Brevet FR2560095A1 — publié le 19850830

Dispositif pour relier une partie d'outil à un arbre de liaison. L'invention concerne un dispositif pour relier une partie d'outil appartenant à un système d'outil, par exemple une tête de fraisage, un porte-outil de coupe, un porte-outil, un porte-fraise ou un mandrin, à un arbre de liaison, la partie d'outil comprenant un tenon de fixation cylindrique qui pénètre dans un alésage de l'arbre de liaison et qui présente un alésage transversal conique dans lequel s'engage une vis de retenue de manière que la partie d'outil soit serrée par une action de coin contre l'arbre de liaison. Un dispositif de ce type a été décrit dans le brevet CH 537 770. Grâce à ce dispositif, des têtes de fraisage peuvent être reliées avec une grande précision d'échange et une grande rigidité à des éléments intermédiai- res ou à des arbres. Des couples très élevés, tels que ceux qui apparaissent quand on utilise en particulier des machines puissantes et qui sont nécessaires pour des outils de fraisage, d'alésage et de réalésage, ne peuvent cependant pas être transmis en utilisant ce dispositif. Il est évident que la transmission de couples importants peut être assurée en doublant l'alésage transversal et la vis de retenue. Mais, en dehors du fait que la manipulation est alors difficile, ceci présente l'inconvénient supplémentaire de faire appa- raître des erreurs d'échange ou de répétition ce qui fait qu'un positionnement précis de l'outil n'est pas garanti. L'utilisation de cames d'entraînement, ainsi que cela a déjà été proposé, exige une précision très élevée de la fabrication et rend le nettoyage de l'outil-plus difficile en raison de l'existence de points d'accès difficiles. Les connexions à enfichage et à vis ne sont pas non plus satis- faisantes du fait qu'elles ne peuvent tourner que vers la droite et qu'elles sont difficiles à démonter; elles déter- minent également une position indéterminée de l'arête de coupe. L'inconvénient de l'utilisation d'une vis de serrage axiale est que l'alimentation interne en réfrigérant n'est possible que dans certaines limites et qu'en outre l'utili- sation de ce dispositif est compliquée. Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif du type mentionné dans le préambule et permettant la transmission de couples élevés, mais évitant les inconvé- nients mentionnés. A ces fins, un dispositif conforme à l'invention se caractérise essentiellement en ce qu'il est prévu un alésage transversal cylindrique orienté sensiblement à angle droit par rapport à l'alésage transversal conique et contenant une tige d'entraînement supportée de manière à pouvoir être dépla- cée longitudinalement à l'intérieur, dans le tenon de fixa- tion, en ce qu'une extrémité de la tige d'entraînement pénètre dans des évidements de l'arbre de liaison, lesquels évidements deviennent plus étroits en direction radiale vers l'extérieur. Le dispositif selon l'invention présente en parti- culier l'avantage que la tige d'entraînement est automatique- ment centrée chaque fois que l'outil est utilisé et que les forces de transmission sont donc réparties régulièrement entre les deux extrémités de la tige d'entraînement. L'élasticité de la tige d'entraînement, et en particulier la disposition constructive des surfaces d'appui qui sont importantes pour la transmission du couple de rotation, ontun effet d'amortis- sement sur les oscillations. Le dispositif selon l'invention est peu sujet à pollution du fait qu'il est pratiquement fermé vers l'extérieur. Une haute précision de fabrication lors de la réalisation n'est pas nécessaire. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation préféré, avec référence aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue de côté partiellement en coupe d'une tête de fraisage accouplée à un arbre de liaison. La figure 2 est une coupe selon la ligne II-II de la figure 1. Les figures 3a et 3b sont respectivement une coupe selon la ligne II-II de la figure 1 (à échelle agrandie) et une vue partielle de côté de la figure 1, la tête de fraisage n'étant pas soumise à une charge. Les figures 4a, 4b sont des vues correspondant respectivement aux figures 3a et 3b immédiatement après que la tête de fraisage a été soumis à une charge. Les figures 5a, 5b sont des vues correspondant respectivement aux figures 3a et 3b, la tête de fraisage étant soumise à une charge. Les figures 6a, 6b sont des vues fragmentaires d'une tige d'entraînement selon une première variante. Les figures 7a, 7b sont des vues fragmentaires d'une tige d'entraînement selon une deuxième variante. Les figures 8a, 8b sont des vues fragmentaires d'une tige d'entraînement selon une troisième variante, et Les figures 9, 10 sont des vues en coupe d'un tenon de fixation dans la région d'une tige d'entrainement. Les figures 1 et 2 montrent une tête de fraisage 2 comprenant un outil de coupe 32 et une tête de fraisage cylindrique 5, s'engageant dans un alésage correspondant 3 d'un arbre de liaison 1. L'arbre de liaison peut être serré au moyen d'un cône de fixation 11 dans un mandrin d'une machine-outil. Dans le tenon de fixation 5 est prévu un alésage conique 7 dans lequel s'engage une vis de retenue à extrémité conique 9 de manière que, lorsque la vis de retenue 8 est serrée, l'épaulement 6 de la tête de fraisage 2 se trouve serrée, en raison d'un effet de coin, contre la face d'extrémité correspondante 4 de l'arbre de liaison o1. Le tenon de fixation 5 comprend un alésage transversal cylindrique 25 disposé sensiblement à angle droit par rapport à l'alésage conique 7 et dans lequel est supportée une tige d'entraînement 12 de manière qu'elle puisse s'y déplacer longitudinalement. Les deux extrémités 30 de la tige d'entraînement 12 pénètrent dans des évidements 26 et 27 de l'arbre de liaison 1, ces évidements devenant plus étroits en direction radiale vers l'extérieur. Les évidements 26 et 27 ont une section transversale qui est par exemple trapé- zoidale ou semi-circulaire. Les extrémités 30 de la tige d'entraînement 12 sont disposées avec un faible jeu dans les évidements 26 et 27. Les extrémités 30 sont en forme de coin, en forme de cône ou arrondies. Le mode de fonctionnement du dispositif est décrit plus en détail ci-dessous en référence aux figures 3a à 5b. Lorsque les deux parties d'outil 1 et 2 sont assemblées, la vis de retenue 8, montrée à la figure 3b, exerce une pression, à la partie supérieure de l'alésage transversal 14 et en direction axiale, sur le tenon de fixation 5. En raison de la force de coupe, la tige d'entraînement 2 est tournée par rapport à la tige d'entraînement 1 sur un petit angle (figure 4a) jusqu'à ce que la tige d'entraînement 12 vienne en contact à une extrémité dans un évidement 27 ou 26. Le point de contact de la vis de retenue 8 est déplacé transver- salement à l'axe longitudinal de l'outil avec augmentation simultanée de la pression de contact. Lorsque le couple augmente, la tige d'entraînement 12 est déplacée par l'effet de coin de la surface conique 18 ou 17 le long de son axe longitudinal jusqu'à ce que les deux extrémités 30 soient en contact avec l'arbre de liaison 1 dans les évidements 26 et 27. Du fait de ce centrage automatique de la tige d'entraînement 2, la torsion entre les deux parties d'outil 1 et 2 atteint l'angle maximal, pour lequel la poursuite de la torsion et de ce fait une rotation excessive possible de la liaison devient impossible. Du fait que la tige d'entrai- nement 12 est centrée lorsqu'elle est en condition chargée, les forces de transmission sont toujours réparties régulière- ment entre les deux extrémités 30. Le jeu de la tige d'entraînement 12 dans les évidements 26 et 27 est montrée de façon exagérée aux figures 3a à 5b de manière à rendre le mode de fonctionnement plus clair. Trois variantes possibles de la tige d'entraînement sont montrées aux figures 6a à 8b. Les figures 6a et 6b montrent une tige d'entraînement 20 à extrémités en forme de coin 30, cette tige d'entraînement pouvant être amenée en contact au moyen de surfaces 22 avec des surfaces correspon- dantes 15 des évidements 26 et 27. Les figures 