Brevet FR2701414A1 — publié le 19940819

Taraud machine DESCRIPTION L'invention concerne un taraud machine comportant une zone de taraudage et une tige de déchargement pour la réalisation de filets intérieurs dans des écrous ou autres pièces de grande série similaires, qui sont avancées une à une en étant empêchées de tourner à travers la zone de taraudage située à l'extrémité d'alimentation du taraud machine, et qui sont ensuite évacuées le long de la tige arrière lisse d'expulsion ou de déchargement. Dans de tels tarauds machines, la pièce de grande série à doter d'un filet intérieur est avancée à travers la zone de coupe filetée tout en étant empêchée de tourner Après réalisation du filet, la pièce de grande série dotée du filet intérieur se déplace sur la tige du taraud jusqu'à l'extrémité de cette dernière, o elle est évacuée Dans de tels tarauds machines connus de la technique actuelle, on travaille à une vitesse de coupe de 75 mètres par minute, et par exemple pour M 8, à des vitesses de rotation de 3000 tours/minute Bien qu'en soi des vitesses de coupe plus élevées soient possibles, la limite des régimes de rotation de 3000 tours/minute n'est cependant pas dépassée à ce jour, car cela implique un risque considérable que l'écrou évacué de la tige, et en particulier catapulté, soit endommagé lors de l'expulsion Dans l'état de la technique, on connaît différentes formes de tiges de taraud machine. Actuellement, on travaille principalement avec des tarauds à tige coudée à angle droit Il y existe le désavantage que la tige du foret ne tourne pas centralement par rapport au milieu de la pièce à fileter, mais parce que la transmission des forces de la machine de filetage équipée d'un tel taraud ne peut s'effectuer que depuis l'extrémité la plus extérieure de la tige de foret coudée, la tige du foret décrit lors de son déplacement de rotation une enveloppe conique dont l'anale et la dimension dépendent de la différence entre le diamètre de la tige du taraud et l'az sage du pré-trou de la pièce filetée intérieurement, ainsi que de la différence entre le diamètre extérieur de la pièce filetée intérieurement et le diamètre intérieur de l'élément de guidage (par exemple un manchon porteur) du taraud rempli de pièces déjà filetées Il en résulte toujours un filet qui est plus grand que le diamètre du taraud Le maintien de tolérances étroites de filetage en est rendu beaucoup plus difficile Un autre désavantage de ce taraud réside en ce que l'on ne peut évacuer par l'intermédiaire de la tige de taraud coudée que des pièces d'une hauteur limitée, d'environ 1,5 x le diamètre du filet Par ailleurs, lors de l'évacuation des pièces de grande série dotées du filet intérieur de la tige du taraud, une réaction axiale est exercée sur la pièce de grande série qui s'appuie sur la zone de taraudage, de sorte qu'il en résulte une pression sur les flancs, ou pression annulaire, élevée dans la zone de taraudage, ce qui a pour conséquence une usure relativement importante de l'outil L'évacuation radiale des pièces de grande série dotées d'un filet intérieur de la tige coudée du foret s'effectue à une vitesse considérable, de sorte qu'il faut prendre des mesures pour empêcher des dégradations des pièces de grande série expulsées dans le panier de reprise du dispositif de taraudage, ou au moins pour minimiser de telles dégradations De plus, lorsqu'il est utilisé dans le dispositif de taraudage, le taraud doit chaque fois être déplacé axialement pour l'expulsion des pièces de grande série terminées, de sorte qu'une avance et un recul relativement grands du foret sont nécessaires, ce qui a un effet défavorable sur le nombre de pièces qu'il est possible de produire. On connaît également des tarauds machines dans lesquels au voisinage de l'extrémité, la tige est tout d'abord coudée radialement vers l'extérieur et s'étend ensuite à nouveau coudée radialement vers l'intérieur Dans l'état de la technique, ces formes de taraud ne se sont cependant pas avérées bonnes, parce qu'elles rendent nécessaire l'inzroduction de forces supplémentaires pour ramener à un rayon d'évacuation plus petit, à l'encontre de la force centrifuge, les pièces filetées Il en résulte des effets désavantageux en matière d'usure de l'outil et de précision dimensionnelle du filet formé. Pour ces raisons, de telles formes de foret ne sont pratiquement plus utilisées aujourd'hui. Partant de l'état de la technique décrit au début, l'objet de l'invention est de créer un taraud machine qui permette, pour une usure réduite de l'outil, de réaliser des filets intérieurs avec une grande précision, l'évacuation des pièces de grande série dotées du filet intérieur pouvant en outre s'effectuer sans dégradation des pièces de grande série. Pour atteindre cet objet, l'invention propose que la tige soit coudée, une zone de tige coaxiale à la zone de taraudage se raccordant tout