Brevet FR2490979A1 — publié le 19820402

L'invention concerne un appareil limiteur de couple pour outils de taraudage notamment. L'objet de l'invention se rattache principalement au secteur technique des accessoires de machines-outiX; en particulier des mandrins de taraudage à changement rapide. Suivant l'invention, on a voulu réaliser un nouvel appareil limiteur de couple du type dans lequel, pendant tout le temps du débrayage, les moyens positifs d'entrainement en rotation du portetaraud ne peuvent plus coopérer L'appareil selon l'invention vise, de par sa conception originale, à obtenir des couples de débrayage plus importants que dans les appareils connus pour un même dimensionnement, cela avec une fiabilité et un fonctionnement sûrs ainsi qu'un prix de revient intéressant. Pour cela, l'appareil présente des moyens ddbrayables d'entrainement en rotation du porte-taraud comprenant des formes femelles solidaires de la broche de la machine et des formes mâles montées mobiles axialement dans des encoches du porte-taraud, les formes mâles étant en prise dans les formes femelles pour le taraudage et le détaraudage, sous la poussée constante de moyens combinés comprenant essentiellement des billes d'appui sous les formes mâles, une cage à billes, un ou des éléments élastiques et un carter de tarage ; les formes mâles étant automtiquement désolidarisées des formes femelles lorsque le couple sélectionné est atteint, par échappement des formes mâles et rotation limitée de la cage å billes sous l'effet du couple résiduel engendré par le carter et le ou les éléments élastiques. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront de la description qui suit. Pour fixer l'objet de l'invention sans toutefois le limiter, dans les dessins annexés : La figure 1 est une vue en perspective illustrant les éléments séparés et alignés dans leur ordre de montage, du porte-taraud à limiteur de couple suivant l'invention. La figure 2 est une vue en coupe axiale à plus grande échelle, illustrant le porte-taraud à limiteur de couple selon l'invention, représenté dans la position de taraudage. La figure 3 est une vue extérieure à plus grande échelle (sauf en ce qui concerne le carter de tarage qui est en coupe), montrant le porte-taraud à limiteur de couple selon l'invention, représenté dans la position de taraudage. La figure 4 est une vue en perspective à très grande échelle, montrant une des formes mâles d'entraînement en rotation. La figure 5 est une vue en plan, i grande échelle, illustrant la cage å billes. La figure 6 est une vue en plan à grande échelle, illustrant l'élément portant les formes femelles d'entraînement en rotation. La figure 7 est une vue en plan à grande échelle, illustrant le porte-taraud. Les figures 8 à 14 sont des vues en coupes axiales et radiales, illustrant les différentes phases de fonctionnement du portetaraud à limiteur de couple, à savoir figure 8 : position de taraudage figure 9 s position de désaccouplement figures 10 et Il : position de débrayage figures 12 et 13 : position de réenclenchement figure 14 : position de détaraudage. 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 illustré comprend un porte-taraud 1 bien connu en lui-même, en ce sens qu'il présente extérieurement une portée cylindrique supérieure la équipée d'une gorge lb d'accouplement avec les billes escamotables du mandrin ou de la broche de la machine à tarauder, pour constituer le montage rapide classique. A la partie inférieure, et extérieurement, le potte-taraud présente une autre portée cylindrique lc pour le montage d'autres éléments que l'on décrira par la suite, tandis qu'entre les deux portées la - lc, sensiblement dans la partie médiane, le porte-taraud forme une collerette ld dans laquelle sont prévues trois encoches équidistantes le de section rectangulaire (figures 1 et 7) destinées à recevoir les formes mâles d'entraînement en rotation du porte-taraud. Le porte-taraud présente également de manière connue dans sa partie axiale un orifice If suivi d'une ouverture polygonale 14 (carrée par exemple) destinée d entraîner en rotation l'extrémité correspondante