Brevet FR3020000A1 — publié le 20151023

- 1 - DESCRIPTION La présente invention se rapporte au domaine des connexions pour outils et plus particulièrement au domaine des connexions flottantes pour outils. Lors d'une opération d'alésage par un outil de coupe, il est courant de monter celui-ci, sous la forme d'une tête de coupe, à l'extrémité d'un axe Afin de faciliter l'opération d'alésage, il arrive que l'axe qui porte la tête de coupe soit lui-même monté sur un porte-outil flottant. Sur une machine comprenant un moteur en rotation, un tel porte-outil flottant autorise un débattement de la structure axiale qu'il porte selon des directions perpendiculaires à l'axe qui porte la tête de coupe. Au cours d'un alésage, il est courant qu'un pré-trou soit déjà effectué. La tête de coupe de l'outil d'alésage est alors alignée pour être disposée en vis-à-vis de ce pré-trou puis inséré dans celui-ci pour procéder à l'opération d'alésage. Il arrive toutefois que l'alignement de l'outil d'alésage par rapport au pré-trou ne soit pas correctement réalisé. La présence d'un porte-outil flottant permet alors de corriger ce défaut de positionnement en autorisant un décalage entre l'axe d'entraînement du moteur en rotation et l'axe de travail de la tête de coupe de l'outil d'alésage. Le porte-outil flottant, grâce au débattement qu'il autorise, facilite ainsi le travail d'alésage en autorisant une tolérance du positionnement de l'axe d'entraînement en rotation. Cette relative flexibilité permet ainsi de faciliter l'alignement en position de la tête de coupe et évite la réalisation d'un alésage qui soit décalé par rapport au pré-trou ou plus important que ce dernier. Toutefois, les mécanismes de tels portes-outils flottants sont particulièrement complexes à construire et à réaliser. De plus, de tels porte-outils flottants présentent rapidement des limitations dans leurs mises en oeuvre aux niveaux de structure de faible encombrement. Une telle situation se rencontre notamment dans le cadre d'utilisation dans le domaine des tours de décolletage. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients en proposant un mécanisme simplifié dans sa construction et sa mise en oeuvre et qui puisse être mis en oeuvre au niveau de structures d'encombrement - 2 - plus réduit que celles sur lesquelles sont en mesure d'intervenir des portes-outils flottants. L'invention a ainsi pour objet une connexion flottante pour outil comportant : - une structure axiale dont une première extrémité réalise une interface de connexion avec une pièce d'interface de couple, caractérisé en ce que l'interface de connexion avec la pièce d'interface de couple est réalisée par une structure mâle destinée à coopérer avec une structure femelle de la pièce d'interface de couple, la section de la structure femelle étant plus large que la section de la structure mâle de façon à autoriser un débattement de la structure axiale selon au moins deux directions différentes, et en ce que la connexion flottante comporte également : - une interface de support de coupe pour porter une structure de 15 coupe montée à une seconde extrémité de la structure axiale. L'invention concerne également un dispositif d'alésage comportant un moyen moteur d'actionnement en rotation, caractérisé en ce qu'il intègre au moins une connexion flottante selon l'invention. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-20 après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'un premier exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention, 25 - la figure 2 est une représentation schématique d'un premier exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention sans outil de coupe, - la figure 3 est une représentation schématique d'une section d'un premier exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention, - la figure 3bis est une représentation schématique d'un détail 30 de l'élément de réglage du dispositif présenté sur la figure 3, - la figure 4 est une représentation schématique d'un second exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention, - la figure 5 est une représentation schématique d'un second exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention sans outil de coupe, 35 - la figure 6 est une représentation schématique d'une section d'un second exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention, - 3 - - la figure 7a est une représentation schématique en transparence d'une connexion de type cardan d'un second exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention, - les figures 7b, 7c et 7d sont différentes représentations 5 schématiques de sections détaillant une connexion de