Brevet FR2673866A1 — publié le 19920918

DISPOSITIF DE DECOLLETAGE D'ECROUS La présente invention concerne un dispositif de décolletage d'écrous et notamment d'écrous hexagonaux. Les écrous hexagonaux sont réalisés principalement selon trois techniques, le décolletage, le forgeage à chaud, ou le forgeage à froid. Le décolletage est la technique de fabrication de pièces métalliques qui consiste à découper des tronçons dans une barre ou tige métallique et à usiner le profil des tronçons ainsi obtenus. Généralement la pièce est disposée sur un tour, l'outil de coupe n'étant mobile que transversalement. Le forgeage à chaud, ou à froid sont des techniques dans lesquelles la pièce est formée soit par traitement à chaud, soit par traitement à froid par compression. Ces procédés ont l'avantage sur le décolletage de permettre une production plus importante par unité de temps. Cependant ils sont moins souples d'emploi et ne permettent pratiquement de produire que des pièces normalisées et de série. La présente invention a pour objectif une décolleteuse permettant la fabrication d'écrous de toutes tailles et formes, normalisées ou non, et avec une grande facilité d'adaptation. L'invention a pour objet un dispositif de décolletage d'écrous dans une barre métallique, du type comportant dans un boîtier, un moteur d'entraînement d'une broche en rotation, un outil de décolletage de la barre, un outil de perçage, un outil de coupe, et un moyen d'avancement de la barre, caractérisé en ce quTil comporte:: - un premier tube, fixe, s'étendant depuis le boîtier vers l'arrière, ouvert à l'extrémité éloignée des outils, à l'intérieur duquel est logé un second tube, concentrique au premier, approximativement de même longueur, mobile en rotation, ouvert également à l'extrémité éloignée des outils, destiné à recevoir, à porter et à guider la barre à décolleter, - entre les outils et les tubes, un ensemble de prise et d'avancement de la barre, et en ce que le moteur est mécaniquement relié aux outils et à la broche de sorte que les mouvements de perçage, de coupe, d'avancement, et de rotation soient synchronisés. Le dispositif selon l'invention est encore remarquable par les caractéristiques suivantes: - l'ensemble de prise et d'avancement de la barre est creux et présente une section de passage intérieure analogue à celle de la barre, par exemple une section ronde ou hexagonale, de dimensions voisines de celles de la barre, de telle sorte que la barre est immobile en rotation par rapport à l'ensemble et coulissante dans ledit ensemble; - les outils de décolletage et de coupe, montés sur un arbre parallèle à l'axe de la barre sont montés pendulaires et constitués respectivement d'une molette de décolletage et d'une lame de coupe. - l'ensemble de prise et d'avancement de la barre comporte trois pièces tubulaires concentriques, mobiles en rotation, un premier tube extérieur ou tube de broche, immobile en translation, qui entraîne ensemble en rotation et porte successivement un second tube intermédiaire destiné à assurer l'immobilisation de la barre dans la broche, et un troisième tube intérieur destiné à assurer l'avancement de la barre. - le tube intérieur et le second tube arrière sont alignés et solidaires l'un de l'autre. Afin de mieux comprendre l'invention on a représenté un exemple de réalisation au dessin annexé sur lequel: - la figure 1 est une vue schématique de profil du dispositif selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale de la broche selon l'invention. Comme on le voit sur la figure 1 le dispositif comporte, d'une part un ensemble d'usinage disposé dans un boîtier 1 et comportant les moyens de décolletage 12, de coupe 13, de forage 14 de l'écrou, et d'avancement de la barre, et un tube 2 rectiligne qui s'étend depuis le boîtier vers l'arrière du dispositif. Le tube 2 est fixe, en rotation et en translation. Il comporte intérieurement un second tube 3 rectiligne et rigide, concentrique, de même longueur que le tube extérieur, monté mobile en rotation autour de son axe et porté, comme cela est connu, par au moins deux paliers 4. Le tube 3 est destiné à recevoir la barre 5 et à la guider vers l'ensemble d'usinage, la barre coulissant intérieurement. Le tube extérieur 2 est essentiellement un tube de protection. L'extrémité arrière des tubes 2 et 3 est ouverte; c'est par cette extrémité que la barre est introduite dans le tube 3. L'extrémité avant des tubes 2 et 3 débouche sur l'ensemble de prise et d'avancement 7. Celui-ci comporte principalement trois pièces tubulaires concentriques: le tube de broche extérieur 27, un tube intermédiaire 25 dont l'extrémité avant porte un nez 26 qui vient en prise sur la barre pendant l'usinage, et un tube 6, dit tube d'avance, car il est destiné à assurer l'avancement de la barre 5. La broche 27 est entraînée en rotation par l'intermédiaire d'une poulie 17 montée sur son axe 9 et reliée à un moteur 10. Le