d'un taraud T (figure 3) qui est introduit dans 1' 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'épaisseur de la paroi de la douille. Ces billes, poussées par le taraud que l'on introduit, s'effacent en se logeant dans des cavités lh du porte-taraud (figure 2) et laissent passer la queue du taraud.Lorsque le taraud est en butée dans son logement entraineur las un ressort à boudins 4 interposé entre la douiez et le fond de l'alésage 212 repousse la douille, ce qui a pour effet de coincer le taraud par les billes 3 roulant sur les rampes d'accès des cavités lh. Sur la portée supérieure la du porte-taraud est engagée librement une couronne 5 dont le diamètre extérieur fileté Sa est légèrement plus grand que le diamètre de la collerette Id. La face supérieure de la couronne 5 (du côté du mandrin ou de la broche) présente en deux points diamétralement opposés deux tenons en secteurs 5b destinés à coopérer avec des entailles correspondantes du mandrin ou de la broche en vue de l'entraînement en rotation. Sur sa face inférieure, la couronne S présente trois entailles équidistantes 5e (figure 6) destinées à coopérer avec les formes mâles d'entratnement en rotation qui sont constitués par des clavettes 6 (figures 1 et 4) taillées dans une couronne ou autrement exécutées, pour former des secteurs mobiles. Les clavettes 6 présentent dans l'angle de deux faces 6a - 6b un chanfrein incliné 6c qui va en mourant du côté de la face extérieure du secteur, comme on le voit bien à la figure 4. Ces chanfreins sont situés en face des entailles Se de la couronne 5 lorsque les clavettes sont disposées dans les encoches le de la collerette ld et peuvent coopérer avec les angles abattus ou pentes 5d des entailles Se. Sur les faces 6d opposées aux faces 6a, les clavettes 6 prise. tent une gorge 6e à profil concave et établie en arc de cercle de même nature que les clavettes elles-mêmes, dont on rappelle qu'ell sont taillées dans une couronne. Les gorges 6e, ainsi qu'une gorge semblable lk réalisée sous la collerette Id du porte-taraud (figure 7), constituent un che Vbur min de roulement / des billes 7 qui sont retenues dans une cage à billes 8 sous forme de rondelle qui comprend à cet effet des trous 8a et qui est montée autour de la portée lc du porte-taraud. La cage à billes 8 est indexée à rotation limitée par rapport à la collerette li du porte-taraud, par l'intermédiaire d'une lu mière 8b coopérant avec un doigt ou pion 9 solidaire de la collerette Id (figure 2). Sous la cage à billes 8 est également montée (autour de la portée lc) une rondelle 10 présentant, du côté de la cage b billes, un ergot ou saillie lOa engagé dans une échancrure 8c de la dite cage (figures 1 et 3). Enfin, un moyen élastique de pression de la rondelle 10 et de la cage 8 contre la collerette Id du porte-taraud, est prévu entre la rondelle 10 et une autre rondelle Il reposant sur le fond 126 d'un carter 12 se vissant à sa partie supérieure filetée 12b, sur le filetage Sa de la couronne S (figure 2). Le moyen élastique peut être de toute nature et par exemple, un ressort b boudins ou des rondelles coniques dites "rondelles Belleville" 13 en nombre déterminé et généralement montées en opposition. Le tarage de la pression du moyen élastique, qui détermine le seuil de déclenchement du couple, est réglé au moyen du carter 12 qui est plus ou moins vissé sur la couronne 5 et maintenu en position par un jonc d'arrêt 14 ou anneau élastique, i ergot 14a pénétrant dans un des orifices 12c établis dans une gorge 12d de montage du jonc, et pénétrant dans l'une des nombreuses fentes 5e exécutées axialement i la périphérie de la couronne 5 (figure 2). En se référant plus particulièrement aux figures 8 à 14 des dessins, on décrit maintenant le fonctionnement de l'appareil limiteur de couple selon l'invention. A la figure 8, on a représenté l'appareil en position de taraudage. Dans cette position, tout l'ensemble tourne (flèches fI), c'est- & dire que loeentailles du mandrin ou de la broche coopèrent avec les tenons 5b de la couronne S laquelle entraîne le portetaraud 1 par l'intermédiaire de ses