7a et 7b mon- trent une tige d'entraînement 12 à extrémités coniques qui peuvent être amenées en contact dans des régions en forme de bandes ou de lignes 23 sur les surfaces 15 des évidements 26 et 27. Cependant, les extrémités 30 peuvent, selon les figures 8a et 8b, être également arrondies ou en forme de chapeau, de manière à pouvoir être amenées en contact avec une surface ponctuelle ou circulaire 24 de la tige d'entraînement 1. Les évidements 26 et 27, en plus de la section trapézoïdale montrée ici, peuvent présenter une section semi-circulaire ou en forme d'arc. Pour qu'une tige d'entraînement faisant saillie latéralement ne puisse empêcher les parties d'outil 1 et 2 d'être assemblées et pour que la tige d'entraînement ne puisse tomber lorsque les parties de l'outil sont séparées, la tige peut être conçue conformément aux figures 9 ou 10. La tige d'entraînement 31 selon la figure 9 est en forme d'haltère et son déplacement longitudinal est limité par une tige 33 insérée dans le tenon 5. La tige d'entraînement 32 selon la figure 10 est entourée au centre par une bague élastique 34 qui limite la distance de déplacement de la tige 32 en direction longitudinale. On peut choisir la distance du déplacement de manière que la tige d'entraînement 12 puisse être rétractée sur un côté à la fois dans le tenon de fixation 5, pour qu'il soit possible de nettoyer sans difficultés les parties de la liaison. L'assemblage des deux parties d'outil 1 et 2 est très simple du fait qu'il suffit de fixer le tenon 5 avec la tige d'entraînement 12, 20 ou 21 dans l'alésage 3 et de serrer la vis de retenue 8. Les parties d'outil 1 et 2 peuvent être séparées sans se coincer après desserrage de la vis de retenue 8. Des combinaisons de plusieurs parties d'outil peuvent être également assemblées et l'invention sert donc de base pour un système d'outil universel selon le principe modulaire. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour relier une partie d'outil appartenant à un système d'outil, par exemple une tête de fraisage, un porte-outil de coupe, un porte-outil, un porte- fraise ou un mandrin, à un arbre de liaison (1), la partie d'outil (2) comprenant un tenon de fixation cylindrique (5) qui pénètre dans un alésage (3) de l'arbre de liaison (1) et qui présente un alésage transversal conique (7) dans lequel s'engage une vis de retenue (8) de manière que la partie d'outil (2) soit serrée par une action de coin contre l'arbre de liaison (1) caractérisé en ce qu'il est prévu un alésage transversal cylindrique (25) orienté sensiblement à angle droit par rapport à l'alésage transversal conique (7) et contenant une tige d'entraînement (12; 20, 21) supportée de manière à pouvoir être déplacée longitudinalement à l'intérieur, dans le tenon de fixation (5), en ce qu'une extrémité (30) de la tige d'entraînement (12; 20, 21) pénètre dans des évidements (26, 27) de l'arbre de liaison (1), lesquels évidements deviennent plus étroits en direction radiale vers l'extérieur. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les extrémités (30) de la tige d'entraînement (20) sont en forme de coins. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les extrémités (30) de la tige d'entraînement (12) sont de forme conique. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les extrémités (30) de la tige d'entraînement (21) sont arrondies. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les évidements (26, 27) ont une section trapézoïdale. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les évidements (26, 27) ont une section semi-circulaire. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est prévu une tige d'entraînement en forme d'haltère (31) et en ce qu'une tige (33) insérée dans le tenon de fixation (5) limite le déplacement latéral de la tige d'entraînement (21). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 6, caractérisé en ce que la tige d'entraînement (32) comprend une bague élastique (34) appliquée en son centre de manière qu'elle limite le déplacement latéral de la tige d'entraînement (32).