Brevet FR3003783A1 — publié le 20141003

B12460 - 3422 1.FR 1 ASSEMBLAGE D'OUTIL SUR FORTE OUTIL FOUR MACHINE OUTIL Domaine La présente description concerne de façon générale les machines outils et, plus particulièrement, la liaison entre le porte outil et l'outil d'une telle machine. Exposé de l'art antérieur Les machines outils sont largement utilisées dans l'industrie notamment dans le secteur automobile. Un outil de coupe, de fraisage, de frappe ou d'emboutissage, etc. est fixé à une tête de la machine ou porte outil, afin de permettre un remplacement d'un outil usé et/ou de rendre les outils d'une même machine interchangeables. Traditionnellement, un outil est verrouillé sur un porte outil à l'aide d'un système à boulon et écrou. Toutefois, un tel assemblage pose problème, en particulier en raison des risques de dévissage liés aux vibrations ou aux chocs lors du fonctionnement de la machine outil, notamment pour des vitesses ou cadences élevées. Résumé Un objet d'un mode de réalisation est de proposer un 20 système de montage amovible d'un outil sur un porte outil qui pallie tout ou partie des inconvénients des systèmes usuels. B12460 - 3422 1.FR 2 Un autre objet d'un mode de réalisation est de proposer un système particulièrement adapté à des machines outils fonctionnant à vitesse ou cadence élevée. Un autre objet d'un mode de réalisation est de 5 proposer un système facile d'utilisation. Pour atteindre tout ou partie de ces objets ainsi que d'autres, on prévoit un système de montage d'un outil sur un porte outil, comportant une première tige, destinée à être logée dans des premiers conduits coaxiaux entre eux, de l'outil et du 10 porte outil, lesdits conduits débouchant au moins dans des faces respectives de l'outil et du porte outil destinées à être en regard l'une de l'autre. Selon un mode de réalisation, une deuxième tige est destinée à être logée dans au moins un second conduit traversant 15 le premier conduit du porte outil. Selon un mode de réalisation, un premier conduit de l'outil définit un logement partiellement borgne, et se prolonge par une portion de section moindre qui débouche dans une face inférieure d'une tête de l'outil. 20 Selon un mode de réalisation, la première tige est de longueur supérieure à celle du premier conduit de l'outil. Selon un mode de réalisation, le second conduit est approximativement perpendiculaire aux premiers conduits. Selon un mode de réalisation, le second conduit 25 débouche transversalement, de part et d'autre du porte outil. Selon un mode de réalisation, le premier conduit du porte outil débouche en partie supérieure pour permettre l'introduction de la première tige. Selon un mode de réalisation, les premiers conduits 30 sont respectivement parallèles aux axes de l'outil et du porte outil. Selon un mode de réalisation, lesdits premiers conduits débouchent transversalement de l'outil et du porte outil. B12460 - 3422 1.FR 3 Selon un mode de réalisation, les premiers conduits sont approximativement perpendiculaires aux axes de l'outil et du porte outil. Selon un mode de réalisation, lesdites faces destinées 5 à être en regard l'une de l'autre sont pourvues d'éléments à forme contraire aptes à coulisser l'un dans l'autre parallèlement auxdites faces. Selon un mode de réalisation, lesdits éléments comportent au moins une rainure et au moins une gorge, de 10 préférence à queue d'aronde. On prévoit également un porte outil adapté à un tel système. On prévoit également un outil adapté à un tel système. On prévoit également une machine outil comportant un 15 porte outil. Brève description des dessins Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en 20 relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un mode de réalisation d'un système de montage d'un outil sur un porte outil ; les figures 2A et 2B sont des vues latérales d'un 25 outil monté sur un porte outil dans le mode de réalisation de la figure 1 ; et la figure 3 est une vue en perspective éclatée d'un autre mode de réalisation d'un système de montage d'un outil sur un porte outil. 