Brevet FR2612435A1 — publié le 19880923

L'invention concerne un dispositif limiteur d'efforts axiaux pour mandrins porte-outils. L'objet de l'invention se rattache au secteur technique du travail des métaux par enlèvement de matière, et notamment des porte-outils adaptables sur les machines-outils et machines similaires. La plupart des outils de coupe, comme illustré aux figures 1 et 2, sont montés sur des adaptateurs à changement rapide (A) pour être associés, de toute manière connue, à des organes du type mandrins (M) adaptables sur les broches des machines-outils. Certains mandrins porte-outils, tels les mandrins de taraudage, présentent un système de compensation axiale permettant d'ajuster en permanence l'avance de la machine sur le pas du taraud (T). Cette fonction essentielle est assurée par un coulisseau mobile (C) guidé à coulissement dans le corps du mandrin par un fourreau (F) ; le couple de taraudage étant transmis par un ensemble de billes (B) roulant librement dans des logements opposés (C1) du coulisseau et (M1) du mandrin.La position neutre du coulisseau est automatiquement obtenue par un ensemble de ressorts comprenant un ressort puissant (R1) pour la compression et un ressort plus faible (R2) pour l'extension. Dans ce type de mandrin de taraudage, le coulisseau mobile (C) ne doit pas reculer lorsque le taraud attaque la pièce, afin de garantir la profondeur de taraudage définie. Pour cela, un dispositif de butée ou limiteur d'efforts axiaux est généralement prévu. Ce dispositif se compose d'au moins trois ensembles (E) du type bonhomme à ressort" disposés radialement et de manière équidistante sur le corps du mandrin. Chaque ensemble comprend une bille (El) ou organe équivalent traversant ledit corps et s'appuyant constamment sous l'effet d'un ressort (E2), contre un épaulement (C2) de la queue- du coulisseau. Une vis (E3) à l'arrière, permet de régler la pression de la bille sur le coulisseau, donc de déterminer le seuil au-delà duquel le coulisseau devra reculer sous un effort de taraudage anormal (avant-trou pas assez profond, défaut de matière). Cette réalisation présente un certain nombre d'inconvénients. En effet, on comprend qu'il est difficile de régler avec la même précision la pression des billes sur les différents ensembles. D'autre part, dans le cas de mandrins de petites dimensions, il est difficile, voire impossible de loger radialement ces ensembles limiteurs du fait du manque de profondeur. Enfin, la multiplication des ensembles limiteurs augmente sensiblement le prix de revient des mandrins. Selon l'invention, on a voulu réaliser un dispositif limiteur d'efforts axiaux simplifié, donc économique, fiable, facile à régler, et pouvant être adapté même sur les mandrins de petites dimensions. Pour cela, et selon une première caractéristique, un seul dispositif limiteur d'efforts axiaux est monté axialement dans la queue du coulisseau mobile, avec un moyen de mise en pression réglable agissant sur des organes de butée débordant radialement de ladite queue pour s'appliquer contre une surface d'appui du corps du mandrin, en empêchant ainsi le recul du coulisseau soumis à une force en réaction. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront de la description qui suit. Pour fixer l'objet de l'invention, sans toutefois le limiter, dans les dessins annexés La figure 1 est une vue en coupe longitudinale montrant un exemple de réalisation de mandrin de taraudage à limiteur d'efforts axiaux selon l'art antérieur. La figure 2 est une vue en coupe transversale considérée suivant la ligne 2-2 de la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe longitudinak montrant un mandrin de taraudage équipé du dispositif limiteur d'efforts axiaux selon l'invention, et représenté en position repos. La figure 4 est une vue en coupe transversale considé La figure 4 est une vue en coupe transversale considérée suivant la ligne 4-4 de la figure 3. La figure 5 est une vue partielle en coupe montrant le dispositif limiteur d'efforts axiaux en position de dépassement du seuil de l'effort normal de taraudage. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant sous une forme non limitative de réalisation illustrée aux figures 3, 4 et 5 des dessins et appliquée à un mandrin de taraudage à changement rapide, étant entendu que le dispositif peut être mis en oeuvre sur d'autres types d'outillages (perçage, brochage, ...), avec ou sans adaptateur à changement rapide. Les différents éléments du mandrin de taraudage selon la figure 3 étant sensiblement les mêmes que ceux du mandrin selon l'art antérieur, on a gardé les mêmes repères, et on décrit seulement le dispositif limiteur d'efforts axiaux selon l'invention et son environnement immédiat. On voit que le fond du chambrage (C3) du coulisseau dans lequel est monté l'adaptateur à changement rapide (A), présente axialement un alésage (C4) dont la partie supérieure (C5) débouchant à l'extrémité de la queue du coulisseau est taraudée pour recevoir une vis (V) de suspension du coulisseau mobile, tandis que