entailles 5c en prise avec les clavettes 6 (par leurs pentes 5d - 6c) qui sont poussées par les billes 7 elles-mêmes poussées par la rondelle à ergot 10 et le moyen élastique 13. Lorsque le taraud rencontre une résistance (fond de trou borgne, défaut de métal...) supérieure au tarage du moyen élastique, les pentes 5d des entailles 5c de la couronne 5, et les chanfreins 6c des clavettes 6 glissent les uns par rapport aux autres, du fait de la pression sont endroit qui devient plus importante que la pression du moyen élastique. Les clavettes 6 descendent dans les encoches le du porte-taraud de la valeur du dépassement au moins, en repoussant les billes 7 et la rondelle à ergot 10 (flèche f2, figure 9), qui reste cependant en prise avec la cage à billes. De ce fait, le porte-taraud 1 est arrêté, tandis que la couronne 5, toujours entraînée par le mandrin ou la broche entraîne encore le carter 12, donc le moyen élastique 13 et la rondelle 10 dont l'ergot îOa coopérant avec un côté de l'échancrure 8c de la cage à billes, entraîne également la cage à billes 8, jusqu'à ce que le doigt 9 de la collerette ld bute au fond de la lumière 8b de la cage (flèche f3, figures 10 et 11). A ce moment, les billes 7 ne sont plus sous les clavettes 6, mais dans la gorge lk de la collerette et, par conséquent, n'ont plus d'incidence sur les clavettes qui ne peuvent plus coopérer avec les entailles 5c de la couronne pendant tout le temps de ce débrayage. Lorsqu'on inverse le sens de rotation de la broche ou du mandrin (flèche f4, figure 12) en vue de retirer le taraud (détarau dage), la couronne 5, le carter 12 et le moyen élastique 13 tournant avec la broche ou le mandrin, entraînent la rondelle 10 dont l'ergot lOa s'appuie de 11 autre côté de ltéchancrure 8c de la cage à billes qui est alors entraînée et ramène ainsi les billes 7 sous les clavettes 6 (flèche f5, figures 12 et 13). A ce moment, la pression du moyen élastique 13 sous les billes 7 autorise la remontée des clavettes 6 qui rencontrent alors les entailles Sc de la couronne 5 et peuvent ainsi être entraînées par les angles droits opposés aux pentes 5d - 6c (figure 14) et assurer le retour du taraud. A noter que pour obtenir une rotation des billes 7 et non pas un frottement, pendant les rotations limitées (flèches f3 et f5) de la cage 82 l'échancrure 8c de la cage a une longueur. égale à la longueur de la lumière 8b. Les avantages ressortent bien de la description, on souligne notamment - Le passage de couples importants sous un faible encombrement, du fait de l'entraînement en rotation du porte-taraud par des clavettes monels qui ont une surface importante de coopération avec les entailles de la couronne. - La fiabilité et l'efficacité du dispositif limiteur de couple qui n'est pas soumis à des chocs pendant le débrayage, ni même des frottements des clavettes par rapport à la couronne, si l'on prend soin de prévoir la hauteur des encoches de la collerette du portetaraud plus importante que celle des clavettes. L'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d' application non plus qu'à ceuxdes modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiquées ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS -1- Appareil limiteur de couple pour outils de taraudage notamment, du type comprenant un porte-taraud à montage rapide dans le mandrin ou la broche de la machine et à montage rapide du taraud dans le porte-taraud, par des organes à billes escamotables ou similaires, et à entraînement en rotation du porte-taraud par rapport au mandrin ou à la broche, à l'aide d'organes complémentaires en saillie et en creux ; le limiteur de couple est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens débrayables d'entraînement en rotation du porte-taraud (1) constitués par des formes femelles (5c) solidaires de la broche ou du mandrin de la machine et des formes males (6) montées mobiles axialement dans des encoches (le) du porte-taraud (1) ; les formes miles (6) étant en prise dans les formes femelles (Sc) pendant le taraudage et le détaraudage, sous la poussée constante de moyens combinés comprenant essentiellement