30 Description détaillée De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures. Par souci de clarté, seuls les éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation qui vont être décrits ont été détaillés. En particulier, le 35 fonctionnement d'une machine outil n'a pas été détaillé, les B12460 - 3422 1.FR 4 modes de réalisation décrits étant compatibles avec le fonctionnement usuel d'une telle machine. De plus, la nature des outils susceptibles d'être montés sur le porte outil n'a pas non plus été détaillée, les modes de réalisation décrits étant là encore compatibles avec les types d'outils usuels (poinçon, fraise, scie, etc.). Par ailleurs, les références à des positions (haut, bas, avant arrière, etc.) ou orientations (horizontale, verticale, etc.) sont, sauf précision contraire, faites dans l'orientation des figures, ce qui correspond à l'orientation fréquente d'un outil. En outre, lorsque l'on fait référence à un positionnement, cela s'entend aux tolérances de fabrication et de positionnement près. Lorsque l'on fait référence à une dimension ou positionnement approximatif, cela s'entend à 10% près. Lorsque l'on fait référence à une orientation approximative, cela s'entent à 10 degrés près. La figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un mode de réalisation d'un système de montage d'un outil 1 sur un porte outil 2 d'une machine outil. Les figures 2A et 2B sont des vue latérales illustrant l'outil 1, monté et verrouillé, sur le porte outil 2. A titre d'exemple particulier, l'outil 1 est un poinçon dont une tête 12 est destinée à venir frapper des éléments métalliques. La tête 12 de l'outil (qui diffère selon la nature de l'outil) est fixée, de préférence de façon inamovible, à un corps 14 de l'outil (qui est préférentiellement indépendant de la nature de l'outil) ou est réalisée d'une seule pièce avec ce corps. L'outil 1 est destiné à être monté sur le porte outil 2. Pour simplifier, seule la tête du porte outil 2 a été représentée, le reste du porte outil et de la machine outil étant usuels. Le porte outil 2 est relié à un système d'entraînement (non représenté) qui dépend de la fonction (coupe, frappe, etc.) de la machine outil. En figure 1, la tête du porte outil 2 et le corps de l'outil 1 ont des formes générales cylindriques. Il s'agit d'un exemple et d'autres B12460 - 3422 1.FR formes peuvent être prévues (par exemple, une section triangulaire, carrée ou autre polygone, ovale, etc.). Dans le mode de réalisation illustré aux figures, le maintien axial (vertical) de l'outil 1 par rapport à la tête 3 5 est obtenu à l'aide d'un assemblage de type male-femelle. Par exemple, une nervure 24 horizontale, saillante de la face d'extrémité libre 21 de la tête 2, est destinée à coopérer avec une gorge transversale 18 de l'outil 1 pour permettre un coulissement de l'outil parallèlement aux faces de l'outil et du 10 porte outil en regard l'une de l'autre. Dans l'exemple représenté, l'assemblage est à queue d'aronde. Toutefois, tout autre mécanisme de maintien axial de l'outil par rapport au porte outil peut convenir. Par exemple, il pourra s'agir d'une ou plusieurs rainures horizontales ayant une section en triangle 15 (pointe côté porte outil 2) coopérant avec des nervures de forme contraire de la base de l'outil. De préférence, la nervure 24 s'étend de part et d'autre de la tête et la gorge 18 débouche de part et d'autre de la base 14. En variante, la ou les nervures sont côté outil et la 20 ou les gorges sont côté porte outil. Selon une autre variante, des gorges et nervures parallèles entre elles sont réparties sur les faces de la base 14 et du porte outil 2. De préférence, la partie inférieure de la tête 2 ainsi que la base 14 de l'outil 1 comportent chacune un pan coupé 25 respectivement 26, 19 pour aider l'utilisateur à déterminer le sens d'introduction de la nervure 18 dans la gorge 24. Cela sert notamment quand l'outil n'est pas symétrique à garantir qu'il ait la bonne orientation. Ce rôle de détrompeur peut, en variante, être assuré 30 par une extrémité d'une gorge 18 borgne, la nervure 24 étant plus courte d'une côté que de l'autre. Dans le mode de réalisation des figures 1 et 2A, 2B, on