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La présente invention est relative à l'entraînement de divers outils ou à d'autres applications, comme cela ressor- tira de la description, 'mais convient particulièrement à l'enfoncement et à l'enlèvement des tarauds dans les opéra- tions de taraudage et sera décrite d'une manière détaillée à propos de cette application.
L'invention comporte des moyens inédite pour arrêter la rotation de l'outil lorsque l'effort atteint une valeur déterminée d'avance ou excessive et pour relâcher complètement le couple ou moment de torsion agissant sur le taraud, cela jusqu'à ce que ce dernier soit retiré, ladite invention comprenant également des moyens de protection destinés à empêcher la rupture des tarauds dans diverses
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conditions, soit dans des conditions anormales, qui se pré- sentent lors des opérations de taraudage, l'objet de l'inven- tion étant constitué à cet égard par un Mandrin offrant un degré de sécurité extrêmement élevé et qui s'est révéle, au cours de son fonctionnement effectif, comme étant capable de protéger les tarauds,
de sorte qu'il permet d'effectuer un grand nombre d'operations sans donner lieu à des ruptures.
Le dispositif selon l'invention comprend une pièce d'entraînement élastique constituée par un godet qui est capable de se détendre ou se déformer dans le sens transver- sal, afin de diminuer le couple d'entraînement, ce godet agissant par l'entremise de rouleaux, de façon à commander la pièce entraînée, laquelle est munie d'organes permettant d'y fixer le taraud ou un.!autre outil. La pièce entraînée est pourvue de cames de commande qui coopèrent avec les rouleaux, ces rouleaux étant cependant à même de quitter complètement les cames de commande lorsque le couple devient excessif, cela en passant par-dessus les parties élevées ou saillantes de ces cames, tout en provoquant une déformation du godet élastique.
Les rouleaux sont maintenus dans des positions périphériques déterminées au moyen d'une cage, la présente invention visant à établir des moyens inédits pour maintenir la cage dans diverses positions par rapport à la pièce en- traînée, cela de la manière requise en vue d'effectuer cer- taines opérations et qui seront décrites dans la suite.
D'une manière générale, la présente invention a pour objet d'établir un mécanisme d'entraînement inédit pour un mandrin de sécurité destiné à actionner des tarauds ou d'au- tres dispositifs analogues, tout en réduisant, voire, en supprimant complètement, les ruptures de ces outils.
D'autres objectifs et avantages de l'invention res- sortiront d'une façon plus-détaillée de la description qui suit et qui doit être considérée en regard des dessins annexée dans lesquels :
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La fig. 1 est une vue en coupe longitudinale, cer- taines parties etant arrachées pour la facilité de la repré- sentation.
La fig. 2 est une vue en coupe transversale prise en substance suivent la ligne 2-2 de la fig.l.
La fige 3 est une vue en coupe prise suivant la ligne 3-3 de la fig. 2.
La fig. 4 est une vue montrant certaines gorges ou chemins de guidage de la pièce entraînée, tels qu'ils se pré- sentent après avoir été étalés à plat sur une surface plane.
Les figs. 5-23 sont des vues schématiques montrant le fonctionnement du mandrin, ces vues comprenant des projec- tions des gorges pratiquées dans la pièce entraînée, comme si ces gorges étaient projetées dans des plans perpendiculaires à la pièce entraînée, ces vues montrant en outre les empla- cements occupés par les billes qui coopèrent avec la cage en vue de maintenir la pièce entraînée dans diverses positions par rapport à la cage, de même que les positions occupées par les billes par rapport aux rouleaux d'entraînement pendant diverses phases de fonctionnement de ces dispositifs.
Comme montré dans ces dessins, 15 désigne une pièce d'entraînement monolithe en forme de godet ou de cylindre, , cette pièce étant constituée en un métal élastique, de sorte qu'elle est capable de se défendre et de se contracter ou de se déformer pendant le fonctionnement du mandrin. Une extrémi- té de cette pièce d'entraînement est fermée, comme montré en 16 et est pourvue d'une queue 17 ou de tout autre organe appro- prié qui permet de la monter dans la machine-outil ou la foreuse, dans laquelle le mandrin doit être utilisé.
