Brevet FR2604110A1 — publié le 19880325

- 1 - Dlspositlf Pour la liaison de deux parties a'outil L'invention concerne un dispositif pour la liaison de deux parties d'outil ou analogues, comprenant un tenon d'ajustage cylindrique qui est prevu sur l'une des parties d'outil et est entoure d'une surface annulaire perpendiculaire a l'axe de tenon, et un alésage d'ajustage qui est prévu dans l'autre partie d'outil pour la réception du tenon d'ajustage et est entouré d'une surface frontale annulaire, le tenon d'ajustage présentant un alésage transversal avec un goujon de serrage pouvant être deplace ralialement à l'intérieur de cet alésage, ce goujon comportant a ses - 0 deux extremités des embouts s'effilant et a symétrie de revolution qui viennent en prise avec les creux coniques de deux organes de serrage disposés dans l'autre partie d'outil de maniere a se faire face diamétralement, au moins un de ces organes pouvant être déplace jusqu'à une position de serrage par rapport au goujon de serrage, I5 dans le sens de l'axe de celui-ci, et la distance des axes des creux coniques à la surface frontale étant par ailleurs legerement supérieure à la distance de l'axe de l'alésage transversal à la surface annulaire, de sorte que dans la position de serrage, la surface d'enveloppe de chaque embout se trouve en application unilatérale contre le creux conique associé. Dans un dispositif connu de ce type (DE-31 08 439) les deux embouts se trouvant sur le goujon de serrage sont de forme conique. Les organes de serrage sont réalisés comme vis et peuvent être vissés radialement dans les filetages intérieurs correspondants de 2 5 l'autre partie d'outil. Pour desserrer et serrer ce dispositif de liaison, les deux vis doivent être vissées relativement loin vers l'extérieur ou vers l'intérieur dans le sens radial, ce qui nécessite un nombre correspondant de révolutions. Afin de simplifier la manipulation, ce dispositif connu de liaison de deux parties d'outil est réalisé de manière que le goujon de serrage ne comporte un cône qu'à une extrémité et présente sur l'autre extrémité un creux conique. Avec ce creux conique coopère une vis de serrage qui - 2- s'engage avec un cone dans le creux conique du goujon de serrage. Une deuxième vis de serrage, qui ne sert que de butee et dans le creux conique de laquelle vient en prise l'embout conique du goujon de serrage, est vissée dans l'autre partie d'outil de telle maniere qu'elle n'avance pas dans l'alésage transversal. Par conséquent, le desserrage et le serrage de ce dispositif n'exigent que l'actionnement de la vis pourvue de la pointe conique. Mais, le goujon de serrage, lors du serrage et du desserrage du dispositif, devant entrer ou sortir avec son embout conique du creux conique de la vis de serrage fixe disposée en face, le réglage radial de la vis de serrage actionnée, qui est nécessaire pour le serrage et le desserrage, est deux fois plus grand que pour le mode de réalisation décrit au début, et par conséquent, un plus grand nombre de révolutions de la vis de serrage est nécessaire, ce qui exige un laps de temps correspondant. L'invention a donc pour but de créer un dispositif pour la liaison de deux parties d'outil du type cité au début, sur lequel le mouvement relatif, nécessaire pour le serrage et le desserrage, entre l'organe de serrage et le goujon de serrage et donc le temps d'actionnement sont réduits. Conformément a l'invention ce but est atteint par le fait que les embouts du goujon de serrage présentent une surface d'enveloppe hémisphérique dont le rayon de courbure ainsi que l'angle au sommet des creux coniques sont dimensionnés de telle sorte que la surface 2 5 d'enveloppe hémisphérique et le creux conique sont en contact en un point d'application de force qui se trouve à distance radiale des extrémités libres des embouts et des organes de serrage, et que les lignes d'action des forces appliquées aux deux points d'application