prévoit de verrouiller le montage à l'aide de deux tiges 3 et 4, de préférence perpendiculaires. Les tiges 3 et 4 sont 35 préférentiellement cylindriques de section circulaire pour B12460 - 3422 1.FR 6 faciliter le montage, mais on pourra prévoir l'une ou l'autre des tiges de section non circulaire (par exemple ovales ou polygonales). Une première tige 3, approximativement verticale (axe 5 z), est destinée à aligner l'axe Al de l'outil avec l'axe A2 du porte outil et à verrouiller cette position. Cette tige 3, une fois l'outil monté, est logée pour sa partie supérieure dans un conduit cylindrique 22, par exemple parallèle à l'axe A2 du porte outil, et pour une autre partie dans un logement 16, 10 partiellement borgne, de l'outil 1, par exemple parallèle à l'axe Al de l'outil 1. Une seconde tige 4, approximativement horizontale (plan x-y), est destinée à bloquer la tige 3 dans le logement 16. Cette tige est destinée à être engagée dans un conduit 15 transversal 23 de la tête du porte outil 2 qui coupe le conduit 22. Ainsi, une fois la tige 4 en place (figure 4B), la tige 3 ne peut plus remonter dans le conduit 22, ce qui verrouille le montage. L'outil et le porte outil comportent donc des conduits 20 16 et 22 coaxiaux, approximativement verticaux. Les conduits 16 et 22 débouchent dans des faces respectives de l'outil (au fond de la gorge 18) et du porte outil (en face inférieure de la nervure 24) destinées à être en regard l'une de l'autre. La tige 4 est destinée à être logée dans le conduit 23 qui traverse le 25 conduit 22. Le conduit 23 est, de préférence, approximativement perpendiculaires aux conduits 16 et 22. De préférence, le conduit 23 débouche de part et d'autre du porte outil. Cela facilite les opérations de démontage en permettant de sortir la tige 4 à l'aide d'un 30 ustensile de type chasse-clou ou chasse goupille. En variante, le conduit 23 est borgne et l'extrémité de la tige 4 comporte une tête (non représentée) qui constitue un élément de préhension pour tirer sur la tige lors du démontage. Toutefois, un engagement complet de la tige 4 dans le conduit 22 est B12460 - 3422 1.FR 7 préférable car cela évite tout déséquilibre de masse qui aurait tendance à la faire sortir du conduit. Le montage de l'outil 1 sur le porte outil 2 s'effectue de la façon suivante. On commence par présenter l'outil 1 et engager sa gorge 18 sur la queue d'aronde 24 du porte outil et le faire coulisser, par exemple jusqu'à ce que les faces planes 26 et 19 soient alignées. Selon un mode de réalisation, on engage la tige 3 de positionnement dans la tête du porte outil 2, par exemple depuis un orifice 222 débouchant en face supérieure de celle-ci. La tige 3 descend par gravité dans le conduit 22 jusqu'à s'engager dans le logement 16 partiellement borgne et être retenue par le fond 162 de ce logement. Une fois la tige 3 en place, on engage la tige transversale 4 dans le conduit horizontal 23 de la tête 2, ce qui verrouille la position de la tige 3 en l'empêchant de remonter, par exemple, par réaction aux frappes exercées avec le poinçon 12. Selon un autre mode de réalisation, le conduit 22 est borgne dans sa partie supérieure mais d'une longueur suffisante pour permettre de loger intégralement la tige 3 sans qu'elle dépasse de la face inférieure du porte outil. Dans un tel cas, pour le montage, on prévoit de faire remonter la tige 3 dans le conduit 22, par exemple à l'aide du doigt, jusqu'à pouvoir faire passer la queue d'aronde. La tige 3 descend alors par gravité dans le logement 16 quand ce dernier se trouve en regard du conduit 22. Pour permettre le démontage de l'outil, le conduit ou logement 16 se prolonge, par une portion 164 ayant une section moindre (par exemple circulaire), jusqu'à déboucher dans la face inférieure 142 de sa base 14. Cette portion 164 a un diamètre inférieur aux diamètres du conduit 16 et de la tige 3, de façon à rendre le logement 16 partiellement borgne, son fond 162 retenant la tige. La portion 164 permet d'engager une pointe de type chasse clou ou chasse goupille pour faire remonter la tige 3 dans le conduit 22, et libérer le mouvement de