l'entrée inférieure (C6) dudit alésage est également taraudée pour le montage d'une vis sans tête (1) à empreinte de manoeuvre. Au-dessus de ladite vis est disposé un ressort (2) sur lequel repose une bille (3) qui est constamment en contact avec trois autres billes (4, 5 et 6) logées avec jeu dans des orifices équidistants (C7) de la queue du coulisseau d'où elles ne peuvent s'échapper, cela par tous moyens tels qu'une cage (7) fixée sur la queue et présentant des ouvertures (7a) de plus petit diamètre que celui des billes. Au repos, avant le départ du taraudage, les billes (4, 5 et 6) qui débordent de la cage sous l'effet de la pression exercée par la bille axiale (3) poussée par son ressort (2), s'appliquent contre un chanfrein formant siège (8a) exécuté en bout d'une bague (8) qui est fixée dans le corps du mandrin (M) à partir du fond du logement (M2) du coulisseau , ladite bague étant montée en butée dans le mandrin et maintenue par tous moyens tels que vis-pointeau (9). La face arrière de la bague (8) sert également d'appui au ressort (R2) d'extension. On comprend que lorsque le taraud prénètre dans l'avant-trou de perçage de la pièce, le coulisseau (C) qui encaisse l'effort, aurait tendance à reculer à l'encontre de la force de compression exercée par le ressort (Rl), sans l'action de butée des billes (4, 5 et 6) sur le siège (8a) qui empêchent ainsi le déplacement du coulisseau. Si l'effort est anormalement important, les billes (4, 5 et 6) reculent alors en repoussant la bille-axiale (3), et en libérant ainsi le coulisseau qui peut reculer à l'encontre du ressort (ri). On voit qu'il est aisé de régler la pression depuis quelques grammes jusqu'au blocage complet du dispositif. Bien entendu, des variantes de réalisation peuvent être introduites sans pour cela sortir du cadre de l'invention, en particulier on peut remplacer la bille (3) par un élément coulissant dont la partie supérieure est conformée pour agir simultanément sur les billes (4, S et 6) ou sur des éléments coulissants dont les extrémités débordant de la queue sont conformées pour s'appuyer contre le siège (8a). On peut aussi prévoir deux éléments radiaux diamétralement opposés ou plus de trois. D'autre part, on peut adapter ce dispositif à de nombreux types d'outillage autres que les mandrins de taraudage, avec ou sans adaptateur à changement rapide. On rappelle encore que ce dispositif unique et axial, est précis, économique, fiable et peu encombrant, ce qui permet de le loger dans des mandrins de petites dimensions. REVENDICATIONS -1- Dispositif limiteur d'efforts axiaux pour des mandrins porte-outils, comprenant un coulisseau (C) dans lequel est fixé un adaptateur d'outil (A) à changement rapide, ledit coulisseau étant monté en suspension et à coulissement dans le corps du mandrin (M), à l'encontre d'un système de compensation axiale par ressorts de compression (Rl) et d'extension (R2) ; le dispositif est caractérisé en ce qu'il est monté axialement dans la queue du coulisseau mobile (C) et qu'il comprend un moyen (1, 2, 3) de mise en pression réglable agissant constamment sur des organes de butée (4, 5 et 6) débordant radialement de ladite queue pour s'appliquer contre une surface d'appui (8a) du corps du mandrin, en empêchant ainsi le recul du coulisseau, donc de l'adaptateur d'outil soumis lors de l'opération de coupe, à une force d'appui en réaction de la pièce. -2- Dispositif limiteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de mise en pression réglable est constitué par une vis de manoeuvre (1) montée dans l'extrémité filetée (C6) d'un alésage axial (C4) traversant la queue du coulisseau (C) ladite vis comprimant plus ou moins un ressort (2) qui est lui-même en appui contre un élément axial coulissant dans ledit alésage et dont la partie supérieure est conformée pour agir simultanément sur au moins deux éléments coulissants radiaux ou organes de butée conformés à leur extrémité débordant de la queue du coulisseau, pour s'appuyer contre la surface d'appui (8a) du corps du mandrin. -3- Dispositif limiteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément coulissant axial est constitué par une bille (3). -4- Dispositif limiteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments coulissants radiaux sont constitués par des billes (4, 5, 6) logées avec jeu dans des orifices transversaux équidistants de la queue du coulisseau et qui sont retenues en expansion diamétrale par un aménagement (7) de la queue dont les ouvertures (7a) sont de diamètre inférieur à celui des billes. -5- Dispositif limiteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface d'appui des organes de butée (4, 5, 6) est constituée par un chanfrein formant siège (8a) exécuté en bout d'une bague (8) qui est fixée dans le corps du mandrin (M) à partir du fond du logement (M2) du coulisseau (C) ; ladite bague étant montée en butée dans ledit corps et maintenue par tous moyens tels que vis-pointeau (9) ; la face arrière de ladite bague servant également d'appui au ressort (R2) du système de compensation axiale.