des billes (7) d'appui sous les formes mâles (6), une cage à billes (8), un ou des éléments élastiques (13) et un carter (12) de tarage solidaire de la broche ou du mandrin ; les formes mâles (6) étant automatiquement désolidarisées des formes femelles (5c) lorsque le couple sélectionné est atteint, par échappement des formes mâles (6) et rotation limitée de la cage à billes (8), sous l'effet du couple résiduel engendré par le carter (12) et le ou les éléments élastiques (13). -2- Appareil limiteur de couple suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les formes mâles (6) sont des clavettes taillées dans une couronne pour constituer des secteurs destinés à être logés à coulissement dans des encoches (le) réalisées, de manière équidistante, sur une collerette (Id) du porte-taraud (1). 3 Appareil limiteur de couple suivant les revendications 1 et 2 ensemble, caractérisé en ce que les formes femelles (5c) sont des entailles établies en nombre égal aux clavettes, sur la face inférieure d'une couronne (5) montée sur une portée (la) du portetaraud (1) en butée sur sa collerette (nid), et équipée de tenons (5b) de coopération avec des entailles correspondantes du mandrin ou de la broche. -4- Appareil limiteur de couple suivant les revendications 1, 2 et 3 ensemble, caractérisé en ce que l'entraînement en rotation du porte-taraud (1) par l'intermédiaire des formes mâles et femelles, dans le sens du taraudage, a lieu par des pentes complémentaires des dites formes, à savoir : des chanfreins (6c) sur les clavettes exécutés de manière inclinée pour mourir du côté de la face extérieure du secteur, et des pentes (5l) sur un côté des entailles (su) . -5- Appareil limiteur de couple suivant les revendications 1 et 2 ensemble, caractérisé en ce que la face inférieure de la collerette (Id) du porte-taraud (1) et la face inférieure des formes mâles (6), présentent chacune une gorge (lk) - (6e) de profil concave et de rayon correspondant à celui de la collerette (Id) et des formes mâles (6) taillées dans une couronne, pour l'appui des billes (7) de poussée des dites formes mâles. -6- Appareil limiteur de couple suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la cage à billes (8) établie sous forme de rondelle, présente, outre les orifices (8a) de passage des billes,une lumière (8b) et une échancrure extérieure (8c) sensiblement de même longueur d'arc ; la lumière (8b) coopère avec un doigt (9) solidaire de la collerette (Id) du porte-taraud, et l'échancrure (8c) avec un ergot (lova) formé sur la périphérie d'une rondelle (îo) disposée sous la cage b billes (8) ; ces dispositions autorisant les rations limitées de la cage à billes (8) au débrayage et au réembrayage. -7- Apparu limiteur de couple suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le règlage du seuil de déclenchement du limiteur est obtenu par le carter (12) qui est plus ou moins vissé sur la portée filetée (5a) de la couronne (5), afin de comprimer à une valeur donnée le moyen de pression (13) ; le blocage en position de pression s'opérant par engagement de l'extrémité recourbée (14a) d'un jonc d'arrêt (14), d'abord dans un des multiples trous (12c) établis dans une gorge (12d) du carter, puis dans une des nombreuses fentes axiales (5e) exécutées sur la couronne (5). -8- Appareil limiteur de couple suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'appui en pression des billes (7) sous les formes mâles (6) est constitué par un ressort à boudins bandé entre le fond (12a) du carter (12) et la rondelle à ergot (10). -9- Appareil limiteur de couple suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'appui en pression des billes (7) sous les formes mâles (6) est constitué par une pluralité de rondelles élastiques (13), de préférence montées en opposition les unes des autres, et comprimées entre le fond (12a) du carter ou une rondelle (11), et la rondelle à ergot (10). -10- Appareil limiteur de couple suivant les revendications 1 et 2 ensemble, caractérisé en ce que les formes mâles (6) ont une hauteur légèrement inférieure à la hauteur des encoches (le) de la collerette (Id).