Brevet FR2538734A1 — publié le 19840706

La présente invention concerne le domaine des accessoires pour machines- outils, en particulier pour perceuses, fraiseuses, tours, mécaniques ou à commande numérique, soit tous types de machines à broches réver- sibles, et a pour objet un mandrin de taraudage adap- table sur de telles machines, et tout spécialement destiné à des centres d'usinage. Dans les mandrins de taraudage existant actuellement, la pièce mobile de réception du collet ou de l'adapteur avec le taraud est généralement guidée dans le corps du mandrin par coopération de forme de deux surfaces cy- lindriques, et l'entraînement de cette pièce mobile est réalisé au moyen d'une ou de plusieurs billes guidées dans une rainure longitudinale de ladite pièce et logées partiellement dans le corps du mandrin. Cependant, dans ces mandrins connus il subsiste un frottement relativement important entre pièce mobile et corps de mandrin qui est incompatible avec un fonction- nement particulièrement fiable et une grande précision de taraudage, notamment pour les petites dimensions. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. Elle a, en effet, pour objet un mandrin de tarau- dage essentiellement constitué par un corps de mandrin et par une pièce mobile de réception d'un collet ou d'un adapteur guidée dans le corps et entraînée en rotation par ce dernier, caractérisé en ce que le corps est pourvu de billes destinées à l'entraînement et au gui- dage de la pièce mobile, ces billes étant disposées en lignes longitudinales ou sur la circonférence dans des trous ou des rainures espacés suivant des angles réguliers sur la partie avant du corps, maintenues dans lesdits trous ou rainures au moyen d-'un couvercle soli- darisé avec la pièce mobile, et coopérant avec des gorges longitudinales du diamètre extérieur de la pièce mobile, de sorte qu'il n'existe aucun frottement entre le corps et la pièce mobile, en ce que la pièce mobile est sol- licitee à sa partie postérieure ou queue par un ressort d'extension et par un ressort de compression fixés au moyen d'une vis pénétrant dans ladite partie postérieure, et en ce que la pièce mobile, avec ses ressorts de com- pression et d'extension, est montée et tenue dans le corps au moyen d'une bague serrée par des vis. L'invention sera mieux comprise grâce à la des- cription ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non li- mitatifs, et expliqués avec référence aux dessins sché- matiques annexés, dans lesquels les figures 1 et 2 sont des vues en coupe, respectivement longitudinale et transversale, d'un mandrin conforme à l'invention; la figure 3 est une vue analogue à la figure 1 d'une variante de réalisation de l'invention; la figure 4 représente, en coupe longitudinale, une autre variante de réalisation de l'invention; les figures 5 et 6 sont des vues analogues aux figures 1 et 2 d'une autre variante de réalisation de l'invention; la figure 6 A est une vue partielle en plan montrant le positionnement des billes suivant les figures 5 et 6, et les figures 7 à 10 montrent également en coupe longi- tudinale et transversale d'autres variantes de réalisa- tion de l'invention. Conformément a l'invention, et comme le montre plus particulièrement, à titre d'exemple, la-figure 1 des dessins annexés, le mandrin de taraudage, qui est essentiellement constitué par un corps de mandrin 1 et par une pièce mobile 2 de réception d'un collet ou d'un adapteur guidée dans le corps 1 et entraînée en rotation par ledit corps 1, est caractérisé en ce que le corps 1 est pourvu de billes 3 d'entraînement et de guidage de la pièce 2, logées dans des rainures longitudinales 4 disposées à intervalles réguliers sur la partie avant du corps Ces billes 3, qui sont, par exemple, au nombre de quatre par rainure et disposées à 120 (figure 2) sont maintenues dans lesdites rainures 4 au moyen d'un couvercle 5 solidarisé avec la pièce mobile 2 par un circlips 6, ou analogue, et coopèrent avec des gorges longitudinales 7 du diamètre extérieur de la pièce 20 Le contact entre le corps 1 et la pièce 2 est donc réalisé uniquement par les billes 3. En outre, la pièce 2 est sollicitée à sa partie postérieure ou queue par un ressort d'extension 8 et par un ressort de compression 9 qui sont retenus par une vis 10 s'engageant dans ladite partie postérieure de la pièce 2 Ces ressorts 8 et 9 assurent un maintien en équilibre en position repos de là pièce 2, qui est montée, ensemble avec lesdits ressorts et la vis 10 dans le corps 1 au moyen d'une bague 11 serrée par des vis 12, par exemple par trois vis pointeau La fixation d'un collet ou d'un adapteur s'effectue de manière connue par l'intermédiaire de trois billes 13 se rétractant, en position de compression de la pièce 2, dans une gorge 14 du corps 1. A sa partie postérieure, la pièce 2 est pourvue, en outre, d'une rondelle 15 serrée par la vis 10 