Brevet FR2540411A1 — publié le 19840810

l Dispositif de blocage d'outil pour poupée porte-broche. La présente invention se rapporte à un dispositif de blocage d'outil pour bloquer différents outils sélectivement disposés dans une broche ellemême portée dans une poupée porte-broche d'une machine-outil. Un dispositif de blocage d'outil de ce type mais de mode antérieur est exposé dans une demande japonaise de modèle déposé examiné et publié, par exemple N O 55-15942 Le dispositif de blocage d'outil connu est construit de façon qu'une pièce de guidage cylindrique soit montée à l'extrémité avant d'un tirant qui passe à travers un alésage débouchant d'une broche, avec rappel par ressort Un certain nombre de billes d'acier, ajustées dans la paroi circonférentielle de la pièce de guidage, pour pouvoir se déplacer dans les directions radiales, peuvent venir au contact d'un tenon de tirage d'un outil ajusté coaxia- lement dans l'extrémité avant de la broche Les billes d'acier peuvent également venir au contact d'une surface circonférentielle interne de l'alésage de la broche de façon à interdire les déplacements des billes d'acier vers l'extérieur en direction radiale, pour bloquer l'outil sur la broche Dans le dispositif de blocage d'outil construit comme ci-dessus, lorsque l'on déplace le tirant en direction de l'extrémité avant de la broche en agissant contre la force de rappel du ressort, les billes d'acier viennent en face d'une portion de grand diamètre formée dans la portion d'extrémité avant de l'alésage de la broche, de sorte qu'elles peuvent se retirer en direction radiale vers l'extérieur pour libérer le tenon de tirage de l'outil Toutefois il est impossible dans les dispositifs connus, 'de bloquer l'outil dans le cas o le tenon de tirage de l'outil est plus court que la course de la pièce de guidage qui retient les billes d'acier Ceci pose le problème que le dispositif de blocage de l'outil du mode antérieur ne peut pas s'appliquer à un outil dont le tenon de tirage est court. C'est donc un objet de l'invention de fournir un dispositif de blocage de l'outil qui soit capable de bloquer correctement même un outil dont le tenon de tirage est court, en permettant aux billes d'acier maintenues dans la pièce de guidage mentionnée ci-dessus de se retirer radialement vers l'extérieur malgré un faible déplacement 25404 1 1 de la pièce de guidage. Pour atteindre l'objet spécifié ci-dessus, selon l'invention, il est prévu un dispositif de blocage d'outil comprenant un manchon de guidage, mobile axialement, ajusté dans un alésage d'une broche et comportant un logement pour permettre à des billes d'acier de se retirer radialement vers l'extérieur, une douille de retenue guidant les billes d'acier et ajustée dans un alésage du manchon de guidage pour permettre un déplacement relatif par rapport à ce manchon dans la direction axiale et un tirant logé dans l'alésage de la broche,avec rappel par ressort, et relié au manchon de guidage Dans la situation o le tirant est rappelé par le ressort en direction de l'extrémité arrière de la broche, il n'est pas possible aux billes d'acier d'effectuer des déplacements radialement vers l'extérieur du fait qu'elles sont en contact avec la surface interne du manchon de guidage, de sorte que le tenon de tirage de l'outil est maintenu bloqué sur la broche Par contre, si on déplace le tirant en direction de l'extrémité avant de la broche en agissant contre la force de rappel du ressort, les billes d'acier se retirent dans le logement du manchon de guidage, ce qui libère le tenon de tirage de l'outil de cette situation de blocage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale représentant une poupée porte-broche de machine-outil équipée d'un dispositif de blocage de l'outil selon l'invention et, la figure 2 est semblable à la figure 1 mais représente la partie essentielle à échelle agrandie. Dans la poupée porte-broche de machine-outil, repérée de façon générale sous le numéro 10 sur la figure 1, une broche 13 est portée, avec possibilité de rotation, dans des roulements Bl à B 4, dans un carter de poupée 12 fixé sur un support de poupée 11. Sur la portion arrière, en saillie, de la broche 13, une poulie 15, entraî- née par un dispositif d'entraînement non représenté, par l'intermédiaire de courroies en V, est positionnée et fixée par un écrou de fixation 16 D'un autre côté, en face de l'arrière du carter de poupée 12, est 25404 1 1 fixé sur le support de poupée Il un vérin de déblocage 20 à l'intérieur duquel un piston 21 est aligné avec la broche 13 Dans la construction que l'on a décrite jusqu'ici, la portion d'extrémité avant d'un alésage débouchant 14 de la broche 13 présente un alésage conique 14 a dans lequel un outil T peut s'ajuster, avec possibilité de le retirer Une douille de retenuz 32 est ajustée dans l'alésage débouchant 14 par l'inter- médiaire d'un manchon de guidage 31 qui forme une partie importante du dispositif de blocage de l'outil selon