Brevet FR2616174A1 — publié le 19881209

La présente invention a trait à des outils de coupe et porte-outil associ6s et en particulier, mais non ex- clusivement, à des outils de coupe et porte-outil devant servir à haver des minéraux, par exemple dans l'exploita- 5 tion de gisements houillers. Il importe qu'un outil de coupe soit fermement rete- nu dans son porte-outil, tout en pouvant être retiré de celui-ci pour remplacement. A cette fin, on a proposé une grande variété de moyens de retenue, dont certains seule- 10 ment ont donné de bons résultats en pratique. Dans un agencement satisfaisant, le moyen de retenue est un ver- rou monté élastiquement port6 par la-tige d'outil comme d6crit dans GB-A-l 062 752. Dans un autre agencement sa- tisfaisant, le moyen de retenue est un verrou mont6 élas- 15 tiquement port6 par le porte-outil comme décrit dans - GB-A-l 373 655. La pr6sente invention a pour but de réaliser un moyen de retenue d'outil simple et efficace qui permette de re- tirer rapidement l'outil du porte-outil. 20 L'invention fournit une combinaison d'un outil de coupe et d'un porte-outil pr6sentant une douille de ré- ception de la tige de l'outil de coupe, dans laquelle la tige présente une fente s'étendant transversalement à son axe longitudinal, une barrette de verrouillage oblongue 25 montée dans la fente et dépassant de celle-ci, et un moyen élastique sollicitant la barrette vers sa position de dé- passement et dans laquelle le porte-outil comporte un élé616- ment de but6e oblong qui lui est reli6 de manière amovible et est propre à coop6rer avec la barrette de verrouillage 30 pour retenir la tige à l'int6rieur de la douille. De pr6f6rence la fente s'6tend el travers de la quasi- totalit6 de la largeur d'une face sensiblement plate de la tigeo De préf6rence, le moyen élastique est un bloc élasti- 35 que en mat6riau élastomère dispos6 entre la barrette et la base de la fente de façon que le d6placement de la bar- rette vers l'axe de la tige se heurte à la résistance élastique du bloc. Le bloc, qui peut être par exemple en 2616174 2 Néoprène, peut être lié à la barrette. La barrette et le moyen élastique peuvent ainsi oc- cuper pratiquement tout le volume de la fente pour empê- cher la pénétration de fins débris de coupe susceptible 5 d'entraver le mouvement de la barrette. Dans une forme préférée de l'invention, la tige est à section rectangulaire et la fente s'étend en travers de la face de la tige située le plus en arrière par rap- port au sens de coupe. 10 La barrette peut être en métal plein tel qu'acier. En variante, elle peut être un doigt à ressort formé d'un tube présentant une incision longitudinale qui lui confère une certaine élasticité sous charge radiale. Le bloc peut être moulé en sorte de remplir l'intérieur du tube et de 15 dépasser à travers ltincision de façon à claveter l'une à l'autre la barrette et le bloc.o De préférence, l'élément de butée est un doigt s' étendant transversalement à l'axe longitudinal de la douil- le et parallèlement à la barrette de verrouillage. Le 20 doigt peut être un doigt en métal plein ou en variante être un doigt à ressort doté d'élasticité radiale. De préférence, le doigt est relié au porte-outil du fait qu'il est placé dans un trou traversant de celui-ci, ce qui permet de le retirer facilement en le déplaçant 25 axialement. Quand le doigt est un doigt à ressort, son élasticité assure son ajustage serré à l'intérieur du trou lorsqu'on prévoit un trou légèrement sous-dimension- né, ce qui fait que le doigt est fermement retenu et per- met de rendre moins rigoureuses les tolérances de fabri- 30 cation sur le diamètre du trou.o Le doigt peut par conséquent être agencé pour consti- tuer un élément de butée dans lequel une partie seulement de la section du doigt pénètre dans la douille et avanta- geusement on monte le doigt en plaçant chacun de ses 35 tronçons d'extrémité dans un trou traversant du porte- outil. Avantageusement, les emplacements relatifs de l'élé- ment de butée et de la barrette de verrouillage sont tels 2616174 3 que l'extraction de la tige hors de la douille s'accom- pagne d'une déformation progressive de la barrette à 1' encontre du moyen élastique, ce qui tend à faire rentrer la tige dans la douille. On peut obtenir ce résultat, par 5 exemple, en plaçant