dispositif comporte de plus un arbre à cames 11 lié en rotation à la broche; celui-ci commande d'une part les mouvements d'avancement et recul du tube d'avance 6, d'ouverture et fermeture du nez 26 par l'intermédiaire de fourches 15, 16 qui viennent en prise respectivement sur le tube d'avance et sur la broche, d'autre part les mouvements des outils d'usinage 12, 13, 14. L'ensemble de prise et rotation 7 et le tube de guidage 3 sont également liés mécaniquement en rotation de sorte que le moteur 10 assure, seul, l'entraînement en rotation et translation de toutes les pièces. De manière plus détaillée le tube d'avance 6 comporte du côté de son extrémité arrière 18 un grain de guidage 19 de la barre qui a la forme d'une petite bague dont l'extérieur est conique afin de se serrer dans le tube, de conformation correspondante, et dont le profil intérieur est celui de la barre, par exemple rond ou hexagonal. Vers l'avant 20 le tube comporte une pince 21: le profil intérieur est identique à celui de la barre et aligné avec celui du grain. Lorsque la barre est mise en place dans le tube d'avance, elle se trouve immobilisée en rotation par rapport audit tube. La pince est usinée de telle sorte qu'elle entraîne la barre longitudinalement (ici vers l'avant) lorsque le nez est ouvert, et glisse sur la barre (ici vers l'arrière) lorsque le nez est fermé.La pince n'a pas de mouvement de fermeture-ouverture, le frottement sur la barre est constant et permet le glissement lorsque la barre est immobilisée. En outre les pièces de guidage, grain 19 et pince 21, sont des pièces interchangeables, de manière à pouvoir accepter des barres de différents calibres. D'autre part les tubes d'avance 6 et arrière 3 sont solidaires l'un de l'autre (par vissage ou autre) de sorte que les mouvements de translation et rotation sont intégralement transmis au tube arrière. Du côté arrière 18 le tube d'avance 6 comporte une gorge périphérique 22 prévue pour recevoir une fourche 15 de commande des mouvements en translation. En avant de la gorge le tube est cannelé extérieurement. Ces cannelures 23 pénètrent et coulissent d'avant en arrière dans un manchon 24 d'entraînement en rotation. Le tube intermédiaire ou de fermeture 25 porte à l'avant un nez 26 interchangeable qui s'ouvre et se ferme sur la barre. Le nez 26 est une pièce tubulaire dont le profil intérieur est identique à celui de la barre, par exemple hexagonal, et dont le profil extérieur est cylindro cônique. Elle présente des échancrures longitudinales qui divisent l'extrémité en plusieurs éléments qui s'appliquent sur la barre en se rapprochant (fermeture du nez), ce qui assure son immobilité longitudinale, et libèrent la barre en s'écartant (ouverture du nez). Vers l'arrière le tube de fermeture 25 est fileté pour recevoir un écrou 28 dont la fonction est d'assurer une butée du côté avant pour le mécanisme d'ouverture et fermeture du nez de broche, et du côté arrière pour le manchon 24 d'entraînement du tube d'avance. Ecrou 28 et manchon 24 sont montés serrés sur le tube 25. Le tube de broche 27 est monté libre en rotation sur le bâti 1 et fixe en translation par des roulements 29. L'avant présente une ouverture intérieure conique dans laquelle le nez 26 vient se déplacer. Vers le milieu, le tube comporte un filetage destiné à recevoir la poulie 17. L'extrémité arrière du tube de broche est cannelé 31, les cannelures pénétrant et glissant dans l'écrou 28. En butée contre l'écrou 28 est monté l'ensemble 32 de commande de l'ouverture et de fermeture du nez 26. Il comporte: - un manchon cylindrique 33, mobile longitudinalement sur le tube de broche 27, muni d'une gorge 34 destinée à recevoir la fourche 16 d'entraînement en translation. Intérieurement le manchon porte un élément de surface 35 orienté vers le tube de broche, comportant des gorges, qui se déplace avec le manchon 33, d'avant en arrière. - sur le tube, un anneau ou rampe fixe 37, monté en butée sur le tube, une rampe coulissante 38, et une rondelle élastique 39, montée en appui d'une part contre la rampe coulissante, d'autre part contre l'écrou 28. Des billes 40 sont prévues tout autour du tube de broche entre les deux rampes pour assurer leur écartement. Les rampes 37 et 38 ont des faces opposées inclinées en forme de V de telle sorte que lorsque les billes sont repoussées vers l'axe 9 de la broche par le déplacement de l'élément de surface 35, leur déplacement vers l'axe dans le V formé par les rampes 37 et 38 repousse la rampe coulissante 38. Le mécanisme d'ouverture-fermeture du nez fonctionne de la manière suivante: - lorsque la fourche 16 se déplace vers l'arrière (figure 2 partie supérieure), elle entraîne le manchon 33 et l'élément de surface 35 lequel pousse les billes vers l'axe de la broche. La rampe 38 repousse la rondelle élastique 39 qui pousse à son tour l'écrou 28. Celui-ci, immobile sur le tube porte nez 25, entraîne alors le tube vers l'arrière. Le