Brevet FR3028786A1 — publié le 20160527

- 1 - DESCRIPTION La présente invention se rapporte au domaine des outils de coupe rotatifs et plus particulièrement au domaine des outils de coupe adaptés pour permettre un réglage de la surface de coupe. Actuellement, les outils de coupe rotatifs sont réalisés par une 5 ou plusieurs têtes de coupe montées rotatives autour d'un axe de rotation de l'outil de coupe entraîné par le moteur d'une machine outil. Lorsque l'outil de coupe est adapté pour permettre le réglage de la surface de coupe de l'appareil, la tête de coupe se trouve montée sur l'outil de coupe de façon à autoriser son déplacement radialement par 10 rapport à l'axe de rotation de l'outil de coupe. Ce déplacement radial par rapprochement ou écartement de la tête de coupe de l'axe de rotation permet ainsi une réduction ou un élargissement du rayon de rotation de la tête de coupe et donc du diamètre obtenu. Pour éviter la génération d'un balourd lors de la rotation de la 15 tête de coupe risquant d'entraîner un désaxement de l'outil de coupe, l'outil de coupe est classiquement équipée d'un contrepoids adapté pour compenser, lors du fonctionnement de l'outil, la force centrifuge de la tête de coupe. Selon un mode de construction connu, un tel contrepoids est également arrangé pour être déplaçable radialement et permettre un réglage 20 adapté à la position de la tête de coupe sur l'outil. Le document US 2006/3239787 propose un exemple de construction d'un tel outil de coupe comprenant un contrepoids adapté pour être réglable radialement de façon à permettre une compensation du poids de la tête de coupe. Il convient toutefois de noter que le mécanisme de 25 positionnement et de réglage du contrepoids sur l'outil de coupe est structurellement indépendant du réglage de la tête de coupe. Un tel mécanisme présente ainsi l'inconvénient d'imposer un double réglage pour une surface de coupe déterminée, à savoir, d'une part, l'ajustement de la tête de coupe selon un rayon de coupe défini et, d'autre part, l'équilibrage 30 du contrepoids selon la position de la tête de coupe par rapport à l'axe de rotation. La présente invention a notamment pour but de pallier cet inconvénient en proposant un mécanisme qui s'affranchisse de ce double 3028786 - 2 - réglage grâce à un équilibrage conjoint et simultané au positionnement de la tête de coupe sur l'outil de coupe rotatif L'invention a ainsi pour objet un outil de coupe comportant : - un corps principal adapté pour être monté pivotant autour d'un axe de rotation, - une tête de coupe portée par un élément porteur, l'élément porteur étant monté déplaçable en translation sur le corps principal selon un axe perpendiculaire à l'axe de rotation, - un contrepoids monté déplaçable en translation sur le corps 10 principale selon un axe perpendiculaire à l'axe de rotation, caractérisé en ce que l'outil de coupe comprend également un axe d'ajustement simultané de l'élément porteur par rapport au contrepoids, disposés de part et d'autre de l'axe de rotation du corps principal. Un autre objet de l'invention porte également sur un appareil de 15 coupe comportant un mécanisme de mise en rotation, caractérisé en ce qu'il intègre au moins un outil de coupe selon l'invention. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins 20 schématiques annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'un exemple d'outil de coupe selon l'invention représenté selon une section comprenant l'axe de rotation de l'outil de coupe, - la figure 2 est une représentation schématique d'un exemple 25 d'outil de coupe identique à celui de la figure 1, mais sur laquelle la tête de coupe et le contrepoids ont été déplacés par rapport à l'axe de rotation de l'outil de coupe. La présente invention se rapporte à un outil de coupe comportant : 30 - un corps principal 1 adapté pour être monté pivotant autour d'un axe de rotation X, - une tête de coupe 2 portée par un élément porteur 3, l'élément porteur 3 étant monté déplaçable en translation sur le corps principal 1 selon un axe perpendiculaire à l'axe de rotation X, 35 - un contrepoids 4 monté déplaçable en translation sur le corps principal 1 selon un axe perpendiculaire à l'axe de rotation X, 3028786 - 3 - caractérisé en ce que l'outil de coupe comprend également un axe d'ajustement 5 simultané de l'élément porteur 3 par rapport au contrepoids 4, disposés de part et d'autre de l'axe de rotation X du corps principal. 