translation B12460 - 3422 1.FR 8 transversal de la queue d'aronde, permettant de démonter l'outil 1. Les positions des conduits 16 et 22 dans les sections de la base 14 et du porte outil 2 sont choisies en fonction de la tête de l'outil pour que la portion 164 débouche dans la face inférieure de la base 14. Une fois l'outil ôté, la tige 3 tombe et est récupérée pour le montage suivant. Selon une variante de réalisation, on fait remonter la tige 3 suffisamment dans le conduit 22 pour pouvoir engager de nouveau la tige 4, mais cette fois en dessous de la tige 3 pour l'empêcher de tomber. On facilite ainsi les manipulations, la tige étant libérée pour redescendre, une fois le nouvel outil en place, simplement en ôtant la tige 4 (puis en la réengageant pour verrouiller la tige en position basse). Selon une autre variante, on prévoit un conduit supplémentaire, parallèle au conduit 23 mais plus près de l'extrémité libre du porte outil (plus bas) et qui coupe également le conduit 22. Ce conduit supplémentaire, sert au passage de la tige 4 (ou d'une autre tige ou élément similaire) pour retenir temporairement la tige 3 dans le conduit 22 pendant les manipulations de l'outil. La section du conduit 22 n'est pas nécessairement constante. Par exemple elle peut, comme illustré en figure 2B être plus importante dans une portion supérieure. Cette section est toutefois, au moins en partie basse, adaptée à la section de la tige 3 pour que cette dernière coulisse avec un jeu minimum, de façon à optimiser le blocage en translation horizontale de l'outil. Selon un mode de réalisation préféré, la tige 3 a une surface lisse facilitant son coulissement vertical dans les conduits 16 et 22. La tige 4 a une surface lisse, rugueuse ou rainurée, une surface rugueuse ou rainurée améliorant sa tenue dans le conduit 22 dont le diamètre (plus généralement la section) est adapté à celui de la tige 4 pour qu'elle y coulisse avec léger jeu. B12460 - 3422 1.FR 9 La figure 3 est une vue en perspective éclatée d'un outil et d'un porte outil, illustrant un autre mode de réalisation. Les formes générales du porte outil 2 et de la base 14 de l'outil sont similaires à celles du mode de réalisation de la figure 1. La figure 3 illustre un mode de montage de la tête 12 de l'outil dans sa base qui consiste à l'engager depuis le haut dans un conduit 146, de préférence axial, de la base 14. La tête 12 présente alors une portion supérieure 122 de section plus importante que sa portion inférieure pour être bloquée à la descente dans le conduit 46. La hauteur de la portion supérieure est adaptée à la hauteur d'un logement de réception (non visible aux figures) afin que le blocage à la remontée de la tête 12 soit assuré par la face inférieure de la nervure 24 du porte outil. Cette variante est compatible avec le mode de réalisation des figures 1 et 2A, 2B. Le verrouillage de l'outil 1 dans le porte outil 2 est obtenu ici par une unique tige 4 approximativement horizontale traversant la base et le porte outil au niveau de la nervure 24 et approximativement perpendiculairement à celle-ci de façon à verrouiller sa position. La base comporte alors deux conduits coaxiaux 15 et 17, approximativement horizontaux. Le porte outil comporte un conduit 25 coaxial aux conduits 15 et 16 de l'outil. Les conduits 15, 17 et 25 débouchent dans des faces respectives de l'outil (au niveau des faces latérales des gorges 18) et du porte outil (au niveau des faces latérales de la nervure 24) destinées à être en regard l'une de l'autre. Un avantage des modes de réalisation qui ont été décrits est que le montage amovible d'un outil sur un porte 30 outil est particulièrement simple. Un autre avantage est que ce montage évite d'utiliser un vissage qui est particulièrement sensible à un dévissage en raison des vibrations et des chocs. B12460 - 3422 1.FR 10 Un autre avantage est que la solution proposée est compatible avec les machines outils usuelles dont il suffit de changer le porte outil. Un autre avantage des modes de réalisation décrits est 5 qu'ils sont compatibles avec tout type d'outil susceptible d'être monté sur un porte outil. En