d'abord à cette dernière et se transformant en une zone coudée obliquement qui se prolonge à son tour en une zone de tige dont l'axe s'étend parallèlement à la zone coaxiale de tige. Grâce à cette configuration, on assure que l'évacuation des pièces de grande série dotées d'un filet intérieur de la tige du foret peut s'effectuer de manière qu'aucune pression annulaire ou seule une faible pression annulaire soit exercée sur chaque pièce de grande série située dans la zone de taraudage du foret, afin de réduire l'usure de l'outil Dans ce but, l'orientation à axes parallèles de la zone de la tige la plus proche de la zone de taraudage et de l'extrémité de la tige du foret permet un guidage double du taraud dans le dispositif de coupe de filet, ce qui a pour conséquence que l'on évite des déplacements de nutation du foret lors de la rotation du foret Grâce à cela, il est possible de réaliser la zone du filet intérieur de la pièce de grande série avec une plus grande précision et une tolérance étroite de filetage Le coudage de la zone médiane de la tige (décalage oblique) assure que par la force centrifuge, les pièces de grande série situées sur la tige du foret sont évacuées en direction de l'extrémité de la tige du foret d'o, grâce à l'orientation à axe parallèle de l'extrémité de la tige du foret par rapport à l'axe de rotation du foret, elles peuvent être expulsées de manière simple et sans l'apparition de forces centrifuges élevées Ceci a pour conséquence que l'on peut se passer de mesures particulières de protection dans la zone d'expulsion, car les pièces de grande série expulsées peuvent résister à l'opération d'expulsion sans être endommagées Suite au décalage oblique de la zone médiane de -la tige du taraud, il est également possible de fabriquer sur ce taraud des pièces de grande série qui présentent une hauteur qui vaut environ le triple du diamètre du filet De plus, le taraud réalisé selon l'invention peut présenter une longueur de tige considérablement plus courte que les tarauds habituels dont l'extrémité de la tige est cintrée, ce qui présente un avantage considérable lorsqu'il faut transférer des couples de rotation élevés, dans le cas de matériaux difficiles à usiner. La configuration selon l'invention permet de plus des vitesses de coupe élevées du taraud, supérieures à 150 mètres par minute, des régimes de rotation de 6 000 tours/minute pouvant être atteints pour un filet M 8 sans que les pièces de grande série soient endommagées, par exemple lors de l'évacuation hors de la tige du foret. Par ailleurs, la configuration selon l'invention assure que, lorsque l'on utilise un tel taraud machine dans un dispositif de taraudage, l'opération d'évacuation des pièces de grande série de l'extrémité de la tige du foret peut s'effectuer sans que pour cela le taraud doive être déplacé dans sa direction longitudinale On peut donc configurer plus courts les parcours d'avancement et de recul de l'organe d'alimentation au moyen duquel les pièces de grande série sont amenées dans la zone de taraudage du foret, ce qui permet un débit plus grand de pièces de grande série. On préfère une configuration dans laquelle l'angle de coudage vaut environ 200 à 30 , de préférence 220 à 250. Par ailleurs, l'invention concerne un dispositif de taraudage, comportant un dispositif de séparation en pièces individuelles de pièces de grande série à doter d'un filet intérieur, un taraud machine, un dispositif d'alimentation au moyen duquel les pièces de grande série sont amenées une à une à la zone de taraudage et sont avancées à travers celle-ci en étant empêchées de tourner, un organe d'entraînement en rotation qui présente un canal de guidage, adapté à la forme de la tige du taraud, pour la tige du foret remplie de pièces de grande série, dans lequel la tige du foret remplie peut être enfoncée, ainsi qu'une ouverture d'évacuation pour des pièces de grande série retombant de la tige du foret, le taraud machine étant caractérisé en ce que la tige est coudée, une zone de tige coaxiale à la zone de taraudage se raccordant tout d'abord à cette dernière, et se transformant en une zone coudée obliquement qui se prolonge à son tour en une zone de tige dont l'axe S 'étend parallèlement à la zone coaxiale de tige, ou encore en ce que l'angle de coudage vaut environ 200 à 30 , de préférence 22 à 25 . Pour atteindre l'objet décrit ci-dessus, l'invention propose que la tige de foret remplie soit insérée par sa zone coaxiale à la zone de taraudage et qui suit celle-ci, dans un canal de guidage du dispositif, coaxial et adapté étroitement, la zone coudée obliquement et la zone qui s'y raccorde à axe parallèle à la zone coaxiale étant insérées dans un canal de forme correspondante, étroitement adaptée, de l'organe d'entraînement en rotation tournant coaxialement à l'axe longitudinal du foret, et que cette zone débouche axialement dans une