5 Ainsi, l'outil de coupe de l'invention comprend un axe d'ajustement 5 qui coopère conjointement avec l'élément porteur 3 et le contrepoids 4. Cette coopération permet ainsi un déplacement axial conjoint de l'élément porteur 3 et du contrepoids 4, de sorte qu'à tout point de la course de l'élément porteur 3, le contrepoids 4 soit correctement positionné pour contrebalancer l'élément porteur 3. Il convient de noter que la tête de coupe 2 et l'élément porteur 3 peuvent être réalisés par deux structures différentes ou alternativement par une seule et même structure où la tête de coupe 2 est formée par une extrémité de l'élément porteur 3. Il convient également de noter que le contrepoids 4 participe également au contre-balancement de la variation d'inertie liée à de la variation du diamètre de rotation de l'élément porteur 3 surmonté par sa tête de coupe 2. Selon un mode de construction particulier, l'outil de coupe est 20 caractérisé en ce que l'axe d'ajustement 5 comprend : - une première extrémité 5a qui interagit avec une première des deux pièces que sont l'élément porteur 3 et le contrepoids 4, - une seconde extrémité 5b qui interagit avec la seconde des deux pièces que sont l'élément porteur 3 et le contrepoids 4, 25 - une portion intermédiaire 5c qui interagit avec un orifice 6 porté par le corps principal 1 de l'outil. Selon ce mode de construction, la coopération entre l'élément porteur 3 et le contrepoids 4 se trouve ainsi opérée grâce un mécanisme simple ne faisant intervenir qu'un axe d'ajustement 5 associé au corps 30 principal 1 de l'outil pour permettre le déplacement ajusté de ces pièces entre elles et par rapport au corps principal 1 de l'outil. Ainsi, l'élément porteur 3 et/ou le contrepoids 4 interagit en coulissement avec l'axe d'ajustement 5. De même, l'axe d'ajustement 5 interagit en coulissement avec l'orifice 6 porté par le corps principal 1. 35 Il convient de noter que l'orifice 6 traversé par l'axe d'ajustement 5 et le corps principal 1 qui le porte peuvent être réalisés par deux structures différentes ou alternativement par une seule et même 3028786 - 4 - structure où le corps principal 1 comprend une partie formant l'orifice 6 traversé par l'axe d'ajustement 5. Selon une caractéristique complémentaire de l'outil de coupe, l'axe d'ajustement 5 présente au moins un filetage qui coopère, d'une part, 5 avec le corps principal 1 et, d'autre part, avec au moins une des deux pièces que sont l'élément porteur 3 et le contrepoids 4. Le filetage de l'axe d'ajustement 5 interagit avec un taraudage d'une des deux pièces et permet ainsi un déplacement de l'axe d'ajustement 5 par rapport à cette pièce. Selon le type de construction réalisée, l'axe d'ajustement 5 peut interagir de 10 cette façon avec une seule ou chacune des deux pièces que sont l'élément porteur 3 et le contrepoids 4. Ainsi, lorsque l'élément porteur 3 est bloqué en rotation tout en étant en mesure de translater dans une rainure de guidage, la rotation axiale de l'axe d'ajustement 5 permet un coulissement de l'élément porteur 3 dans 15 sa rainure de guidage, grâce à la coopération filetage/taraudage entre ces deux pièces. De façon similaire, la coopération filetage/taraudage entre l'axe d'ajustement 5 et l'orifice 6 du corps principale 1 permet un coulissement par translation axiale de l'axe d'ajustement 5 dans l'orifice 6, lors du 20 pivotement axial de cet axe d'ajustement 5. Selon une autre caractéristique complémentaire de l'outil de coupe, le contrepoids 4 est monté fixe en translation avec l'axe d'ajustement 5 au niveau d'une première extrémité de l'axe d'ajustement 5a, tandis que l'élément porteur 3 comprend un alésage coopérant avec 25 l'axe d'ajustement 5 lors de son déplacement en translation sur le corps principal 1. Selon cette caractéristique, l'axe d'ajustement 5 interagit principalement avec l'élément porteur 3 par une coopération filetage/taraudage. Le contrepoids 4 se trouve alors monté et associé en translation avec l'axe d'ajustement 5. Cette association peut être réalisée 30 par une fixation en translation et en rotation du contrepoids 4 avec l'axe d'ajustement 5 ou bien une fixation uniquement en translation, le contrepoids restant indépendant en rotation de l'axe d'ajustement. Selon une spécificité de construction non-limitative de l'invention, le contrepoids 4 est réalisé par une portion de l'extrémité de 35 l'axe d'ajustement 5, de sorte que le contrepoids 4 et l'axe d'ajustement 5 réalisent ensemble une même structure. 