et formant butée pour l'extension vers l'avant de la pièce 2. Le mode de réalisation décrit ci-dessus permet l'obtention d'un mandrin présentant un léger flottement au repos entre le corps 1 et la pièce 20 3 La figure 3 représente une variante de réalisation de l'invention, dans laquelle des aiguilles 16 sont logées à intervalles réguliers dans le corps 1, mainte- nues par le couvercle 5, et coopèrent avec des gorges longitudinales 17 de la pièce 2 pour l'entraînement et le guidage de cette dernière Avantageusement, ces aiguilles 16 sont au nombre de trois et espacées de 1200, et le contact entre elles et le couvercle 5 et la pièce 2 est linéaire. Selon une autre caractéristique de l'invention, pour régler la dureté de la compression, il est prévu un dispositif comportant une bille 18 actionnée par un ressort 20 réglé au moyen d'une vis 21 et coopérant avec une rainure à fond demi-cylindrique 19 dont l'ex- trémité fait office de came. Selon une autre variante de réalisation de l'invention, non représentée aux dessins annexés, ce dispositif peut être remplacé par un ensemble ergot et ressort coopérant avec un plat de la queue de la pièce 2. Conformément à une autre variante de réalisation de l'invention, et comme le montre la figure 4, les billes 3 d'entraînement et de guidage sont maintenues dans les rainures ou trous 4 du corps 1 au moyen d'une bague fixe 22 solidaire de l'enveloppe du corps 1 Les billes 3 jouent ainsi pleinement leur rôle de guidage par roulement avec un frottement réduit au minimum du fait qu'elles ne subissent pas la contrainte de deux déplacements de même sens, le corps 1 avec la bague 22 restant fixe et la pièce 2 se'déplaçant seule. Les figures 5 et 6 représentent un autre mode de réalisation de l'invention, dans lequel les fonctions de guidage et d'entraînement sont séparées En effet, le corps 1 est muni, d'une part, d'une ou de plusieurs rangées de billes 23 disposées a intervalles réguliers sur la circonférence avec décalage entre elles pour assurer le guidage de la pièce 2 (figure 6 A), et d'autre part, de billes ou de rangées de billes 24 disposées à intervalles réguliers avec décalage par rapport aux premières, et coopérant avec des gorges de la pièce 2 pour réaliser l'entraînement de cette dernière, les billes 23 et 24 étant maintenues dans le corps 1 au moyen d'une bague fixe 22 solidaire dudit corps 1. Selon une autre caractéristique de l'invention, un guidage supplémentaire de la pièce 2 dans le corps 1 est réalisé par la prévision de billes 25 dans la bague 11 de montage de la partie postérieure ou queue de la pièce mobile 2, s'appliquant sur ladite partie postérieu- re. Gràce à ce mode de réalisation, la longueur du guidage entre corps 1 et pièce 2 sera maintenue constante quelle que soit la position d'extension ou de compression de la pièce 2. En outre, le durcissement de la compression peut être obtenu au moyen d'un ressort supplémentaire 26 agissant sur la vis 10 de fixation des ressorts 8 et 9, et dont le tarage est règlable au moyen d'une vis 27 e Un tel durcissement de la compression est prévu pour régler la puissance d'attaque des tarauds en fonction des tarauds utilisés et du métal à usiner. Les figures 7 et 8 représentent une variante de réalisation simplifié du mandrin suivant les figures 5 et 6, dans laquelle les gorges 28 de la pièce 2, coopèrent avec les billes 3 d'entraînement et de gui- dage. Dans ce mode de réalisation, les billes présentent avantageusement un plus grand diamètre que dans le mode de réalisation précité et leur nombre est moins important. Les figures 9 et 10 montrent une variante de réalisation du mandrin suivant les figures 7 et 8, dans laquelle la partie postérieure de la pièce 2 est pour- vue d'un dispositif de réglage de la compression du ressort de compression 9 constitué par des aiguilles 30 coulissant dans des trous correspondants de la partie postérieure de la pièce 2, par une-rondelle 31 d'action- nement des aiguilles 30 au moyen d'une vis 32 serrée dans la pièce 2 par l'avant, et par une rondelle 33 de trans- mission de l'effort appliqué sur les aiguilles 30 au ressort 9, le déplacement de la vis 32 dans le sens de son desserrage étant limité par un circlips 34, ou analogue. Ce dispositif permet l'obtention d'un point dur à l'attaque du taraud, et le tarage du ressort 9 peut être réalisé par l'avant du mandrin en fonction du diamètre des tarauds utilisés. Gràce à l'invention, il est possible de réaliser des mandrins de taraudage destinés notamment à des machines pouvant programmer la descente et pourvues d'un renversement de marche sur leur broche, et pré- sentant un dispositif deentrainement et de guidage a frottement très faible permettant ainsi l'exécution de taraudages parfaits. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments, ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'in- vention. R E V E N D I C A T I ONS 1 Mandrin de taraudage essentiellement constitué par un corps de mandrin ( 1) et par une pièce mobile ( 2) de réception d'un collet ou d'un adapteur guidée dans le corps et entraînée en rotation par ce dernier, caractérisé en ce que le corps ( 1) est pourvu de billes ( 3) destinées à l'entraînement et au guidage de la pièce mobile ( 2), ces billes étant disposées en lignes longi- tudinales ou sur la circonférence dans des trous ou des rainures ( 4) espacés suivant des angles réguliers sur la partie avant du corps ( 1), maintenues dans lesdits trous ou rainures ( 4) au moyen d'un couvercle ( 5) soli- darisé avec la pièce mobile ( 2), et coopérant avec des gorges longitudinales ( 7) du diamètre extérieur de la pièce mobile ( 2), de sorte qu'il n'existe aucun frottement entre le corps et la pièce mobile, en ce que la pièce mobile ( 2) est sollicitée à sa partie postérieure ou queue par un ressort d'extension ( 8) et par un ressort de com- pression ( 9) fixés au moyen d'une vis ( 10) pénétrant dans ladite partie postérieure, et en ce que la pièce mobile ( 2), avec ses ressorts de compression ( 9) et d'extension ( 8), est montée et tenue dans le corps ( 1) au moyen d'une bague ( 11) serrée par des vis ( 12). 2 Mandrin, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, à sa partie postérieure, la pièce 2 est pour- vue, en outre, d'une rondelle ( 15) serrée par la vis ( 10) et formant butée pour l'extension vers l'avant de la pièce ( 2). 3 Mandrin, suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que des aiguilles ( 16) sont logées à inter- valles réguliers dans le corps ( 1), maintenues par le couvercle ( 5), et coopèrent avec des gorges-longitudi- nales ( 17) de la pièce ( 2) pour l'entraînement et le guidage de cette dernière. 4 Mandrin, suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que, pour régler la dureté de la compression, il est prévu un dispositif comportant une bille ( 18) actionnée par un ressort ( 20) réglé au moyen d'une vis ( 21) et coopérant avec une rainure à fond demi- cylindrique ( 19) dont l'extrémité fait office de came. 5 Mandrin, suivant la revendication 4, caracté- risé en ce que le dispositif de règlage de la dureté de la compression est constitué par un ensemble ergot et ressort coopérant avec un plat de la queue de la pièce ( 2). 6 Mandrin, suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que les billes ( 3) d'entraînement et de guidage sont maintenues dans les rainures ( 4) ou des trous du corps ( 1) au moyen d'une bague fixe ( 22) so- lidaire de l'enveloppe du corps ( 1). 7 Mandrin, suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que le corps ( 1) est muni, d'une part, d'une ou de plusieurs rangées de billes ( 23) disposées à intervalles réguliers sur la circonférence avec décalage entre elles pour assurer le guidage de la pièce ( 2), et, d'autre part, de billes ou de rangées de billes ( 24) disposées à intervalles réguliers avec décalage par rapport aux premières, et coopérant avec des gorges de la pièce ( 2) p'our réaliser l'entraînement de cette der- nière, les billes ( 23) et ( 24) étant maintenues dans le corps ( 1) au moyen d'une bague fixe ( 22) solidaire dudit corps ( 1). 8 Mandrin, suivant l'une quelconque des reven- dications 1 et 3 à 7, caractérisé en ce qu'un guidage supplémentaire de la pièce ( 2) dans le corps ( 1) est réalisé par la prévision de billes ( 25) dans la bague ( 11) de montage de la partie postérieure ou queue de la pièce mobile ( 2), s'appliquant sur ladite partie postérieure. 9 Mandrin, suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 et 4, caractérisé en ce que le durcissement de la compression peut être obtenu au moyen d'un ressort supplémentaire ( 26) agissant sur la vis ( 10) de fixation des ressorts ( 8) et ( 9), et dont le tarage est règlable au moyen d'une vis ( 27). Mandrin, suivant l'une quelconque des revendi- cations 1, 6 et 7, caractérisé en ce que les gorges ( 28) de la pièce ( 2) , coopérent avec les billes ( 3) d'entraînement et de guidage, la queue de la pièce ( 2) étant guidée par des billes ( 25) de la bague ( 11), de sorte que la longueur de guidage reste constante en toutes positions de la pièce ( 2). 11 Mandrin, suivant l'une quelconque des reven- dications 1, 29 4 et 9, caractérisé en ce que la partie postérieure de la pièce ( 2) est pourvue d'un dispositif de réglage de la compression du ressort de compression ( 9) constitué par des aiguiiles ( 30) coulissant dans des trous correspondants de la partie postérieure de la pièce ( 2), par une rondelle ( 31) d'actionnement des aiguilles ( 30) au moyen d'une vis ( 32) serrée dans la pièce ( 2) par l'avant, et par une rondelle ( 33) de transmission de l'effort appliqué sur les aiguilles ( 30) au ressort ( 9), le déplacement de la vis ( 32) dans le sens de son dessers rage étant limité par un circlips ( 34), ou analogue.