Brevet FR2581327A1 — publié le 19861107

-- 1 -- Porte-taraud La présente invention concerne un porte-taraud, qui possède un corps d'entraînement destiné à être fixé dans un mandrin d'un moteur rotatif afin de transmettre l'énergie motrice du moteur à la queue de l'outil que le moteur doit entraîner. L'outil peut être par exemple un taraud de filetage ou encore un foret. Le corps d'entraînement est assemblé à un corps de serrage destiné à bloquer la queue. Les portes-tarauds de types conventionnels ne peuvent habituel- lement recevoir qu'une seule taille de queue d'outil, voire des tail- ]es de queue d'outil variant dans une plage très limitée. Aussi, lors- qu'on souhaite usiner une pièce avec des outils ayant des diamètres de queue différents, il faut changer l'ensemble du porte-outil. Il est donc nécessaire de disposer pour chaque machine de plusieurs porte-outils destinés à des outils de tailles de queue différentes. La gamme de portetarauds s'est également élargie du fait que chaque queue d'outil -ainsi les queues de tarauds de filetage- présente deux surfaces de retenue, une section supérieure carrée et une section in- termédiaire circulaire, dont les dimensions relatives varient d'un outil à l'autre. Or, il est important que le dispositif de serrage du porte- outil soit bien adapté aux surfaces de retenue de l'outil, afin d'obtenir une bonne transmission de l'énergie motrice à l'outil, et un usinage précis de la pièce travaillée. Certains porte-tarauds en soi connus comprennent un système de protection contre la surcharge qui autorise la transmission d'un cou- ple réglable d'un corps d'entraînement à un outil monté dans ce corps (voir par exemple le brevet suédois n 324 095). Si l'outil se bloque dans la pièce travaillée ou si le couple alloué est dépassé pour toute autre raison, des billes transmettant l'énergie motrice sont poussées hors de leur position normale, et la transmission d'énergie entre le corps d'entraînement et l'outil est interrompue. Le système connu est basé sur l'emploi de rainures prévues sur la queue d'outil, qui sont destinées à coopérer avec les billes transmet- tant l'énergie motrice. Le système connu de protection contre la sur- charge n'est donc utilisable que pour des outils ayant des queues de formes spécialement prévues à cet effet. Un autre inconvénient du sys- -2- tème connu est que la charge élastique doit être réglée manuellement pour chaque taille d'outil, ce qui est peu commode et très peu satis- faisant, attendu qu'il est difficile d'obtenir une progressivité don- née de la protection contre la surcharge. Avec le porte-taraud selon l'invention, le nombre de porte-outils nécessaires est limité, attendu que le corps de serrage est configuré de manière à recevoir des queues d'outils de différentes dimensions et de sorte que les différences de dimensions relatives des parties de la queue ne nécessitent pas l'emploi de porte-outils différents: un seul porteoutil assure un blocage satisfaisant quelles que soient les dimensions de la queue d'outil. Selon la présente invention, ces avantages sont obtenus du fait que la partie du corps de serrage qui entoure la queue de l'outil pré- sente des surfaces coniques annulaires avant et arrière et une butée intermédiaire. La surface conique avant est prévue pour coopérer avec des mors de serrage avant pour serrer la partie intermédiaire, habi- tuellement circulaire, de la queue, tandis que la surface conique ar- rière du corps de serrage est prévue pour coopérer avec des mors de serrage arrière qui serrent la partie supérieure, habituellement car- rée, de la queue. Les mors avant et arrière sont séparés entre eux par un élément flexible intermédiaire. Avec ce porte-taraud selon l'invention, un outil peut être bloqué dans le porte-outil en se contentant, quelles que soient les di- mensions de la queue d'outil, d'insérer la queue dans le corps de ser- rage. Les différents mors s'ajustent automatiquement aux dimensions de la queue d'outil en question, grâce aux deux surfaces coniques différentes