la barrette et le doigt de façon que, dans la position normale de pleine insertion de la tige, la barrette et le doigt soient en contact linéaire par leurs surfaces cylindriques respectives, la droite qui joint leurs axes respectifs faisant un angle d'environ 10 450 avec l'axe longitudinal de la tige. Lors de l'extrac- tion de la tige hors de la douille, il y a augmentation de cet angle accompagné d'un mouvement décrit par la barrette de verrouillage vers l'axe de la tige à l'encontre de l'élasticité du bloc. 15 Comme indiqué plus haut, l'élément de butée est de préférence un doigt monté par insertion de chacun de ses tronçons d'extrémité dans un trou traversant du porte- outil. Le trou traversant peut être de petit diamètre afin de ne pas affaiblir indésirablement le porte-outil et l'on 20 peut facilement chasser le doigt hors du porte-outil pour le remplacer ou libérer un outil endommagé, par exemple quand l'outil casse par cisaillement à proximité de la tête de la tige de sorte que le bout de tige restant n'est pas facile à extraire. 25 Ce qui suit est une descriptic-i, donnée à simple ti- tre d'exemple, de réalisations de l'invention faite en ré- férence aux dessins schématiques annexés, sur lesquels : la figure 1 est une vue latérale d'une réalisation d'outil d'abattage de charbon suivant l'invention ; 30 la figure 2 est une vue de derrière de l'outil selon la figure 1 ; la figure 3 est une vue latérale de la barrette de verrouillage et du moyen élastique utilisé dans l'outil selon la figure 1 ; 35 la figure 4 est une vue en plan de la barrette de verrouillage et du moyen élastique selon la figure 3 ; ia figure 5 est une vue latérale d'une réalisation de porte-outil suivant l'invention pour association à 2616174 4 l'outil selon la figure i ; la figure 6 est une vue en plan du porte-outil selon la figure 5 ; la figure 7 est une vue en bout du porte-outil selon 5 la figure 5 ; la figure 8 est une vue'latérale de l'outil selon la figure i monté dans le porte-outil selon la figure 5, le porte-outil étant représenté en coupe ; la figure 9 est une vue en coupe d'une variante d' 10 ensemble barrette de verrouillage-bloc comportant un doigt à ressort ; et la figure 10 est une vue en coupe d'une variante d' ensemble d'un outil et d'un porte-outil. L'outil représenté sur les dessins comporte une lame 15 10 présentant une pointe de coupe 11 et une tige 12 à section rectangulaire. En service, la tige 12 s'emboîte dans la douille 13 d'un porte-outil 14, un talon 15 et un nez 16 de la lame 10 butant contre le haut du porte-outil. On va maintenant considérer l'outil selon la figure 20 1 ; près de sa base, c'est-à-dire de son extrémité située en bas sur les dessins, la tige 12 présente une fente 17 s'étendant transversalement par rapport tant à l'axe de la tige qu'Aà la direction de coupe et débouchant dans la face de la tige située en arrière par rapport à la direc- 25 tion de coupe. La fente 17, qui est de forme rectangulai- re, s'étend sur toute la largeur de la face arrière de la tige, de sorte que la fente débouche, de part et d'autre, dans les faces latérales de la tige. Un élément de ver- rouillage 18 est disposé dans la fente 17. L'élément de 30 verrouillage est constitué par un bloc 19 en Néoprène qui est lié à une barrette de verrouillage en acier 20 à section circulaire. Le bloc 19 est étroitement emboîté dans la fente et peut être lié à celle-ci et la barrette de verrouillage 20 dépasse, sur la moitié environ de sa cir- 35 conférence, de la face arrière de la tige. Le diamètre de la barrette est légèrement inférieur à la largeur de la fente de sorte que, sous pression, la barrette peut péné- trer dans la fente à l'encontre de l'effet élastique du 2616174 5 bloc 19. Le bloc 19 et la barrette 20 s'étendent sur la quasi-totalité de la longueur de la fente de façon à rem- plir sensiblement celle-ci. Dans le porte-outil 14 est ménag6 d'un c6té à l'autre 5 un trou traversant qui reçoit un doigt de retenue en acier 21, à section circulaire, lequel s'6tend en travers de la douille 13 et dépasse partiellement dans celle-ci à par- tir de la face arrière de la douille. Pendant l'insertion de l'outil dans le porte-outil, 10 la barrette de verrouillage 20 rencontre le doigt de retenue 21 et se trouve ainsi repouss6e à l'intérieur de la