Une pièce entraînée 18 de forme cylindrique est mon- tée à rotation et à coulissement dans la pièce d'entraînement, comme montré en particulier dans la fig.l. La pièce entraînée comporte à une extrémité une saillie 19 présentant une cavité
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conique 20 destinée à. recevoir une face d'une bille de sup- port 21. La queue ou tige 17 est-pourvue d'un alésage cy- lindrique 22 dans lequel est monté un plongeur 23, lui-même muni d'une cavité conique 24 dans laquelle s'engage l'autre face de la bille 21. Le plongeur porte contre un ressort 25 dont l'extrémité opposée prend appui sur un épaulement 26 prévu dans l'alésage 22. Un canal 27 de faible longueur, qui prolonge l'alésage 22, est alimenté en lubrifiant à l'aide .d'un graisseur 28.
L'extrémité opposée de la pièce entraînée est montée dans un roulement à billes 29. Ce roulement, ainsi que les organes connexes, sont maintenus dans la position correcte à l'aide d'une bague de garniture 30 et d'un anneau de retenue 31. La pièce entraînée s'étend au-delà de la pièce d'entraînement et est munie à son extrémité extérieure 2 d'une emplanture ou d'un autre élément pour la fixation d'un taraud ou d'un autre outil à entraîner.
La pièce entraînée 18 est commandée à l'aide de rou- leaux 33 et 34 disposés entre la surface intérieure de la pièce d'entraînement cylindrique 15, d'une part et la pièce entraînée 18, d'autre part. Bien que l'on ait représenté seu- lement 2 rouleaux de commande de cette espèce, il est bien entendu que l'on peut employer n'importe quel nombre voulu de ceux-ci, la pièce entraînée étant façonnée en conséquence.
La pièce entraînée 18 présente deux pans ou cames diamétrale- ment opposés 35 et 36, ces cames étant sensiblement parallè- les et constituant les surfaces profilées d'entraînement pour les deux rouleaux, cette disposition étant analogue à celle d'un accouplement habituel à rouleaux ou à billes.
La pièce entraînée 18 est également munie de deux pans ou surfaces planes diamétralement opposées 3'7 et 38 qui constituent des pans de marche arrière, en vue de l'enlè- vement des tarauds ou du renversement de la rotation de ceux- ci.
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Les rouleaux sont maintenus l'un par rapport à l'autre, dans des positions relatives déterminées, a@ moyen d'une cage 39 intercalés entre la pièce d'entraîner/ @nt et la pièce entraînée, comme montré dans la fig. 2. Cette cage peut Atre assujettie de toute manière appropriée par exemple à l'aide d'un anneau de retenue 40. Des billes de butées 41 et 42 sont montées dans des gorges longitudinales 43 et 44. qui longent la face intérieure de la cage, ces billes étant appelées à coopérer avec ,une série de chemins de guidage 45 pratiqués dans la surface extérieure de la, pièce entraînée.
La destination des billes de butées 'et leur action en corré- lation avec la configuration des chemins de guidage seront décrites d'une manière plus détaillée dans la suite.
Dans le mandrin perfectionné' 'selon l'invention, la déformation du godet, c'est-à-dire de la pièce d'entraînement, survenue au moment où les rouleaux passent au-delà des crêtes et des cames, constitue la mesure du couple maximum réalisa- ble. Afin d'augmenter le couple, l'invention prévoit un four- reau ou cylindre extérieur 46 qui s'adapte par-dessus de la pièce d'entraînement, comme montré dans les f igs. 1 et 3, l'alésage intérieur de ce fourreau étant conique, comme on le voit dans ces figs., afin de s'adapter à la surface conique de la pièce d'entraînement. La large extrémité de l'alésage de ce fourreau est munie d'un filet 47 qui se visse sur le filet 48 prévu sur la pièce d'entraînement.
Cette prise à vis constitue un moyen pour régler la position du fourreau dans le sens longitudinal, de façon à l'amener à se rapprocher plus fortement de la pièce d'entraînement. Des bagues de bourrage élastiques 49 sont prévues pour empêcher l'entrée de poussiè- res,etc. Le fourreau 46 peut être maintenu dans sa position de réglage au moyen d'un goujon 50 qui peut être lui-même assujetti à l'aide d'un anneau de retenue 61.
Le chemin de guidage 45 se présente sous la forme
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d'un circuit et a été dessine en projection longitudinale dans la fig.4. Il a été représenté d'autre part dans des plans de projection, disposés à angle droit par rapport à l'élément entraîné, afin de montrer les emplacements occu- pés par les rouleaux et les billes pour différentes positions de la cage lors du fonctionnement du mandrin. La fig.5 indi- que la position des rouleaux 33 et 34 lorsque le mandrin occupe la position libre ou de repos et est prêt à fonction- ner.