3028786 - 5 - Selon une spécificité de construction du mécanisme d'ajustement et de réglage de l'équilibrage du contrepoids 4, l'axe d'ajustement 5 comprend des filetages différents au niveau de chacune des portions de l'axe d'ajustement 5 en interaction avec une pièce de l'outil de 5 coupe. Ces différences de filetage, c'est-à-dire ces différences de pas de filetage, le long de l'axe d'ajustement 5 permettent ainsi des interactions différentes au niveau de chacun des points de coopération que sont l'axe d'ajustement 5 et l'élément porteur 3 ou l'axe d'ajustement 5 et l'orifice 6 porté par le corps principal 1. Ces différences d'interactions permettent 10 ainsi d'obtenir des déplacements et des coulissements différents de ces pièces entre elles en fonction de la rotation axiale de l'axe d'ajustement 5. Selon une particularité de cette spécificité de construction, les pas de filetage au niveau de deux points de coopération impliquant l'axe d'ajustement 5, sont réalisés de façon à être inversés l'un par rapport à 15 1' autre. Selon une autre spécificité de construction, l'axe d'ajustement 5 comprend des sections de diamètres différents au niveau de chacune des portions de l'axe d'ajustement 5 en interaction avec une pièce de l'outil de coupe. Ces différences de section permettent de faciliter la construction et le montage du mécanisme de l'invention. Ainsi, lorsque la section d'une des extrémités de l'axe d'ajustement 5 présente une section de diamètre inférieur au diamètre de la section de l'axe 5 qui coopère avec l'orifice 6 porté par le corps principal 1 de l'outil, l'introduction de l'axe d'ajustement 5 dans l'orifice 6 jusqu'à une position requise pour fonctionner se trouve facilitée. Par ailleurs, la réalisation d'un axe d'ajustement 5 comprenant des sections de diamètres différents permet également la réalisation d'un axe d'ajustement à pas différentiels. Chacun des pas du filetage respectif d'une portion de l'axe d'ajustement 5 interagit alors avec une pièce particulière de l'outil de coupe et participe au déplacement de l'élément porteur 3 et du contrepoids 4 dans des sens opposés. Selon une autre spécificité de construction, l'axe d'ajustement 5 comprend un filetage sur la portion 5c en interaction avec l'orifice 6 qui présente un pas (p) de moitié de celui (2p) de la portion 5b en interaction avec l'élément porteur 3. Ainsi, lorsque l'axe d'ajustement opère une rotation axiale, par exemple avec un mouvement hélicoïdal, le contrepoids 4 se déplace selon une valeur (p) par rapport au corps principal 1 qui porte 3028786 - 6 - l'orifice 6, tandis que l'élément porteur 3 se déplace selon une valeur (2p) par rapport au contrepoids 4. Le déplacement de l'élément porteur 3 par rapport au contrepoids 4 est opéré dans le sens opposé au déplacement du contrepoids par rapport au corps principal 1 qui porte l'orifice 6. Aussi, la 5 résultante de déplacement permet d'obtenir un déplacement de l'élément porteur 3 par rapport au corps principal 1 selon une valeur (2p-p=p), c'est-à-dire identique à celle du contrepoids 4 par rapport au corps principal 1 mais selon un sens inversé. Le contrepoids 4 et l'élément porteur 3 opère ainsi des déplacements symétriques par rapport au corps principal 1. 10 Selon une autre particularité de construction de l'outil de coupe de l'invention, l'élément porteur 3, le contrepoids 4 et l'axe d'ajustement 5 sont disposés, au moins en partie, dans un alésage 7 du corps principal 1 orienté selon un axe perpendiculaire à l'axe de rotation X. Cet alésage 7 du corps principal 1 réalise ainsi une interface, par exemple une rainure ou un 15 conduit, dans lequel l'élément porteur 3 et le contrepoids 4 sont en mesure de coulisser en translation. De même, c'est au niveau d'une portion de cet alésage 7 que l'orifice 6 porté par le corps principal 1 de l'outil se trouve positionné. Ainsi, selon les volumes et dimensions respectives de l'élément porteur 3, du contrepoids 4 et de l'axe d'ajustement 5, l'alésage 7 peut 20 présenter des dimensions différentes au niveau de chacune des différentes portions qui interagissent avec ces éléments. Selon un mode de construction préféré du mécanisme selon l'invention, l'orifice 6 porté par le corps principal 1 et traversé par la portion intermédiaire 5c de l'axe d'ajustement 5, est réalisé par une 25 structure de guidage 6bis de l'axe d'ajustement 5, fixée en rotation et en translation avec le corps principal 1 de l'outil de coupe. La fixation en rotation et translation de la structure de guidage 6bis au corps principal 1 de l'outil peut être réalisée, soit par le montage d'une pièce dédiée sur le corps principal 1 soit par la réalisation d'un élément formant un ensemble 30 structurel avec le corps principal. Selon un mode de construction et mise en oeuvre préféré du mécanisme de l'invention, la rotation axiale de l'axe d'ajustement 5 permet, par l'intermédiaire d'une coopération de type filetage/taraudage : - un déplacement, par rapprochement ou écartement, de 35 l'élément porteur 3 et du contrepoids 4, ce déplacement pouvant être obtenu par la seule interaction de l'axe d'ajustement 5 avec l'élément porteur 3 3028786 - 7 - lorsque le contrepoids 4 est monté fixe en translation avec l'axe d'ajustement 5, - un déplacement, par rapprochement ou écartement, du contrepoids 4 et de l'orifice 6 porté par le corps principal 1 de l'outil. 