et à l'élément intermédiaire réalisé en un matériau flexi- ble. Afin d'assurer une transmission uniforme de l'énergie motrice et une sécurité satisfaisante contre la surcharge de l'outil, en dispo- sant d'un ajustement automatique du couple alloué pour chaque taille d'outil pouvant être bloqué dans le corps de serrage, le corps de serrage du porte-taraud selon l'invention est assemblé au corps d'en- traînement par l'intermédiaire d'un toc d'entraînement coopérant avec un anneau de blocage chargé élastiquement, l'anneau étant forcé à 1327 - 3 se désengager d'avec le toc d'entrainement lorsque la résistance exercée sur l'outil dépasse un couple alloué -cet engagement et ce désengagement étant obtenus à l'aide de plusieurs billes montées dans une rainure périphérique prévue sur le corps d'entraînement. Grâce aux surfaces de forme conique du corps de serrage qui agis- sent sur des mors de serrage avant s'appuyant contre le corps cylin- drique de la queue d'outil insérée dans le corps de serrage, et sur des mors de serrage arrière s'appuyant contre la partie carrée de la queue d'outil, on obtient une détermination directe des dimensions de l'outil. Cette "information" est transmise au toc d'entraînement du porte-outil, qui est en contact direct avec les mors de serrage arriè- re, et transmet au moyen élastique la position supposée correspondant aux dimensions de la queue d'outil, par l'intermédiaire des billes et de l'anneau de blocage. Le réglage des mors permet d'obtenir, grâce aux surfaces coniques, un réglage automatique du couple d'entraine- ment du porte-taraud. Un exemple de réalisation préférentiel de l'invention est présenté ciaprès en référence au dessin annexé, dans lequel: Figure 1 est une vue en coupe longitudinale à travers un porte-ta- raud selon l'invention; Figure 2 est une vue un coupe transversale selon II-II de la Figu- re 1; Figure 3 est une vue en coupe transversale selon III-III de la Fi- gure 1; et Figure 4 est une vue en plan du toc d'entraînement du porte-ta- raud. Le porte-taraud selon l'invention comprend, comme le montre Figure 1, un corps d'entraînement 1 dont la partie supérieure est, dans l'exemple de réalisaticn représenté, destinée à être fixée dans un mandrin (non représenté) au moyen d'un système d'accouplement rapide. A cet effet, le corps d'entrainement 1 présente une rainure périphé- rique 13 et un évidement 24. La transmission de l'énergie motrice par le mandrin ne faisant pas partie de l'objet de l'invention, elle ne sera pas détaillée ici. Le corps d'entrainnent 1 est assemblé à un corps de serrage 8 -4- destiné à transmettre l'énergie motrice à l'outil, outil dont la queue 12 est insérée dans le corps de serrage 8. Le corps de serrage 8 comprend une partie entourant la queue 12, et pour retenir cette dernière, il est doté d'une surface conique avant 14 et d'une surface conique arrière 15. Une butée 16 se trouve entre les surfaces coniques 14 et 15. La surface avant 14 coopère avec des mors 6 destinés à serrer la partie intermédiaire, habituellement de section circulaire, de la queue d'outil 12 (voir également Figure 3). La surface arrière coopère d'une manière similaire avec des mors arrière 5 pour serrer la partie supérieure, habituellement de section carrée, de la queue d'outil 12 (voir également Figure 2). Un corps 7 constitué d'un matériau flexible est disposé entre les mors avant et arrière 5, 6. Les mors 5, 6 et le corps 7 sont maintenus à leurs positions relatives mutuelles à l'aide d'un toc d'entraînement 2. Comme le montre Figure 4, le toc d'entraînement 2 présente une surface supérieure dotée d'un logement cylindrique 26, dont le diamè- tre correspond au diamètre du corps d'entraînement 1, et qui est ain- si conçu pour recevoir une extrémité du corps 1. Le logement cylindri- que 26 est entouré d'une paroi annulaire 17 dans laquelle sont réali- sées plusieurs chambres 18. Le nombre de chambres 18 est égal au nom- bre de billes 11 qui sont montées dans une rainure périphérique 19 disposée au voisinage immédiat de