type cardan d'un second exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention, - la figure 8 est une représentation schématique d'une section d'un troisième exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention. La présente invention porte sur une connexion flottante 1 pour 10 outil comportant : - une structure axiale 2 dont une première extrémité 2a réalise une interface de connexion 3a avec une pièce 4 d'interface de couple, caractérisé en ce que l'interface de connexion 3a avec la pièce 4 d'interface de couple est réalisée par une structure mâle destinée à coopérer 15 avec une structure femelle de la pièce 4 d'interface de couple, la section de la structure femelle étant plus large que la section de la structure mâle de façon à autoriser un débattement de la structure axiale 2 selon au moins deux directions différentes, et en ce que la connexion flottante 1 comporte également : 20 - une interface 3b de support de coupe pour porter une structure de coupe 5 montée à une seconde extrémité 2b de la structure axiale 2. La réalisation d'une telle connexion flottante 1 fait ainsi intervenir conjointement, d'une part, une association avec la pièce 4 d'interface de couple et, d'autre part, un portage et une transmission de 25 couple de rotation à la structure de coupe 5 qui se trouve montée sur la structure axiale 2. Une telle construction permet également de conserver les propriétés de débattement de la structure axiale 2 par rapport à la pièce 4 d'interface de couple. Par ailleurs, le positionnement de la connexion flottante 1 à 30 proximité de la structure de coupe 5 permet une mise en oeuvre de la connexion flottante 1 de l'invention au niveau de structure de faible encombrement. Selon une particularité de réalisation, la connexion flottante 1 est caractérisée en ce que le porte-outil comporte également au moins un 35 élément de centrage 6 monté sur la périphérie de la structure mâle de l'interface de connexion 3a avec une pièce 4 d'interface de couple et destiné à être en contact avec la paroi interne de la structure femelle de la - 4 - pièce 4 d'interface de couple. Cet élément de centrage6, tout en étant en contact avec la paroi interne de la structure femelle de la pièce 4 d'interface de couple, permet, d'une part, de conserver un écartement entre la surface de la structure mâle et la surface interne de la structure femelle et, d'autre part, d'assurer un repositionnement coaxial de la structure mâle avec la structure femelle de la pièce 4. Cependant, les caractéristiques élastiques de cet élément de centrage6 autorisent un déplacement de la structure mâle de la structure axiale 2 du porte-outil 1 dans la structure femelle de la pièce 4 d'interface de couple selon au moins une direction perpendiculaire à l'axe de la structure axiale 2. Cet élément de centrage 6 permet ainsi un centrage de la structure axiale 2 sur l'axe de rotation de la pièce 4 d'interface de couple tout en autorisant un débattement de cette structure axiale 2 par rapport à l'axe de rotation. Par ailleurs, grâce à ses propriétés élastiques, cet élément de centrage 6 peut également tenir un rôle d'amortisseur lors du déplacement de la structure axiale 2 mâle dans la structure femelle de la pièce 4. Selon un mode de construction préféré, cet élément de centrage 6 est réalisé par un anneau élastique disposé au niveau de l'interface de connexion 3a avec une pièce 4 d'interface de couple. Il convient de noter que la connexion flottante 1 de l'invention peut comporter plusieurs anneaux élastiques positionnés de façon juxtaposée sur une même portion de l'interface de connexion 3a. Selon une spécificité de cette particularité de réalisation, la connexion flottante 1 est caractérisée en ce que au moins un élément de centrage 6 est disposé dans une gorge 7 portée par la périphérie de la structure mâle 2a ou la face interne de la structure femelle 4 de l'interface de connexion 3a avec une pièce 4 d'interface de couple. Cette gorge 7 permet de maintenir l'élément de centrage 6 en position lors de débattements répétés de la structure axiale 2 dans la pièce 4 d'interface de couple. Cette gorge 7 peut être positionnée sur la périphérie de la structure axiale mâle 2 ou alternativement sur la face interne de la structure femelle de la pièce 4. Selon une autre spécificité complémentaire de cette particularité de réalisation, la connexion flottante 1 est caractérisée en ce que au moins un élément de centrage 6 est positionné au niveau de l'interface de connexion 3a, à proximité de l'ouverture 4a de la structure femelle de la pièce 4 d'interface de couple. Cet arrangement particulier - 5 - permet d'obtenir