l'invention. Comme on le voit mieux sur la figure 2, le manchon de guidage 31 est ajusté dans l'alésage 14 de façon à pouvoir se déplacer axialement et il comporte sur sa surface interne une rainure annulaire 31 a qui peut recevoir un certain nombre de billes d'acier 33 retenues dans la portion d'extrémité avant de la douille de retenue 32 pour pouvoir se déplacer selon les directions radiales Pour définir la position de la douille de retenue 32, une butée 40 vissée dans la broche 13 est prévue pour venir au contact d'un flasque annulaire 32 c venu de forme à l'extrémité arrière de la douille de retenue 32 Un ressort 34 pousse la douille de retenue 32 vers une position avancée déterminée par la butée 40, mais permet à la douille de retenue 32 de reculer lorsque l'on bloque l'outil T. De plus la douille de retenue 32 comporte un alésage permettant l'introduction d'un tenon de tirage TI de l'outil T Dans le même alésage 32 a, se trouve, avec possibilité de coulissement axial, une pièce de liaison 36 vissée dans l'extrémité avant d'un tirant 35. Le manchon de guidage 31 est couplé à la pièce de liaison 36 par une broche 37 disposée dans une paire de rainures axiales 32 b prévues dans la douille de retenue 32, de sorte que le manchon de guidage 31 peut se déplacer selon la direction axiale,d'une pièce avec le tirant 35. Le tirant 35 a son extrémité arrière vissée dans un collier 38 qui, à son tour, est ajusté, avec possibilité de déplacement axial, dans la portion d'extrémité arrière de l'alésage 14, comme repré- senté sur la figure 1 Une rainure axiale 35 a est prévue à la surface extérieure de la portion d'extrémité avant du tirant 35 La tête de la vis disposée radialement 35 b fixée dans la broche 13 s'engage dans 25404 11 dans la rainure axiale 35 a, ce, qui interdit la rotation du tirant 35. De plus, ce tirant 35 est rappelé en direction de l'extrémité arrière de la broche 13 par l'action d'un jeu de rondelles Belleville en plusieurs couches 39, prises en sandwich, avec compression, entre un siège de rondelles Belleville 41, qui attaque une portion étagée de l'alésage 14, et le collier 38. Dans la poupée porte-broche 10 construite comme on le décrit, lorsque le tirant 35 est poussé vers la gauche,vu sur le dessin, sous l'action du vérin de déblocage 20 agissant contre la force de rappel des rondelles Belleville 39, comme représenté dans la portion inférieure de la figure 2, le manchon de guidage 31 se déplace vers l'avant, d'une pièce avec la pièce de liaison 36, jusqu'à ce que son logement annulaire 31 a vienne en face des billes d'acier 38 A ce moment là, la bague de retenue 32 se trouve à sa position avancée déterminée par la butée 40 Si, dans cette situation, on ajuste l'outil T dans l'alésage conique 14 a de la broche 13, la tête du tenon de tirage TI de l'outil T pousse les billes d'acier 33 jusqu'à ce qu'elles viennent dans le logement annulaire 31 a, permettant ainsi l'introduction du tenon de tirage Tl. Ensuite, après la cessation de l'intervention du vérin de déblocage 20, la force de rappel des rondelles Belleville 39 déplace le tirant 35 vers l'extrémité arrière de la broche 13, de sorte que le manchon de guidage 31 est amené vers la droite du dessin, en même temps que la pièce de liaison 36, comme on le voit mieux sur la portion supérieure de la figure 2; Lorsque le manchon de guidage 31 est rappelé de cette façon, la bague de retenue 32 est maintenue, par l'action du ressort 34, à la position avancée ou elle vient buter contre la butée , effectuant ainsi un déplacement relatif par rapport au manchon de guidage 31 Il en résulte que les billes d'acier 33 sont poussées vers l'intérieur par la surface interne du manchon de guidage 31, ce qui interdit leur déplacement radial vers l'extérieur De plus, lorsqu'une portion à épaulement de la pièce de liaison 36 vient buter au contact de la surface d'extrémité interne de la bague de retenue 32, cette bague de retenue 32 recule d'une certaine distance en agissant contre la force du ressort 34 De cette façon le tenon de tirage TI est bloqué par la force de rappel des rondelles Belleville 39, par l'intermédiaire 25404 1 1 de la bague de retenue 32 et des billes d'acier 33. Puis, dans le cas du déblocage du tenon de tirage TI pour permettre de dégager l'outil T, le vérin de déblocage 20 pousse le tirant 35 vers la gauche du dessin en agissant contre la force des rondelles Belleville 39 De cette façon, le logement 31 a du manchon de guidage 31 vient en face des billes d'acier 33 Lorsque l'on tire l'outil T hors de l'alésage conique 14 a, une face conique interne prévue sur la tête du tenon de tirage TI vient pousser les billes d'acier 33 pour les faire entrer dans le logement 31 a, ce qui permet la sortie du tenon de tirage TI. Comme on le comprend maintenant à partir de la descrip- tion que l'on vient de faire, selon le dispositif de blocage d'outil de l'invention, le manchon de guidage 31 se déplace dans l'alésage 14 de la broche 13 indépendamment de la longueur du tenon de tirage TI de l'outil T, de sorte que les billes d'acier 33 maintenues dans la bague de retenue 32 peuvent reculer radialement vers l'extérieur pour venir dans le logement 31 a du manchon de guidage 31 Cequi permet de disposer l'extrémité avant, qui maintient les billes, de la bague de retenue 32 près de l'extrémité de base du tenon de tirage TI de l'outil T logée dans la broche 13 Il est ainsi possible de bloquer convenablement même un outil de tenon de tirage court. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. 254041 1 R E V E N D I C A T I O N S 1 Dispositif de blocage d'outil utilisé avec une machine-outil, pour bloquer sur une broche un porte-outil que l'on introduit dans un alésage conique de ladite broche, en tirant un tenon de tirage dudit porte-outil, caractérisé en ce qu'il comporte un manchon de guidage ( 31) loge, avec possibilitd de coulissement, dans un alésage ( 14) débouchant prévu dans ladite broche pour permettre son déplacement dans la direction axiale et présentant une rainure annulaire ( 31 a) a la surface interne de sa portion d'extrémité avant près dudit alésage conique; une pièce de retenue creuse ( 32) logée, avec possi- bilité de coulissement, dans l'alésage dudit manchon de guidage ( 31) pour permettre son déplacement axial par rapport à ce manchon et présentant à sa portion d'extrémité avant, près dudit alésage conique, un certain nombre de trous de retenue de billes s'étendant dans la direction radiale; un certain nombre de billes ( 33) retenues dans lesdits trous de retenue de billes, permettant ainsi audit tenon de tirage d'entrer dans un alésage ( 14) de ladite pièce de retenue ( 32) et d'en sortirlorsque lesdits trous de retenue de billes se trouvent en face de ladite rainure annulaire ( 31 a), mais interdisant audit tenon de tirage de sortir de l'alésage ( 14) de ladite pièce de retenue ( 32),lorsque lesdits trous de retenue de billes se trouvent en face d'une portion de la surface interne dudit manchon de guidage ( 31) autre que ladite rainure annulaire ( 31 a); des moyens d'entraînement pour faire avancer et reculer ledit manchon de guidage ( 31) dans ledit alésage ( 14) débouchant; des moyens d'attaque permettant de faire reculer ladite pièce de retenue ( 32) en même temps que ledit manchon de guidage ( 31) lorsque ledit manchon de guidage recule de plus pour quitter la situation dans laquelle lesdits trous de retenue de billes se trouvent en face de la portion de surface interne dudit manchon de guidage ( 31) autre que ladite rainure annulaire ( 31 a); et 254041 1 des moyens de contr 6 le de position pour interdire le recul de ladite pièce de retenue ( 32) jusqu'à ce que lesdits trous de retenue de billes soient amenés dans une situation o ils se trouvent en face d'une portion de la surface interne dudit manchon de guidage ( 31) autre que ladite rainure annulaire ( 31 a), mais pour autoriser le recul de ladite pièce de retenue ( 32) lorsque lesdits moyens d'attaque font reculer ladite pièce de retenue en même temps que lesdits manchons de guidage - 2 Dispositif de blocage d'outil-selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de contr 6 le de position compor- tent: un ressort ( 34) pour pousser ladite pièce de retenue ( 32) en direction avant; et une butée ( 40) fixée dans ladite broche ( 13) pour définir la position d'extrémité avant de ladite pièce de retenue ( 32). 3 Dispositif de blocage d'outil selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens d'entraînement comportent: une pièce de liaison ( 36) logée dans l'alésage de ladite pièce de retenue ( 32) et pouvant se déplacer axialement par rapport à elle; une broche ( 37) qui s'étend dans une rainure axiale ( 32 b) prévue dans ladite pièce de retenue ( 32) et qui relie en une seule pièce ladite pièce de liaison ( 36) et ledit manchon de guidage ( 31); un tirant ( 35) couplé à ladite pièce de liaison ( 36) et pouvant se déplacer vers l'arrière et vers l'avant dans la direc- tion axiale de cette pièce, à l'intérieur de l'alésage débouchant de ladite broche ( 37); des moyens d'entraînement du tirant ( 35) pour faire avancer et reculer ledit cirant selon sa direction axiale. 4 Dispositif de blocage d'outil selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens d'attaque comportent une portion à épaulement prévue sur ladite pièce de liaison ( 36); et une surface formant extrémité d'alésage prévue dans ladite pièce de retenue ( 32) pour lui permettre de venir attaquer, en y butant, ladite portion à épaulement. 25404 1 1 , Dispositif de blocage d'outil selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens d'entraînement du tirant comportent un jeu de rondelles Belleville ( 39) disposées en sandwich entre ladite broche ( 13) et ledit tirant ( 35) pour rappeler à tout moment ledit tirant ( 35) en direction arrière; et un vérin hydraulique ( 20) pour faire avancer ledit tirant en agissant contre l'action de rappel desdites rondelles Belleville ( 39).