nez 26, pénètre dans le cône 30 et se ferme. - lorsque la fourche se déplace vers l'avant (figure 2 partie inférieure), l'élément de surface 35 se déplace aussi et, les billes par centrifugation s'éloignent radialement. La rampe 38, repoussée par la rondelle 39 se déplace vers la rampe fixe 37 et le tube porte nez 25 peut se déplacer vers l'avant : l'ouverture du nez est libre, il s'ouvre par élasticité des matériaux. En outre le tube de broche 27 porte un dispositif de transmission de mouvement vers l'arbre à cames 11. Dans la variante représentée ce dispositif est un couple: roue et vis sans fin 41. L'arbre à cames 11, non représenté sur le dessin, comporte cinq cames; deux cames à l'arrière commandent par les fourches 15 et 16 les déplacements du tube d'avance et du manchon de fermeture du nez, trois cames à l'avant commandent les balancements de la molette 12 et de la lame 13, et de déplacement du foret 14. Le dispositif fonctionne de la façon suivante: Le moteur 10 tourne sans arrêt ni variation de vitesse; par conséquent les vitesses de rotation de la broche et de l'arbre à cames sont constantes (pour un réglage donné). Dans un premier temps la fourche 16 se déplace vers l'avant, la fourche 15 est en position arrière (vers la droite): le nez est ouvert. Le foret 14 est en position reculée, les outils de coupe 12 et 13 sont écartés. La fourche 15 se déplace vers l'avant et entraîne la barre qui sort et vient en butée sur le foret 14. La position du foret, plus ou moins reculée par rapport au nez détermine la hauteur de l'écrou. Le déplacement de la fourche 15 n'est pas gêné par cette butée de la barre sur le foret car la pince 21 glisse sur la barre. Lorsque le déplacement de la fourche 15 est achevé la fourche 16 se déplace vers l'arrière et ferme le nez de broche. Le foret pénètre dans la barre et la molette vient effectuer le décolletage; la molette ensuite se retire pour laisser la lame découper l'écrou pendant que le foret poursuit et achève la perforation. Lorsque le foret arrive à la hauteur d'écrou (plus quelques dixièmes de millimètres) il se retire et la lame continue. Pendant cette phase la fourche 15 s'est déplacée vers l'arrière. Comme on le voit ce dispositif permet de décolleter des écrous de dimensions quelconques: le nez et la pince sont des pièces interchangeables, les hauteurs d'écrous sont définis par l'amplitude du déplacement de la fourche 15, enfin les durées de coupes (en nombre de tours) sont réglables en fonction des matériaux à usiner et de la taille de l'écrou, le réglage d'avance des outils se faisant de manière connue par des dispositifs de pignon de serrage. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de décolletage d'écrous dans une barre métallique, du type comportant dans un boîtier (1) un moteur d'entraînement de la broche en rotation, un outil de décolletage de la barre, un outil de perçage, un outil de coupe, et un moyen d'avancement de la barre, caractérisé en ce qu'il comporte:: - un premier tube (2), fixe, s'étendant depuis le boîtier (1) vers l'arrière, ouvert à l'extrémité éloignée des outils, à l'intérieur duquel est logé un second tube (3), concentrique au premier, approximativement de même longueur, mobile en rotation, ouvert également à l'extrémité éloignée des outils, destiné à recevoir, à porter et à guider la barre (5) à décolleter, - entre les outils et les tubes, un ensemble (7) de prise et d'avancement de la barre, et en ce que le moteur (10) est mécaniquement relié aux outils et à la broche de sorte que les mouvements de perçage, de coupe, d'avancement, et de rotation soient synchronisés. 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'ensemble de prise et d'avancement (7) est creux et présente une section de passage intérieure analogue à celle de la barre de dimensions voisines de celles de la barre, de telle sorte que la barre est immobile en rotation par rapport à l'ensemble (7) et coulissante dans ledit ensemble. 3 - Dispositif selon la revendication 1 dans lequel les outils décolletage (12), coupe ( et perçage (14) sont montés sur un arbre (11) parallèle à l'axe de la barre caractérisé en ce que les outils de décolletage (12) et de coupe (13) sont montés pendulaires et constitués respectivement d'une molette de décolletage et d'une lame de coupe. 4 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'ensemble de prise et d'avancement comporte trois pièces tubulaires concentriques, mobiles en rotation, un premier tube extérieur ou tube de broche (27), immobile en translation , qui entraîne l'ensemble en rotation et porte successivement un second tube (25) intermédiaire destiné à assurer l'immobilisation de la barre dans la broche, et un troisième tube (6) intérieur destiné à assurer l'avancement de la barre. 5 - Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que le tube intérieur (6) et le second tube arrière (3) sont alignés et solidaires l'un de l'autre.