un recentrage, voire un amortissement, au niveau de la partie de la structure mâle dont le débattement présente l'amplitude la plus importante à l'intérieure de la structure femelle de la pièce 4. En effet, lorsque l'extrémité de la structure mâle formée par la structure axiale 2 est fixée à l'intérieur de la structure femelle formée par la pièce 4 d'interface de couple, cette zone ou ce point de fixation réalise un point fixe autour duquel s'effectue un débattement par pivotement de la structure axiale 2. Selon une particularité de réalisation de la connexion flottante 1 de l'invention, celle-ci comprend également au moins un élément de 10 réglage 8 du débattement de la structure axiale 2. Selon une préférence de réalisation de cette particularité, l'élément de réglage 8 du débattement est réalisé par une structure annulaire rigide montée sur la structure axiale 2 et comprenant au moins une partie 8a destinée à être insérée, au niveau de l'ouverture 4a de la structure femelle 15 de la pièce 4 d'interface de couple, entre la surface périphérique de la structure axiale 2 et la surface interne de la structure femelle de la pièce 4 d'interface de couple. Cette insertion d'une partie 8a de l'élément de réglage 8 permet une réduction de l'amplitude de débattement de la structure axiale 2 à l'intérieur de la structure femelle de la pièce 4 20 d'interface de couple. La partie 8a insérée de l'élément de réglage 8 en étant positionnée sur la surface périphérique de la structure axiale 2 permet de réduire l'espace de déplacement entre cette surface périphérique de la structure axiale 2 et la face interne de la structure femelle de la pièce 4 d'interface de couple. 25 Selon une spécificité de réalisation, l'élément de réglage 8 comprend une partie 8a destinée à être insérée qui présente une portion 8b de forme conique ou biseautée pour être insérée entre la surface périphérique de la structure axiale 2 et la surface interne de la structure femelle de la pièce 4 d'interface de couple et limiter le débattement de la 30 structure axiale 2, la portion 8b de forme conique ou biseautée étant susceptible d'interagir avec un rebord 4b adaptée de l'ouverture 4a de la structure femelle de la pièce 4 d'interface de couple. Cette portion 8b de forme conique ou en biseau est orientée vers l'ouverture de la de la pièce 4 d'entraînement pour faciliter l'insertion de l'élément de réglage 8. Cette 35 portion 8b en forme conique ou de biseau de la pièce 4 d'interface de couple comporte préférentiellement une face en contact avec la surface périphérique de la structure axiale 2 contre laquelle l'élément de réglage 8 - 6 - prend appui. De façon complémentaire, le bord intérieur de l'ouverture 4a de la pièce 4 d'interface de couple comporte une surface inclinée par rapport à la surface interne de la structure femelle de la pièce 4 d'interface de couple. Cette inclinaison de la surface est alors adaptée pour présenter un angle sensiblement identique à celui du biseau porté par la partie destinée à être insérée de l'élément de réglage 8. Selon une autre spécificité de réalisation complémentaire, l'élément de réglage 8 comprend une structure annulaire montée concentrique sur une partie de la structure axiale 2 et interagissant au moins 10 en coulissement par rapport à la structure axiale 2. Selon une première particularité de construction, le coulissement de l'élément de réglage 8 est opéré par l'intermédiaire d'une interface taraudée 2c avec une portion filetée 8c de la structure annulaire. Cette interaction de type vis-écrou permet ainsi un déplacement axial de 15 l'élément de réglage 8 le long de la structure axiale 2 par un simple pivotement de l'élément de réglage 8 autour de l'axe de la structure axiale 2. Le coulissement de l'élément de réglage 8 le long de l'axe de la structure axiale 2 par l'intermédiaire d'un pivotement axial permet ainsi un déplacement contrôlé de l'élément de réglage 8 lors de son insertion dans 20 l'intervalle séparant la structure axiale 2 de la surface interne de la structure femelle de la pièce 4 d'interface de couple. Selon une particularité de construction alternative, le coulissement de l'élément de réglage 8 est opéré par l'intermédiaire d'un mécanisme de réglage continu ou pas à pas. Ce mécanisme de réglage 25 continu ou pas à pas selon un exemple de type connu peut faire intervenir une pièce amovible associée à l'élément de réglage 8 et destinée à interagir avec des logements à la surface de la structure axiale 2 et respectivement disposés au niveau d'incrémentation correspondant aux différents positionnements envisageables de l'élément de réglage 8. 