de force s'étendent sous un angle d'environ 30 à 60', de préférence d'environ 45', par rapport à l'axe de l'alésage transversal. Les embouts réalisés sous forme hémisphérique possèdent, notamment lorsque, dans une réalisation avantageuse de l'invention, chaque embout présente à son extrémité extérieure un aplatissement perpendiculaire à l'axe du goujon de serrage, une hauteur - 3 - relativement petite dans le sens axial du goujon de serrage. Suite a cette petite hauteur, le trajet relatif de réglage entre le goujon de serrage et l'organe de serrage, qui est nécessaire au serrage et au desserrage du dispositif de liaison, est fortement raccourci. On a réussi à diminuer de moitié ce trajet relatif de réglage par rapport au mode de réalisation pratique décrit au début. Ainsi on réduit également de moitié le temps d'actionnement nécessaire au serrage et au desserrage. Cela a des effets particulièrement importants lors de l'utilisation du dispositif conforme a l'invention en combinaison avec des dispositifs de changement d'outil automatique. Par ailleurs, il est avantageux que le point d'application de force, dans lequel sont en contact la surface d'enveloppe hémisphérique et la surface conique, se trouve a distance aussi bien de l'extrémité libre de l'embout hémisphérique que de l'extrémité libre de l'organe de serrage correspondant. Ainsi on évite des charges de pression à l'extrémité intérieure, dans le sens radial, de l'organe de serrage et donc des pressions d'arete qui pourraient provoquer des déformations de l'organe de serrage. De plus, il est possible d'agrandir légèrement la longueur de la partie cylindrique du goujon de serrage, ce qui est avantageux en présence de tres grandes forces de liaison. Suivant un mode de réalisation avantageux de l'invention, le goujon de serrage est compose de deux parties de goujon de serrage séparées l'une de l'autre qui présentent à leurs extremites 2 5 intérieures, tournées l'une vers l'autre, des surfaces obliques inclinées dans des sens opposés, et entre les extrémités intérieures est prévu un coin de serrage, appliqué avec ses surfaces de coin contre les surfaces obliques, qui peut être reglé dans le sens de l'axe de l'alésage d'ajustage. Dans ce mode de réalisation, les trajets de réglage relatifs courts entre les parties de goujon de serrage et les organes de serrage, qui se trouvent à l'extérieur et qui sont disposés de façon fixe, ont un effet particulièrement avantageux, car le coin de serrage se trouvant entre les deux parties de goujon de serrage peut - 4- être relativement petit, et ainsi les parties de goujon de serrage possèdent une plus grande longueur de guidage. L'invention est expliquée de manière plus détaillée à l'aiale d'un exemple de réalisation illustré par le dessin, sur lequel la figure 1 représente une coupe axiale d'un premier exemple de réalisation, la figure 2 représente une coupe axiale d'un deuxième exemple de réalisation, L'une des parties d'outil 1 présente un tenon d'ajustage cylindrique 2 qui est entouré d'une surface annulaire 3 perpendiculaire à l'axe de tenon A. Dans l'autre partie d'outil 4, un alésage d'ajustage 5 est prévu pour la réception du tenon d'ajustage 2. La partie d'outil 4 peut également être une briae reliée, ou pouvant être reliée, de manière fixe à la broche de machine d'outil. Le tenon d'ajustage 2 présente un alésage transversal 6 dans lequel un goujon de serrage 7 peut être déplace radialement. Le goujon de serrage 7 comporte à ses deux extrémités des embouts 8 qui présentent chacun une surface d'enveloppe hémisphérique 8. De préférence, chaque embout 8 est pourvu à son extrémité extérieure d'un aplatissement 8b perpendiculaire à l'axe A2 du goujon de serrage. Dans l'autre partie d'outil 4 sont disposés deux organes de serrage 9,10 qui sont réalisés, dans l'exemple de réalisation représenté, comme des vis de serrage. Dans ce cas, la vis de serrage 2 5 9 sert de vis