A ce moment, la bille 41 se trouve dans la branche A du chemin de guidage 45 et peut se déplacer librement ensemble avec le rouleau'33. La bille 42 se trouve également dans cette branche du chemin de guidage, comme on le voit dans cette fig.,et peut se déplacer librement ensemble avec le rouleau 34.
Lorsque la pièce d'entraînement 15 tourne dans le sens indiqué par la, flèche, les rouleaux entrent en prise avec les pans de commande 35 et 36, c'omme montré dans la fig.6 et agissent de manière à entraîner le taraud jusqu'au moment où celui-ci 'a accompli sa course ou jusqu'à ce qu'il rencontre une résistance excessive. Lorsque ceci se produit, les rouleaux passent au-delà des points culminants des pans de commande, comme montré dans la fig.7, et, simultané- ment, provoquent une déformation du godet d'entraînement, comme indiqué dans cette figure, ces rouleaux pouvant désor- mais se déplacer, avec un frottement de roulement, autour de la pièce entraînée, de sorte que cette dernière n'est plus actionnée.
Ceci se poursuit jusqu'à ce que les rouleaux at- teignent la position montrée dans la fig. et où la surface adjacente de la pièce entraînée est suffisamment écartée de la pièce d'entraînement pour qu'aucune force ne s'exerce sur les rouleaux. Comme montré dans la fig.S, la cage,les rouleaux et les billes sont arrêtés et sont bloqués les uns par rapport aux autres, tandis que le godet, qui constitue
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la pièce d'entraînement, peut continuer à tourner sans bruit et sans friction importante.
Le blocage de ces organes les uns par rapport aux autres est assuré par la bille 42 qui vient s'engager dans l'extrémité avant de la gorge Al et qui constitue le pro- longement ou une branche de la gorge A.
Pour retirer le taraud, on inverse le sens de rota- tion de la broche de la machine, ce qui a pour effet d'in- verser le mouvement de la pièce d'entraînement 15 comme mon- tré dans la fig.10. A ce moment, le rouleau 33 se déplace autour de la pièce entraînée 18,jusqu'à ce qu'il entre en contact avec le pan de marche arrière 38, ce qui a pour effet d'actionner la pièce entraînée ' 18 et de retirer le taraud de la pièce en travail. A ce moment, la bille 42 revient en arrière par la partie Al de la gorge, pour s'en- gager dans la gorge A, comme montré dans la fig.10. Il convient de noter que la fonction du rouleau de commande 34 est sensiblement identique à celle du rouleau 33.
Le rôle des billes 41 et 42 - qui coopèrent avec. le système de gorges 45 en vue de bloquer la cage 39 à l'arbre entraîné pendant certaines phases du fonctionnement du dis- positif - consiste à agir comme organe de non-engagement de sorte que, lorsque les rouleaux 33,34 sont relâchés en raison d'un effort excessif, ces rouleaux demeurent dans la position relâchée en dépit de la rotation continue de l'ar- bre d'entraînement, cela jusqu'au réenclenc hement du dis- positif, ce qui exige le renversement du sens de rotation de l'arbre d'entraînement.
Pour l'opération de taraudage suivante, on renverse à nouveau le sens de rotation de la broche, après quoi la pièce d'entraînement est amenée à tourner dans le sens indiqué dans la fig.ll, les rouleaux d'entraînement venant occuper les positions représentées dans la fig.12, cependant
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que le taraud est à nouveau entraîné, la seule différence par rapport à la situation montrée dans la fig.5 consistant en ce que les rouleaux 33 et 34 occupent des positions opposées par rapport à celles de cette dernière figure, en 'vue du nouvel entraînement de la pièce entraînée. Dans ce cas, et une fois le taraudage terminé, la rotation en sens inverse, destinée à produire le retrait du taraud, s'effec- tue d'une manière analogue à.celle décrite plus haut.
