 et celle du cône d'éjection (8) de préférence de l'ordre de 300 par rapport à l'axe de symétrie (12). 8 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cône d'éjection (8) comporte au moins une ailette (19) extérieure fixée le long d'une génératrice du cône (8). 9 - Dispositif selon les revendications 6 et 8, caractérisé en ce que les ailettes (19) prennent naissance à la base du rebord (18) de l'embout (17). 10 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cône (8), l'embout (17), la turbine (21) et les ailettes (19) sont réalisés de préférence en aluminium.