30 Concernant la connexion de la structure axiale 2 avec une pièce 4 d'interface de couple, selon une première particularité de réalisation, l'extrémité de l'interface de connexion de la structure axiale 2 avec une pièce 4 d'interface de couple fait intervenir une connexion rigide (serrée). Selon un premier exemple de réalisation, cette connexion rigide (serrée) 35 peut comprendre une surface filetée 9a de la structure axiale 2 destinée à interagir avec une interface taraudée de la structure femelle de la pièce 4 d'entraînement. Selon des exemples alternatifs de connexion serrée, la - 7 - structure axiale 2 est montée par frettage avec la pièce 4 d'interface de couple ou encore par soudure. L'interface de connexion fait ainsi préférentiellement interagir la structure axiale 2 avec une partie de la pièce 4 d'interface de couple à distance de l'ouverture 4a de cette pièce 4. Cette interface de connexion à distance de l'ouverture 4a permet une fixation qui autorise un débattement par flexion et ou par pivotement de la structure axiale 2 dans l'ouverture de la structure femelle de la pièce 4 d'entraînement. Dans le cadre de ce type de montage serré, le débattement est alors essentiellement dû à la flexibilité axiale de la structure axiale 2. Selon une seconde particularité de réalisation de cette connexion de la structure axiale 2 avec la pièce 4 d'interface de couple, la connexion fait intervenir une structure 11 intermédiaire élastique. Cette structure 11 intermédiaire élastique permet une fixation qui autorise un débattement par pivotement mais également par déplacement radial de la structure axiale 2 dans l'ouverture de la structure femelle de la pièce 4 d'entraînement. Un tel débattement est alors essentiellement dû grâce aux propriétés élastiques de la structure 11 intermédiaire qui autorise sa déformation lors d'un déplacement de la structure axiale 2 par rapport à la pièce 4 d'interface de couple. Selon un exemple non-limitatif de réalisation, cette structure 11 intermédiaire élastique peut être réalisée en élastomère. Selon une particularité alternative de réalisation, l'extrémité de l'interface de connexion avec une pièce 4 d'interface de couple fait intervenir une connexion de type cardan 9b avec la structure femelle de la pièce 4 d'interface de couple. Cette connexion de type cardan 9b permet une fixation de la structure axiale 2 au niveau d'un double point d'articulation. Le débattement de la structure axiale 2 est alors autorisé grâce à ce cardan 9b dont une première partie réalise le corps de la structure axiale 2 et une deuxième partie est montée fixée en translation et rotation avec la pièce 4 d'interface de couple. Selon une particularité complémentaire de réalisation, la structure axiale 2 comporte un conduit 10 adapté pour l'écoulement d'un fluide au travers de sa structure 2 depuis l'extrémité de connexion 9a, 9b en contact avec la pièce 4 d'interface de couple vers l'extrémité portant l'outil de coupe 5. Un tel conduit 10 permet ainsi d'assurer une amenée de lubrifiant au niveau de la surface de coupe, ou alternativement une amenée d'un liquide refroidissant. Selon une particularité de construction non - 8 - limitative de l'invention, lorsque l'extrémité de connexion est de type cardan 9b, l'orifice du conduit 10 à proximité du cardan 9b est réalisé par une ou plusieurs rainures disposées de part et d'autre du cardan 9b et ouvertes en direction du fond de la structure femelle de la pièce 4 d'interface de couple. L'invention porte également sur un dispositif d'alésage comportant un moyen moteur d'actionnement en rotation, caractérisé en ce qu'il intègre au moins une connexion flottante 1 selon l'invention. Selon une particularité de construction non-limitative de l'invention, le moyen moteur est associé à la pièce 4 d'interface de couple. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS1. Connexion flottante (1) pour outil comportant : - une structure axiale (2) dont une première extrémité (2a) réalise une interface de connexion (3a) avec une pièce (4) d'interface de couple, caractérisée en ce que l'interface de connexion (3a) avec la pièce (4) d'interface de couple est réalisée par une structure mâle destinée à coopérer avec une structure femelle de la pièce (4) d'interface de couple, la section de la structure femelle étant plus large que la section de la structure mâle de façon à autoriser un débattement de la structure axiale (2) selon au moins deux directions différentes, et en ce que la connexion flottante (1) comporte également : - une interface (3b) de support de coupe pour porter une structure de coupe (5) montée à une seconde extrémité (2b) de la structure axiale (2). 