5 Ainsi, l'axe d'ajustement 5 permet le positionnement de l'élément porteur 3 par rapport au corps principal 1 simultanément au déplacement du contrepoids 4 qui permet un équilibrage grâce à son déplacement conjoint avec l'axe d'ajustement 5. La rotation axiale de l'axe d'ajustement 5 positionne le contrepoids 4 par rapport au corps principal 1 10 par l'intermédiaire de l'orifice 6, tout en conservant, grâce à leurs déplacements relatifs, un équilibrage des poids entre le contrepoids 4 et l'élément porteur 3. L'invention porte également sur un appareil de coupe comportant un mécanisme de mise en rotation et intégrant au moins un outil 15 de coupe selon l'invention. 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 20 autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS1. Outil de coupe comportant : - un corps principal (1) adapté pour être monté pivotant autour d'un axe de rotation (X), - une tête de coupe (2) portée par un élément porteur (3), 5 l'élément porteur (3) étant monté déplaçable en translation sur le corps principal (1) selon un axe perpendiculaire à l'axe de rotation (X), - un contrepoids (4) monté déplaçable en translation sur le corps principale (1) selon un axe perpendiculaire à l'axe de rotation (X), caractérisé en ce que l'outil de coupe comprend également un 10 axe d'ajustement (5) simultané de l'élément porteur (3) par rapport au contrepoids (4), disposés de part et d'autre de l'axe de rotation (X) du corps principal. 2. Outil de coupe selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe d'ajustement (5) comprend : 15 - une première extrémité (5a) qui interagit avec une première des deux pièces que sont l'élément porteur (3) et le contrepoids (4), - une seconde extrémité (5b) qui interagit avec la seconde des deux pièces que sont l'élément porteur (3) et le contrepoids (4), - une portion intermédiaire (5c) qui interagit avec un orifice (6) 20 porté par le corps principal (1) de l'outil. 3. Outil de coupe selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'axe d'ajustement (5) présente au moins un filetage qui coopère, d'une part, avec le corps principal (1) et, d'autre part, avec au moins une des deux pièces que sont l'élément porteur (3) et le contrepoids 25 (4). 4. Outil de coupe selon une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que : - le contrepoids (4) est monté fixe en translation avec l'axe d'ajustement (5) au niveau d'une première extrémité de l'axe d'ajustement 30 (5), - l'élément porteur (3) comprend un alésage coopérant avec l'axe d'ajustement (5) lors de son déplacement en translation sur le corps principal (1). 3028786 -9- 5. Outil de coupe selon une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'axe d'ajustement (5) comprend des filetages différents au niveau de chacune des portions de l'axe d'ajustement (5) en interaction avec une pièce de l'outil de coupe. 6. Outil de coupe selon une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'axe d'ajustement (5) comprend un filetage sur la portion (5c) en interaction avec l'orifice (6) qui présente un pas (p) de moitié de celui (2p) de la portion (5b) en interaction avec l'élément porteur (3). 7. Outil de coupe selon une des revendications 3 à 5, caractérisé 10 en ce que l'axe d'ajustement (5) comprend des sections de diamètres différents au niveau de chacune des portions de l'axe d'ajustement (5) en interaction avec une pièce de l'outil de coupe. 8. Outil de coupe selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément porteur (3), le contrepoids (4) et l'axe 15 d'ajustement (5) sont disposés, au moins en partie, dans un alésage du corps principal (1) orienté selon un axe perpendiculaire à l'axe de rotation (X). 9. Outil de coupe selon une des revendications 2 et suivantes, caractérisé en ce que l'orifice (6) porté par le corps principal (1) et traversé par la portion intermédiaire (5c) de l'axe d'ajustement (5), est réalisé par 20 une structure de guidage (6bis) de l'axe d'ajustement (5), fixée en rotation et en translation avec le corps principal (1) de l'outil de coupe. 10. Appareil de coupe comportant un mécanisme de mise en rotation, caractérisé en ce qu'il intègre au moins un outil de coupe selon une des revendications 1 à 8.