effet, le mécanisme de montage de change pas la fonction de l'outil. Divers modes de réalisation ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En 10 particulier, bien que les modes de réalisation aient été décrits en relation avec un outil et porte outil de forme générale cylindrique, on pourra prévoir d'autres formes. De plus, bien que l'on ait fait référence, dans le mode de réalisation de la figure 1, à des conduits 16 et 22 15 verticaux et à un conduit 23 horizontal, ces conduits pourraient être obliques, pourvu, pour la tige 3, d'autoriser une descente par gravité et, pour le conduit 23, de croiser le conduit 22. Par exemple, un conduit 23 oblique serait adapté à un conduit borgne incliné vers le bas depuis son ouverture, la pente du 20 conduit compensant la présence d'une tête de la tige 4 qui ne peut pas s'échapper du conduit malgré le poids de la tête. De même, dans le mode de réalisation de la figure 3, les conduits 15, 17 et 25 pourront être obliques. En outre, les nervure 24 et gorge 18 pourront 25 également être obliques, l'outil coulissant toujours parallèlement aux faces de la base 14 et du porte outil en regard l'une de l'autre, et la gorge 18 étant alors de préférence borgne dans sa partie haute, ce qui facilite la mise en place de l'outil. 30 Enfin, la mise en oeuvre pratique des modes de réalisation qui ont été décrits est à la portée de l'homme de métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus. REVENDICATIONS1. Système de montage d'un outil (1) sur un porte outil (2), comportant une première tige (3 ; 4), destinée à être logée dans des premiers conduits (16, 22 ; 15, 17, 25) coaxiaux entre eux, de l'outil et du porte outil, lesdits conduits débouchant au moins dans des faces respectives de l'outil et du porte outil destinées à être en regard l'une de l'autre. 2. Système selon la revendication 1, dans lequel une deuxième tige (4) est destinée à être logée dans au moins un second conduit (23) traversant le premier conduit (22) du porte outil. 3. Système selon la revendication 1 ou 2, dans lequel un premier conduit (16) de l'outil (1) définit un logement partiellement borgne, et se prolonge par une portion (164) de section moindre qui débouche dans une face inférieure (142) d'une tête (14) de l'outil. 4. Système selon la revendication 3, dans lequel la première tige (3) est de longueur supérieure à celle du premier conduit (16) de l'outil. 5. Système selon l'une quelconque des revendications 2 20 à 4, dans lequel le second conduit (23) est approximativement perpendiculaire aux premiers conduits (16, 22). 6. Système selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel le second conduit (23) débouche transversalement, de part et d'autre du porte outil (2). 25 7. Système selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, dans lequel le premier conduit (22) du porte outil débouche en partie supérieure pour permettre l'introduction de la première tige (3). 8. Système selon l'une quelconque des revendications 2 30 à 7, dans lequel les premiers conduits (16, 22) sont respectivement parallèles aux axes (Al, A2) de l'outil et du porte outil.B12460 - 3422 1.FR 12 9. Système selon la revendication 1, dans lequel lesdits premiers conduits (15, 17, 25) débouchent transversalement de l'outil et du porte outil. 10. Système selon la revendication 9, dans lequel les 5 premiers conduits sont approximativement perpendiculaires aux axes (Al, A2) de l'outil et du porte outil. 11. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel lesdites faces destinées à être en regard l'une de l'autre sont pourvues d'éléments (18, 24) à forme 10 contraire aptes à coulisser l'un dans l'autre parallèlement auxdites faces. 12. Système selon la revendication 11, dans lequel lesdits éléments comportent au moins une rainure (24) et au moins une gorge (18), de préférence à queue d'aronde. 15 13. Porte outil adapté à un système selon l'une quelconque des revendications 1 à 12. 14. Outil adapté à un porte outil conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 12. 15. Machine outil comportant un porte outil conforme à 20 la revendication 13.