l'extrémité du corps d'entraînement 1 qui est poussée dans le logement cylindrique 26. Dans les parois 20 qui séparent les chambres 18 voisines, il est prévu un évidement 21 en forme de V, destiné à coopérer avec un anneau de blocage 9. Comme le montre Figure 1, l'anneau de blocage 9 a une section sen- siblement triangulaire, avec un des côtés de l'angle droit disposé parallèlement au côté intérieur de la partie du corps de serrage 8 qui entoure le corps d'entraînement 1. L'hypoténuse du triangle (cô- té opposé à l'angle droit) s'appuie contre les billes 11, tandis que le troisième côté du triangle est contraint élastiquement par des rondelles Belleville 10. L'anneau de blocage 9 est ainsi poussé par les rondelles Belleville 10 de telle sorte que, normalement, il est engagé dans l'évidement 21 du toc d'entraînement 2. La butée des rondelles 10 est constituée par une douille de guida- -5- ge 3, la charge élastique étantréglable du fait que la douille de gui- dage 3 est vissée dans la partie du corps de serrage 8 qui entoure le corps d'entraînement 1. Un collier d'arrêt 4, qui bloque en position l.a douille de guidage 3 par rapport au corps de serrage 8, est fileté dans le même filetage que la douille 3. On va maintenant décrire le mode de fonctionnement du porte-taraud selon l'invention. L'énergie motrice fournie par le mandrin (non représentée) est transmise par l'intermédiaire du corps d'entraînement 1 aux billes 9, maintenues dans leur rainure par l'intermédiaire des rondelles Bel- leville 10 et de l'anneau de blocage 9, puis au toc d'entraînement 2, dans lequel se trouvent les mors de serrage 5, 6. Le serrage de la queue 12 est obtenu par la contrainte élastique des rondelles Belle- ville 10, qui pressent le toc d'entraînement 2 et les mors de serrage 5, 6 vers l'avant dans la partie conique du corps de serrage 8, as- surant ainsi le serrage de la queue 12. Les mors de serrage 5, 6 sont maintenus ensemble par l'élément flexible 7, qui permet aux différents mors de s'adapter d'eux-mêmes aux conditions différentes concernant la partie circulaire et la partie carrée de la queue 12. Si la résistance exercée sur l'outil, et donc sur la queue 12, dé- passe un couple voulu, les billes 11 sont forcées vers l'extérieur et soulèvent l'anneau de blocage 9, de sorte que le corps d'entraînement 1 tourne librement. La douille de guidage 3 est vissée dans le corps de serrage 8 qui est bloqué en position par le collier d'arrêt 4, de sorte qu'on ob- tient la contrainte élastique sur l'anneau de blocage 9. Pour des dimensions de queue différentes, les mors de serrage 5, 6 arriveront à des hauteurs différentes de la partie conique du corps de serrage 8, de sorte que la contrainte élastique exercée sur l'anneau de blocage 9 sera modifiée, et par suite le couple d'entrainement prédéterminé. Le porte-taraud décrit ci-dessus peut être modifié de diverses manières sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, le nombre de mors , 6 peut être inférieur ou supérieur à quatre (qui est le nombre de mors 5 et de mors 6 respectivement représentés aux Figures 2 et 3). De 6 même, les mors 5, 6 peuvent avoir une forme de section différente de celle représentée. L'élément 7 réalisé en un matériau flexible peut être de forme annulaire ou constitué de plusieurs pièces distinctes. Le corps de serrage 8 peut également bloquer une queue d'outil 12 ayant une forme de section différente des formes circulaire et carrée précitées. On peut bien sûr donner à l'anneau de blocage 9 une forme de section différente de la forme triangulaire représentée, et la contrainte élastique peut être fournie par d'autres moyens que les rondelles Belleville 10 représentée. L'invention n'est donc pas limitée à l'exemple de réalisation préférentiel décrit ci-dessus. - 7 - REVENDICATIONS 1. Porte-taraud, comprenant un corps d'entraînement (1) destiné à être fixé dans un mandrin d'un moteur rotatif et prévu pour trans- mettre l'énergie motrice du moteur à la queue (12) de l'outil que doit entraîner le moteur, le corps