d'actionnement pour desserrer et serrer le dispositif de liaison, tandis que la vis de serrage 10 est vissée de façon serrée dans l'autre partie d'outil 4. Le réglage radial de l'organe de serrage 9 pourrait également être effectué par le fait que l'organe de serrage 9 est logé de manière à pouvoir être déplace dans un alésage radial de la partie d'outil 4 et qu'un organe d'actionnement agit de l'extérieur sur l'organe de serrage 9. Dans ce cas, l'autre organe de serrage 10 pourrait également être loge de manière mobile dans la partie d'outil 4 ou bien de maniere 2601 10 - 5 - stationnaire, par exemple dans un trou borgne de la partie a'outi] 4. Les deux organes de serrage 9,10 comportent chacun un creux conique 11, l'angle au sommet du creux conique pouvant se situer entre environ 60 et 120' et étant de préférence d'environ 90'. L'alésage d'ajustage 5 est entouré de façon concentrique d'une surface frontale 12 annulaire, cette surface frontale 12 annulaire étant également disposée de manière perpendiculaire à l'axe A de l'alésage d'ajustage 5 ou du tenon d'ajustage 2. Par ailleurs, il ressort de la figure 1 que les axes AI des deux organes de serrage 9,10 se trouvent à une distance ai de la surface frontale 12, cette distance étant légèrement supérieure à la distance a2 de l'axe A2 de l'alésage transversal 6 ou du goujon de serrage 7. Ainsi on obtient que dans la position de serrage représentée dans la figure 1, la surface d'enveloppe 8a de chaque embout 8 se trouve en application unilatérale au creux conique 11l correspondant. Le point de contact P ou le champ de contact sont désignés ci-après comme point P d'application de force, car en ce point les forces de serrage sont transmises des organes de serrage 9,10 aux embouts 8 du goujon de serrage 7. Conformément à l'invention, il est prévu que les points P d'application de force sont disposés à distance radiale rI des extrémités libres (aplatissements) 8b des embouts et également a distance r2 des extrémités libres intérieures 9a et 10a des organes 2 5 de serrage 9 et 10. Ainsi on évite aussi bien le contact et la transmission de forces à l'arête entre le creux conique 11 et la surface terminale 9a que la transmission de force à l'arête entre la surface d'enveloppe 8a et l'aplatissement 8b. De cette manière, on évite des pressions superficielles et des pressions sur les arêtes mentionnées. La transmission de force se fait a l'endroit o les organes de serrage 9,10 présentent déjà une épaisseur de paroi relativement grande. Par ailleurs, le rayon de courbure R de la surface d'enveloppe hémisphérique 8a et l'angle au sommet c du creux conique 11 doivent être dimensionnés de telle sorte que les lignes -- 6 -- -6- d'action W des forces K appliquées aux deux points P d'application de force s'étendent sous un angle A d'environ 30 à 60', de préférence d'environ 45', par rapport à l'axe A2 de l'alésage transversal 6. Fondamentalement, la surface d'enveloppe hémisphérique 8a des embouts 8 pourrait être formée par une hémisphère exacte dont le rayon de courbure se trouve sur l'axe A2 du goujon de serrage 7. Or, afin d'agrandir le rayon de courbure R de la surface d'enveloppe hémisphérique 8a et donc de réduire la pression superficielle entre la surface d'enveloppe 8a et le creux 11, il est utile que le rayon de courbure R soit 0,8 fois plus grand que le diamètre D du goujon de serrage 7, le centre de courbure M de la surface d'enveloppe hémisphérique 8a se trouvant à une distance a3, qui correspono a environ un tiers du diamètre D du goujon de serrage, de l'axe A2 au 1 5 goujon de serrage. Néanmoins, le rayon de courbure R peut également être légèrement plus grand, de manière qu'il possede la même grandeur que le diamètre D du goujon de serrage 7. Lorsque l'on veut séparer l'une de l'autre les parties d'outil 1, 4, la vis de serrage 9 est tournée vers la gauche pour sortir de la partie d'outil 4 jusqu'à ce qu'elle n'avance plus avec