chambre qui présente une ouverture radiale de déchargement des pièces de grande série, le jeu de déplacement du taraud coudé dans la direction axiale valant seulement quelques millimètres, de préférence environ 4 à 8 mm, en particulier environ 5 mm. Il est de plus prévu de préférence que la partie de canal, qui recoit la zone coudée obliquement du foret rempli, soit de plus grand diamètre que le diamètre maximal de la zone oblique remplie du taraud, de sorte qu'il apparaisse un jeu de déplacement axial du taraud d'environ millimètres. Grâce à la configuration du canal de guidage d'un diamètre plus grand de préférence d'environ 5 mm au voisinage de la zone coudée obliquement de la tige du foret, il est possible de déplacer le taraud d'environ 5 mm dans le sens axial vers l'avant et vers l'arrière, ce qui suffit pour l'insertion du taraud rempli dans le canal de guidage et fournit un jeu de déplacement suffisant pour les opérations de travail nécessaires. Deux exemples de réalisation de l'invention sont représentés dans le dessin et sont décrits plus en détail ci-dessous. La figure 1 représente en vue latérale partiellement découpée un dispositif de taraudage avec un taraud machine; la figure 2 représente de manière similaire une variante de réalisation. Dans le dispositif de taraudage représenté, on montre un dispositif d'alimentation 1 une à une de pièces de grande série 2, par exemple des écrous filetés, à doter d'un filet intérieur Les pièces de grande série 2 sont amenées une à une au moyen d'un dispositif d'alimentation 3 dans la zone de taraudage 4 d'un taraud machine Le dispositif d'alimentation est relié par l'intermédiaire d'un poussoir ou similaire, à un disque profilé au moyen duquel le déplacement vers l'avant et vers l'arrière du déplacement d'alimentation est commandé dans le sens de la flèche 5 Le disque profilé est représenté en projection développée en figure 1 et est doté de -la référence numérique 6 Les différentes positions de travail y sont représentées La position 7 correspond à la position effective qui est représentée en figure 1 Lors de la rotation du disque 8, le dispositif d'alimentation 3 se déplace tout d'abord jusqu'à la position 9 suivant la courbe 6, est ensuite avancé sur la zone de taraudage 4 et avancé de la position 10 jusque dans la position 11, la pièce de grande série 2 à tarauder reposant alors sur la zone de taraudage du taraud et étant empêchée de tourner par un dispositif 12 (guide d'écrou) La partie avant du taraud est ainsi centrée à travers les écrous, dans le guide d'écrou Lors de la rotation du taraud, la pièce de grande série est dotée d'un filet intérieur et parvient alors dans la zone de la tige du taraud qui est voisine de la zone 4 de taraudage Le dispositif d'alimentation 3 est alors ramené dans la position de départ, tandis que le poussoir correspondant ou l'élément de réglage atteint la position 13 sur le disque profilé. Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, le dispositif servant à empêcher la rotation des pièces de grande série est constitué d'un guide d'écrou 12 dans lequel les pièces de grande série sont enfoncées par le curseur (pièce 3) et sont ensuite empêchées de tourner, jusqu'à ce qu'elles ressortent du guide (pièce 12). Dans le mode de réalisation de la figure 2, la pièce de grande série 2 est insérée dans un dispositif de retenue 14 avec une zone de guidage 15, et est avancée avec le dispositif de retenue à travers la zone de taraudage 4 du taraud machine Ce déplacement s'effectue également à l'aide d'un disque profilé similaire à celui représenté à droite en figure 1 La partie avant du taraud est ainsi centrée à travers les écrous, dans un canal de guidage 15. Le taraud repose par une zone coudée oblique 16 et par sa zone d'expulsion 17 dans un organe d'entraînement en rotation autour de l'axe 18, qui présente un canal de guidage 19, 20 adapté à la forme de la tige du taraud (pièces 16 et 17) Les dimensions du canal-de guidage 19, sont choisies de telle sorte que le taraud rempli de pièces de grande série 2 puisse être enfoncé dans le canal de guidage 19, 20 par l'embouchure 21 de celui-ci. L'élément de machine désigné globalement sous le terme d'organe d'entraînement en rotation 22 est solidaire d'un arbre d'entraînement 23 et est maintenu à rotation autour de l'axe 18 dans le châssis 24 de la machine, au moyen de paliers 25. En 26 est représentée une ouverture de déchargement présentant la forme d'une profonde rainure entourant l'élément 22, qui est ouverte radialement vers l'extérieur et qui présente dans le sens de la flèche 27 une embouchure de sortie par laquelle les pièces de grande série terminées peuvent tomber. Le taraud machine est coudé suivant sa longueur, de telle sorte qu'une zone 28 coaxiale à la zone de taraudage 4 se raccorde tout d'abord à cette dernière et se transforme en la zone 16 coudée obliquement, qui