2. Connexion flottante (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'outil comporte également au moins un élément de centrage (6) monté sur la périphérie de la structure mâle de l'interface de connexion (3a) avec une pièce (4) d'interface de couple et destiné à être en contact avec la paroi interne de la structure femelle de la pièce (4) d'interface de couple. 3. Connexion flottante (1) selon la revendication 2, caractérisée en ce que au moins un élément de centrage (6) est disposé dans une gorge (7) portée par la périphérie de la structure mâle (2a) ou la face interne de la structure femelle (4) de l'interface de connexion (3a) avec une pièce (4) d'interface de couple. 4. Connexion flottante (1) selon une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que au moins un élément de centrage (6) est positionné au niveau de l'interface de connexion (3a), à proximité de l'ouverture (4a) de la structure femelle de la pièce (4) d'interface de couple. 5. Connexion flottante (1) selon une des revendications 30 précédentes, caractérisée en ce que la connexion flottante (1) comprend également au moins un élément de réglage (8) du débattement de la structure axiale (2). 6. Connexion flottante (1) selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'élément de réglage (8) du débattement est réalisé par une- 10 - structure annulaire rigide montée sur la structure axiale (2) et comprenant au moins une partie (8a) destinée à être insérée, au niveau de l'ouverture (4a) de la structure femelle de la pièce (4) d'interface de couple, entre la surface périphérique de la structure axiale (2) et la surface interne de la structure femelle de la pièce (4) d'interface de couple. 7. Connexion flottante (1) selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'élément de réglage (8) comprend une partie (8a) destinée à être insérée qui présente une portion (8b) de forme conique ou biseautée pour être insérée entre la surface périphérique de la structure axiale (2) et la surface interne de la structure femelle de la pièce (4) d'interface de couple et limiter le débattement de la structure axiale (2), la portion (8b) de forme conique ou biseautée étant susceptible d'interagir avec un rebord (4b) adaptée de l'ouverture (4a) de la structure femelle de la pièce (4) d'interface de couple. 8. Connexion flottante (1) selon une des revendications 6 et 7, caractérisée en ce que l'élément de réglage (8) comprend une structure annulaire montée concentrique sur une partie de la structure axiale (2) et interagissant au moins en coulissement par rapport à la structure axiale (2) 9. Connexion flottante (1) selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'élément de réglage (8) comprend une structure annulaire montée concentrique sur une partie de la structure axiale (2) et interagissant au moins en coulissement par l'intermédiaire d'une interface filetée (2c) avec une portion taraudée (8c) de la structure annulaire. 10. Connexion flottante (1) selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'élément de réglage (8) comprend une structure annulaire montée concentrique sur une partie de la structure axiale (2) et interagissant au moins en coulissement par l'intermédiaire d'un mécanisme de réglage continu ou pas à pas. 11. Connexion flottante (1) selon une des revendications 1 à 10, 30 caractérisée en ce que la connexion de l'extrémité de l'interface de connexion de la structure axiale (2) avec une pièce (4) d'interface de couple fait intervenir une connexion rigide et ou serrée. 12. Connexion flottante (1) selon une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que l'extrémité de l'interface de connexion avec une 35 pièce (4) d'interface de couple fait intervenir une connexion de type cardan (9b) avec la structure femelle de la pièce (4) d'interface de couple.-11- 13. Connexion flottante (1) selon une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la connexion de l'extrémité de l'interface de connexion de la structure axiale (2) avec une pièce (4) d'interface de couple fait intervenir une structure (11) intermédiaire élastique. 14. Connexion flottante (1) selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la structure axiale (2) comporte un conduit (10) adapté pour l'écoulement d'un fluide au travers de sa structure (2) depuis l'extrémité de connexion (9a, 9b) en contact avec la pièce (4) d'interface de couple vers l'extrémité portant la structure de coupe (5). 15. Dispositif d'alésage comportant un moyen moteur d'actionnement en rotation, caractérisé en ce qu'il intègre au moins une connexion flottante (1) selon une des revendications 1 à 11.