son extrémité intérieure 9a dans l'alésage d'ajustage 5. Si l'on retire le tenon d'ajustage 2 de la partie d'outil 1 de l'alésage d'ajustage , le goujon de serrage est déplacé, par le creux conique 11 de la vis de serrage 10 droite, vers la gauche dans l'alésage transversal 2 5 6 jusqu'à ce qu'il se trouve dans la position indiquée en traits mixtes. Après l'insertion d'une autre partie d'outil 1, la vis de serrage 9 gauche est vissée dans la partie d'outil 4, son creux 11l venant s'appliquer d'abord à l'embout 8 gauche, se trouvant dans la position indiquée en traits mixtes, du goujon de serrage 7, et déplaçant ensuite cet embout, lors de la poursuite du vissage de la vis de serrage 9, vers la droite jusqu'à ce que l'embout droit 8 entre en contact, au point P d'application de force, avec le creux conique 11 de la vis de serrage 10 droite. Le décentrage des deux axes AI et A2 garantit l'application unilatérale, mentionnée - 7- ci- dessus, des surfaces d'enveloppe hémisphériques 8a contre les creux coniques 11. Les composantes de force des forces P. qui agissent dans le sens de l'axe A du tenon d'ajustage, font que la surface annulaire 3 de la première partie d'outil 1 est pressée de manière serrée contre la surface frontale 12 de la deuxième partie d'outil 4. Dans l'exemple de réalisation representé dans la figure 2, les parties ayant les memes fonctions sont désignées par les mêmes références que dans l'exemple de réalisation représenté dans la figure 1. La description ci-dessus vaut donc par analogie pour l'exemple de réalisation représenté dans la figure 2. Contrairement à l'exemple de réalisation représenté dans la figure 1, ou le serrage et le desserrage de la liaison sont effectués radiaiement de l'extérieur, un dispositif central d'actionnement est prévu dans l'exemple de réalisation représenté dans la figure 2. Dans ce cas, le goujon de serrage est composé de deux parties identiques 7' ce goujon de serrage, dont chacune comporte a son extrémité extérieure l'embout 8 dont la réalisation correspond à celle de l'embout 8 ce l'exemple de réalisation décrit précédemment. Dans ce cas, les organes de serrage 10 sont réalisés comme des vis vissees de façon serrée dans la deuxième partie d'outil 4. Chacune des parties 7' de goujon de serrage présente à son extrémité intérieure 7a une surface oblique 14, les deux surfaces obliques étant inclinées dans des sens opposés. L'angle d'inclinaison t de chaque surface oblique 14 par rapport a l'axe A du tenon d'ajustage est utilement d'environ 30'. Chaque surface oblique forme une surface de délimitation d'une rainure transversale usinée à l'extrémité intérieure de chaque partie 7' de goujon de serrage. Entre les extrémités intérieures 7a des parties 7' ce goujon de serrage est disposé un coin de serrage 16 qui peut être déplacé au moyen de la barre d'actionnement 17 dans le sens de l'axe A de l'alésage d'ajustage 5 ou du tenon d'ajustage 2. Les surfaces de coin 16a du coin de serrage 16, qui coopèrent avec les surfaces obliques 14, sont inclinées sous le meme angle t par rapport a - 8 - l'axe A. Lorsqu'une force de traction, agissant dans le sens B. est appliquée à la barre d'actionnement 17, ce qui peut se faire par exemple au moyen d'une barre de traction disposée dans une broche ce machine- outil, les parties 7' de goujon de serrage sont poussées radialement vers l'extérieur sous l'action des surfaces de coin 16a et des surfaces obliques 14. Lors de l'entrée en contact des embouts 8 avec les creux 11, la surface annulaire 3 de la partie a'outil 1 est pressée à son tour contre la surface frontale 12 de la partie d'outil 4. Les goupilles transversales 17, qui viennent en prise dans des rainures 18 des parties 7' de goujon de serrage, limitent le trajet de déplacement des parties 7' de goujon de serrage vers l'extérieur, de sorte que les parties 7' de goujon de serrage ne peuvent pas tomber de l'alésage transversal 6, lorsque