à son tour se prolonge en une zone 17 de tige qui, par son axe, s'étend parallèlement à la zone coaxiale de tige 28. L'angle de coudage a vaut environ 220 à 25 Grâce au guidage du foret rempli dans la zone d'extrémité 17 et dans la zone 28 qui y est parallèle, on obtient un guidage exact du taraud lors de sa rotation autour de l'axe 18, de sorte que l'on obtient une précision dimensionnelle élevée du filet usiné De plus, l'évacuation des pièces de grande série 2 filetées et terminées de la tige du foret est obtenue par la zone 16 coudée obliquement, le déchargement s'effectuant cependant à la pièce d'extrémité 17 orientée parallèlement à l'axe, c'est-à-dire en pratique sans forces centrifuges Cela a pour conséquence que les pièces de grande série terminées peuvent être expulsées sans être détériorées dans la chambre d'évacuation 26, et de là dans la direction 27 Le déchargement des pièces de grande série 2 s'effectue ainsi sans déplacement du taraud dans la direction axiale de l'axe 18 ou avec seulement un petit déplacement (maximum 5 mm), de sorte que le déplacement d'alimentation de l'organe d'alimentation 3 est limité à la course qui est nécessaire pour faire glisser la pièce de grande série non encore dotée d'un filet intérieur de la position représentée dans les figures du dessin (à droite dans le dessin- Yjusqu'à l'extérieur de la zone de taraudage du foret Dans le mode de réalisation de la figure 1, la pièce de grande série amenée à la zone de taraudage est déplacée par la rotation de la zone de taraudage 4 en direction de l'extrémité arrière de la zone de taraudage, tandis que dans le mode de réalisation de la figure 2, le déplacement d'avancement de l'organe d'avancement 3 est maintenu jusqu'à ce que la zone de taraudage 4 du taraud soit dépassée. L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation, mais peut être modifiée de nombreuses manières tout en restant dans le cadre de la divulgation. Toutes les caractéristiques individuelles ou combinaisons de caractéristiques divulguées dans la description et/ou dans le dessin sont considérés comme essentielles à l'invention. REVENDICATIONS 1 Taraud machine comportant une zone de taraudage et une tige de déchargement pour la réalisation de filets intérieurs dans des écrous ou autres pièces de grande série similaires, qui sont avancées une à une en étant empêchées de tourner à travers la zone de taraudage située à l'extrémité d'entrée du taraud, et qui sont ensuite évacuées le long de la tige arrière lisse de déchargement, caractérisé en ce que la tige est coudée, une zone de tige ( 28) coaxiale à la zone de taraudage ( 4) se raccordant tout d'abord à cette dernière et se transformant en une zone ( 16) coudée obliquement qui se prolonge à son tour en une zone de tige ( 17) dont l'axe s'étend parallèlement à la zone coaxiale de tige ( 28). 2 Taraud machine selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle de coudage vaut environ 20 à 300, de préférence 22 à 25 . 3 Dispositif de taraudage, comportant un dispositif de séparation en pièces individuelles de pièces de grande série à doter d'un filet intérieur, un taraud machine, un dispositif d'alimentation au moyen duquel les pièces de grande série sont amenées une à une à la zone de taraudage et sont avancées à travers celle-ci en étant empêchées de tourner, un organe d'entraînement en rotation qui présente un canal de guidage adapté à la forme de la tige du taraud, pour la tige du foret remplie de pièces de grande série, dans lequel la tige du foret remplie peut être enfoncée, ainsi qu'une ouverture de déchargement pour des pièces de grande série retombant de la tige du foret, le taraud machine étant configuré selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la tige de fore-t remplie est insérée par sa zone ( 28) coaxiale à la zone de taraudage ( 4) et qui suit celle-ci, dans un canal de guidage ( 12, 15) du dispositif, coaxial et adapté étroitement, la zone ( 16) coudée obliquement et la zone à axe parallèle à la zone coaxiale ( 17) qui s'y raccorde étant insérées dans un canal ( 19, 20) de forme correspondante étroitement adaptée de 1 1 l'organe ( 22) d'entraînement en rotation tournant coaxialement à l'axe longitudinal ( 18) du foret, et cette zone débouche axialement dans une chambre ( 26) qui présente une ouverture radiale de déchargement ( 27) des pièces de grande série ( 2), le jeu de déplacement du taraud coudé dans la direction axiale valant seulement quelques millimètres, de préférence environ 4 à 8 mm, en particulier environ 5 mm. 4 Taraud machine selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie de canal ( 19), qui reprend la zone ( 16) coudée obliquement du foret rempli est de plus grand diamètre que le diamètre maximal de la zone oblique remplie ( 16) du taraud, de sorte qu'il est obtenu un jeu de déplacement axial du taraud d'environ 5 millimètres.