d'entraînement (1) étant assemblé à une corps de serrage (8) destiné à bloquer la queue, caractérisé en ce que la partie du corps de serrage (8) qui entoure la queue (12) présente des surfaces coniques annulaires avant et arrière (14 et 15) et une butée intermédiaire (16), la surface conique avant (14) étant prévue pour coopérer avec des mors de serrage avant (6) qui serrent la partie intermédiaire, habituellement circulaire, de la queue, et la surface conique arrière (15) étant prévue pour coopérer avec des mors de serrage arrière (5) qui serrent la partie supérieure, ha- bituellement carrée, de la queue, les mors avant et arrière (6, 5) étant séparés par un élément flexible intermédiaire (7). 2. Porte-taraud selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu un toc d'entraînement (2) configuré de manière à traverser librement la partie du corps de serrage (8) qui entoure la queue (12), le toc d'entraînement formant des parties de support intermédiaire pour respectivement les mors avant et les mors arrière (5, 6), lesquels présentent chacun une section en forme de disque. 3. Porte-taraud selon la revendication-2, caractérisé en ce qu'il est prévu quatre mors arrière (5) et quatre mors avant (6), les mors étant disposés par paires diamétralement opposées. 4. Porte-taraud selon la revendication 2, caractérisé en ce que lorsque la queue (12) est saisie par le corps de serrage (8), un cou- ple prédéterminé peut être automatiquement réglé en fonction du dia- mètre de la queue et des dimensions de sa partie supérieure carrée, du fait que le corps de serrage (8) présente des surfaces coniques (14, 15) pour des mors de serrage avant et arrière (6-et 5), un élément flexible (7) étant disposé entre ces mors (6, 5), et les mors (6, 5) réglant alors la contrainte élastique, exercée par l'intermédiaire d'un moyen élastique 10, d'après les dimensions de diamètre et de section carrée de la,;ueue (12), à une force répondant à ces di- mensions et correspondant au couple prédéterminé. -8 - 5. Porte-taraud selon la revendication 4, caractérisé en ce que les mors de serrage arrière (5) appuyent contre le toc d'entraînement (2), lequel s'engage avec un anneau de blocage (9) contre lequel un moyen élastique (10) est chargé à l'aide d'une surface de butée (fournie par l'élément 3) prévue sur le corps de serrage (8). 6. Porte-taraud selon la revendication 4, caractérisé en ce que les mors de serrage avant (6) sont disposés de manière à appuyer con- tre la partie cylindrique circulaire de la queue (12), et en ce que les mors de serrage arrière (5) appuient contre la partie de forme carrée de la queue (12), les mors de serrage arrière (5) étant en con- tact direct avec le toc d'entraînement (2), et actionnés en fonction des dimensions des parties de formes cylindrique circulaire et de for- me carrée de la queue (12). 7. Porte-taraud selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'extrémité intérieure du toc d'entraînement (2) entoure le corps d'entraînement (1) et, au niveau de la rainure (19) destinée aux billes (11), forme des chambres ouvertes (18) qui reçoivent chacune une bille, des parois intermédiaires (20) desdites chambres présentant un évidement (21) en forme de V dans lequel l'anneau de blocage (9), doté d'une section en forme de triangle rectangle, est normalement poussé de telle sorte que le côté de la section de l'anneau de blocage correspondant à l'hypoténuse est en contact avec les billes, lesquelles forcent l'anneau de blocage hors de l'évidement lorsque la résistance à la rotation de la queue (12) est augmentée. 8. Porte-taraud selon la revendication 4, caractérisé en ce que la force de base de la contrainte élastique, exercée par l'intermédiaire de l'élément 10, peut être réglée au moyen d'une douille de guidage (3) filetée dans une partie du corps de serrage (8) entourant le corps d'entraînement (1), la douille de guidage pouvant être bloquée en position à l'aide d'un collier d'arrêt (4) fileté sur la douille de guidage, en appui contre le corps de serrage.