Dans le cas où, pendant la rotation en arrière, le taraud rencontre une résistance excessive ou se voit appliqué un effort. exagéré, les rouleaux de commande passent par-dessus des points culminants des cames d'entraînement, avec, pour conséquence, une déformation de la pièce entrai.- née 15, et arrivent dans les positions montrées dans la fig.13, où les rouleaux roulent seulement avec un frottement de roulement autour de la pièce entraînée, pour venir occu- per la position de relâchement de la fig.14, qui est identi- que à la position montrée dans la fig., sauf que la posi- tion des rouleaux de commande est inversée par rapport à cette dernière fig. A ce moment, la bille 41 s'arrête à l'extrémité de la gorge .1-1.2 ?t verrouille à nouveau la cage par rapport à l'organe entraîné 18.
La pièce d'entraînement peut désormais tourner librement en marche arrière, cela jusqu'au moment où l'opérateur retire le taraud, ou bien, fait tourner celui-ci en avant, comme décrit plus haut. Ce réenclenchement automatique est effectue en inversant à nouveau le mouvement de la pièce entraînée, ce qui détermine un fonctionnement tel que représenté dans les figs.21, 22 et 23, cette dernière figure étant identique à la fig.6.
Un faible jeu est prévu de préférence entre le. cage 3 et la paroi intérieure de la pièce d'entraînement, afin d'autoriser l'extension et la contraction de cette dernière pièce. Pour assurer un déplacement de la cage et des
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rouleaux montes dans celle-ci, en vue de déloger les rouleaux de la position de relâchement complet, l'invention prévoit une bague élastique 32, de préférence du type dit en "O" montée dans une gorge à une extrémité de la cage 39 et fai- sant contact avec la paroi voisine de la pièce d'entraînement 15, cette bague déterminant un frottement suffisant pour produire le mouvement voulu de la cage 39.
L'action des rouleaux de commande, lorsque ceux-ci quittent les positions d'entraînement, pour occuper des posi- tions de relâchement complet, constitue un moyen pour relâ- cher complètement la pièce d'entraînement 15 pour desvaleurs de couple déterminées d'avance. De plus, le déplacement des rouleaux vers des positions de non-entraînement permet à la pièce d'entraînement de poursuivre sa rotation libre à n'im- porte quelle vitesse et pendant une durée indéfinie, cela sans subir un échauffèrent excessif dû au frottement des surfaces de glissement, ni une usure préjudiciable, provoquée par une mise en et hors prise rapide des surfacesprofilées.
La dis- position selon l'invention fournit également des moyens mé- caniques pour maintenir l'élément entraîné dans une position arrêtés en l'absence de charge, jusqu'au renversement de la pièce d'entraînement. La disposition des pans ou cames de marche arrière, qui coopèrent avec les rouleaux, est telle que l'on dispose de mesures de sécurité en ce qui concerne le re- trait des tarauds, ainsi que la commande de ceux-ci. Cette disposition permet de tarauder des trous borgnes sur toute leur profondeur et à des vitesses maxima, cela grâce au sys- tème de relâchement instantané et en raison de la butée amor- tie incorporée, prévue pour le déplacement axial du taraud ou autre outil.
Ceci a pour effet de réduire les ruptures des tarauds et autres outils, qui peuvent être provoquées par des couples excessifs dus à des outils emoussés, des copeaux, des obstacles, des points durs ou d'autres incidents qui peuvent se présenter au cours du travail, ainsi que d'éviter
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des pièces de rebut et la nécessité fâcheuse, de recommencer le travail. Le mandrin selon l'invention est de nature telle qu'il exige moins d'habileté de la part de l'opérateur et est capable d'exécuter de nombreuses opérations sans dé- faillance.
REVENDICATIONS.
1.- Mandrin pour tarauds et autres outils rotatifs ce mandrin comportant un accouplement de protection contre les surcharges destiné à désaccoupler la pièce d'entraîne- ment, caractérisé en ce que la pièce d'entraînement (16,17) est pourvue d'un godet élastique (15) dans lequel est dis- posée la pièce entraînée (18) qui maintient l'outil, cette pièce entraînée étant pourvue de cames (35,36, 37, 38) qui déterminent la position verrouillée, et étant d'autre part pourvue d'une gorge (45) qui comporte des tronçons de guidage, la pièce entraînée précitée étant entourée d'une cage (39) interposée entre le godet élastique (15) susdit et la pièce entraînée (18)' en question, ladite cage contenant des billes (-11,42) placées dans des gorges axiales (43, 44) de la cage précitée,
les billes susdites étant espacées les unes par rapport aux autres et étant appelées à pénétrer dans la gor- ge (45) ci-dessus, et en ce que des rouleaux (3S, 34) agis- sent sur les cames de la pièce entraînée sus-indiquée.