fente, de sorte qu'elle franchit le doigt de retenue et que la tige 12 s'insère à fond dans la douille 13. Une fois la tige complètement insér6e, l'outil se trouve fermement 15 retenu dans le porte-outil par contact de la barrette de verrouillage 20 avec le dessous du doigt de retenue 21, comme représenté sur la figure 8. Les emplacements rela- tifs occupés par la barrette de verrouillage et par le doigt de retenue quand l'outil est dans le porte-outil 20 sont tels qu'il existe une force r6siduelle nette, engen- drée par le bloc 19, attirant l'outil à l'int6rieur du porte-outil. Comme on le voit mieux sur les figures 1 et 8, la partie inférieure arrière de la tige est échancr6e au- 25 dessus et au-dessous de la fente 17. Cette r6duction de dimensions est nécessaire pour permettre l'insertion de la tige dans la douille et la déformation de la barrette de verrouillage 20 par le doigt de retenue 21. Toutefois, la partie sup6rieure de la tige demeure dimensionnée en 30 sorte de pénétrer, sur tous les côtés, dans la douille à ajustage glissant juste, ainsi qu'il est nécessaire pour que l'outil soit bien soutenu. Un trou traversant 22 est ménagé dans la lame 10 de l'outil pour recevoir un extrac- teur permettant d'extraire l'outil du porte-outil de ma- 35 nière connue. A-la manière courante, le porte-outil pré- sente dans sa base un trou traversant arqué 28 permettant d'enfoncer un ciseau pour lib6rer la tige 12 du porte- outil 14. Pour simplifier la représentation, on n'a indi- 2616174 6 qué ce trou que sur les figures 5 et 7. Sur les figures 1 à 8, la barrette de verrouillage 20 et le doigt de retenue 21 sont représentés comme ayant des sections circulaires et la douille 13 du porte-outil 5 14 est représentée comme ayant une section rectangulaire. On pourra bien entendu adopter d'autres sections. La figure 9 représente une variante de barrette de verrouillage 31 assemblée avec un bloc de Néoprène 32 pour constituer avec lui une variante d'élément de ver- 10 rouillage 30. La barrette 31 est un doigt à ressort formé d'un tube cylindrique fendu et est lié au bloc 32 de fa- çon que le Néoprène constitutif de ce dernier pénètre dans l'intérieur 33 de la barrette 31 et le remplisse.La barrette 31 et le bloc 32 se trouvent par là clavetés 15 l'une sur l'autre. Dans une variante d'agencement (non représentée), on peut utiliser un doigt à ressort de même type en tant que doigt de retenue à la place du doigt plein décrit à pro- pos de la réalisation précédente. 20 La figure 10 représente une variante d'outil et de porte-outil, avec utilisation de références numériques correspondant à celles selon les figures 1 à 8. La tige 12 est représentée dans sa position de pleine insertion dans laquelle le talon 15 est positivement pressé contre 25 le porte-outil 14 sous l'effet du bloc élastique 19. L'outil et le porte-outil qu'on a décrit ci-dessus en se référant aux dessins annexés combinent les avanta- ges importants suivants : La pièce mobile du dispositif de verrouillage (qui 30 est la pièce la plus susceptible de se déteriorer) est montée dans la tige de l'outil, de sorte qu'un nouveau dispositif de verrouillage se trouve inséré avec chaque nouvel outil. Ceci évite le risque, encouru quand la piè- ce mobile du dispositif de verrouillage est montée dans 35 le porte-outil, de voir cette pièce se détériorer après insertion et enlèvement d'un certain nombre d'outils. La fente qui reçoit la barrette de verrouillage est placée dans une partie de la tige qui subit peu d'effort 2616174 7 et par conséquent on loge cette barrette sans affaiblir fâcheusement il'outil. Pour prévoir un doigt de verrouillage dans le porte- outil, on n'a à percer que de petits trous dans le corps 5 de porte-outil. Par conséquent, la présence du doigt de retenue ne provoque pas une réduction notable de l'aire de section du corps de porte-outil, avec perte consécuti- ve de résistance mécanique. Les caractéristiques ci-dessus permettent d'obtenir 10 une combinaison d'outil et de porte-outil exceptionnelle- ment robuste. Le doigt de retenue est aussi facile à retirer et à remplacer en cas d'endommagement et est peu coûteux. Si la lame se détache de la tige par cassure, on peut aisé- 15 ment retirer la tige du porte-outil après avoir retiré le doigt de retenue par chocs lui faisant traverser le porteoutil. Comme précédemment exposé, on peut agencer la barret- te de verrouillage et le doigt de retenue en sorte que 20 l'outil, une fois en place dans le porte-outil, se trouve attiré vers l'intérieur de ce dernier. La barrette de verrouillage et le doigt de retenue permettent d'extraire aisément l'outil pour le remplacer. L'ajustage de l'outil dans le porte-outil et l'absen- 25 ce de tous orifices ouverts, ménagés dans le porte-outil, se trouvant exposés en service empêchent la pénétration de fines et minimise par conséquent le risque de coince- ment de l'outil dans le porte-outil. 