la partie d'outil I est séparée de la partie d'outil 4. Par ailleurs, les goupilles transversales 17' empêchent une rotation des parties 7' de goujon de serrage. - 9 - Revendications 1. Dispositif pour la liaison de deux parties d'outil ou analogues, comprenant un tenon d'ajustage cylindrique qui est prévu sur l'une desparties d'outil et est entouré d'une surface annulaire perpendiculaire à l'axe de tenon, et un alesage d'ajustage qui est prévu dans l'autre partie d'outil pour la réception du tenon d'ajustage et est entouré d'une surface frontale annulaire, le tenon d'ajustage présentant un alésage transversal avec un goujon de serrage pouvant être déplacé radialement à l'intérieur de cet alesage, ce goujon comportant à ses deux extrémités des embouts 0 s'effilant et à symétrie de révolution qui viennent en prise avec les creux coniques de deux organes de serrage disposés dans l'autre partie d'outil de manière à se faire face diamétralement, au moins un de ces organes pouvant être déplacé jusqu'à une position de serrage par rapport au goujon de serrage, dans le sens de l'axe de celui- ci, et la distance (ai) des axes (A1) des creux coniques a la surface frontale étant par ailleurs légèrement supérieure a la distance (a2) de l'axe.(A2) de l'alésage transversal a la surface annulaire, de sorte que dans la position de serrage, la surface d'enveloppe de chaque embout se trouve en application unilatérale contre le creux conique associé, caractérisé en ce que les embouts (8) du goujon de serrage (7,7') présentent une surface d'enveloppe (8a) hémisphérique dont le rayon de courbure (R) ainsi que l'angle au sommet (") des creux coniques (11) sont dimensionnés de façon que la surface d'enveloppe (8a) hémisphérique et le creux conique (11) 2 5 sont en contact en un point (P) d'application de force qui se situe à distance radiale (rl,r2) des extrémités libres (8b, 9a,10a) des embouts (8) et des organes de serrage (9,10), et que les lignes d'action (W) des forces (K) appliquées aux deux points (P) d'application de force s'étendent sous un angle (P) d'environ 30 à 60', de préférence d'environ 45 , par rapport à l'axe (A2) de l'alésage transversal (6). - 10 - 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque embout (8) présente à son extrémité extérieure un aplatissement (8b) s'étendant perpendiculairement à l'axe (A2) du goujon de serrage. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérise en ce que le rayon de courbure (R) de la génératrice de la surface d'enveloppe (Sa) possède à peu près la même grandeur que le diamètre (D) du goujon de serrage (7,7'), et que le centre de courbure (M) de la génératrice se trouve à distance (a3) de l'axe (A2) du goujon de serrage. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le rayon de courbure (R) correspond à environ 0,8 fois le diamètre (D) du goujon de serrage (7,7'), et que la distance (a3) du centre de courbure (M) de l'axe (A2) au goujon de serrage correspond à peu près à un tiers du diamètre (D) du goujon de serrage (7,7'). 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'angle au sommet (X) du creux conique (11) est d'environ 90 . 6. Dispositif selon au moins l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le goujon de serrage est composé de deux parties (7') de goujon de serrage séparées l'une de l'autre, qui présentent à leurs extrémités intérieures (7a) se faisant face des surfaces obliques (14) inclinées dans des sens opposés, et qu'entre les extrémités intérieures (7a) est prévu un cbin de serrage (16) qui est appliqué avec ses surfaces de coin (16a) contre les surfaces 2 5 obliques (14) et qui peut être réglé dans le sens de l'axe (A) de l'alésage d'ajustage (5). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la surface oblique (14) est formée par une surface de délimitation d'une rainure transversale (15) usinée à l'extrémité intérieure (7a) 3 0 de chaque partie (7') de goujon de serrage.