2616174 8 REVENDICATIONS 1. Combinaison d'un outil de coupe (10) et d'un porte-outil (14) présentant une douille (13) de réception de la tige (12) de l'outil de coupe, caractérisée en ce 5 que la tige (12) présente une fente (17) s'étendant trans- versalement à son axe longitudinal, une barrette de verrouillage oblongue (20,31) montée dans la fente et en dé- passant et un moyen élastique (19,32) sollicitant la bar- rette vers sa position de dépassement et en ce que le 10 porte-outil présente un élément de butée oblong (21) qui lui est relié de manière amovible et qui coopère avec la barrette de verrouillage (20) pour retenir la tige (12) à l'intérieur de la douille (13). 2. Combinaison d'outil et de porte-outil selon la 15 revendication 1, caractérisée en ce que la fente (17) s'étend pratiquement sur toute la largeur d'une facette sensiblement plate de la tige. 3. Combinaison d'outil et de porte-outil selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce 20 que le moyen élastique est un bloc élastique (19,32) en matériau élastomère disposé entre la barrette (20) et la base de la fente (17) de sorte que le déplacement de la barrette vers l'axe de la tige se heurte à la résistance opposée par l'élasticité du bloc. 25 4. Combinaison d'outil et de porte-outil selon la revendication 3, caractérisée en ce que la barrette est liée au bloc. 5. Combinaison d'outil et de porte-outil selon l'une ou l'autre des revendications 3 et 4, caractérisée en ce 30 que la barrette et le bloc s'étendent pratiquement sur toute la longueur de la fente. 6. Combinaison d'outil et de porte-outil selon toute revendication précédente, caractérisée en ce que la tige (12) est à section sensiblement rectangulaire et en ce que 35 la fente (17) s'étend en travers d'-une facette de la ti- ge qui est située en arrière par rapport au sens de coupe de l'outil. 2616174 9 7. Combinaison d'outil et de porte-outil selon toute revendication précédente, caractérisée en ce que la bar- rette (31) est constituée par un doigt à ressort doté d'élasticité radiale. 5 8. Combinaison d'outil et de porte-outil selon toute revendication précédente, caractérisée en ce que l'élément de butée (21) est constitué par un doigt s'étendant trans- versalement A l'axe longitudinal de la douille (13) et parallèlement A la barrette de verrouillage. 10 9. Combinaison d'outil et de porte-outil selon la revendication 8, caractérisée en ce que le doigt (21) est un doigt A ressort doté d'élasticité radiale. 10. Combinaison d'outil et de porte-outil selon l'une ou l'autre des revendications 8 et 9, caractérisée en ce 15 que le doigt (21) est relié au porte-outil (14) du fait qu'il est placé dans un trou traversant du porte-outil,ce qui permet de le retirer facilement en le déplaçant axialement. 11. Combinaison d'outil et de porte-outil selon toute 20 revendication précédente, caractérisée en ce que les em- placements relatifs de l'élément de butée (21) et de la barrette de verrouillage (20) sont tels que l'extraction de la tige (12) hors de la douille s'accompagne d'une déformation progressive de la barrette intervenant A l'en- 25 contre du moyen élastique (19),-ce qui tend à faire ren- trer la tige dans la douille. 12. Combinaison d'outil et de porte-outil selon la revendication 11, caractérisée en ce que les positions relatives de l'él&ément de butée (21) et de la barrette de 30 verrouillage (20) sont telles que, dans la position de pleine insertion de la tige (12), la barrette s'écarte par déformation de sa position de pleine saillie à l'en- contre du moyen élastique pour solliciter par là la tige vers l'intérieur de la douille (13) afin de maintenir 35 positivement l'outil dans le porte-outil.