CH632175A5

CH632175A5 - Arbre d'alesoir annulaire.

Info

Publication number: CH632175A5
Application number: CH999179A
Authority: CH
Inventors: Everett Douglas Hougen
Original assignee: Hougen Everett D
Priority date: 1978-11-22
Filing date: 1979-11-08
Publication date: 1982-09-30
Also published as: DE2943162C2; FR2442097A1; AR219635A1; AU520085B2; JPS5810172B2; GB2034615B; AU5141379A; US4193721A; IT1142171B; DE2943162A1; ES486211A1; IL58360A0; IL58360A; NL7908172A; HK33683A; JPS5570515A; GB2034615A; NZ191712A; BR7907566A; NO793774L

Description

La présente invention concerne un arbre d'alésoir annulaire. Les arbres pour alésoirs annulaires comportent souvent une tige pilote pointue destinée à centrer l'alésoir sur une cavité de pointage formée dans la pièce, au centre du trou à percer. De telles tiges pilotes sont repoussées par un ressort de compression relativement puissant, dans l'alésage de l'arbre, afin que l'alésoir ne puisse pas se déplacer latéralement lorsque les dents de son extrémité antérieure coopèrent avec la pièce et commencent à couper une gorge circulaire dans celle-ci, autour d'une rondelle circulaire centrale. Cependant, lorsque l'alésoir pénètre progressivement dans la pièce, le ressort se comprime progressivement et la force appliquée à la tige pilote devient de plus en plus importante. L'expérience a montré que, si la compression initiale du ressort est suffisante pour que le centrage soit bon au début d'une coupe, il arrive, suivant l'épaisseur de la pièce, que la force appliquée par le ressort à la tige pilote à la fin de la découpe, c'est-à-dire lorsque l'alésoir parvient à la face inférieure de la pièce, atteigne une valeur si importante que la rondelle centrale découpée dans la pièce est chassée avec une très grande vitesse. Dans le cas d'un alésoir annulaire classique et d'une pièce relativement épaisse, la rondelle centrale constitue un projectile à grande vitesse qui peut provoquer des dégâts importants ou des blessures.

Le but de l'invention est de remédier à cet inconvénient. A cet effet, l'arbre selon l'invention est tel que défini dans la revendication 1.

Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite à titre d'exemple et en référence au dessin annexé sur lequel:

la fig. 1 est une coupe verticale d'un alésoir annulaire et d'un arbre selon l'invention, l'alésoir étant représenté dans la position qu'il occupe avant le début de la coupe d'une pièce;

la fig. 2 est une coupe partielle analogue à la fig. 1, représentant l'alésoir qui atteint la face inférieure de la pièce;

la fig. 3 est une coupe longitudinale du manchon de matière plastique élastique utilisé dans l'arbre;

la fig. 4 est une coupe partielle d'une variante d'arbre, et la fig. 5 est une coupe partielle d'une autre variante d'arbre.

La fig. 1 représente un alésoir annulaire 10, ayant des dents 12 de coupe autour de son extrémité inférieure ou antérieure, vissé comme indiqué par la référence 14 à l'extrémité inférieure d'un arbre 16. L'extrémité supérieure de l'arbre, portant la référence 18, est représentée sous une forme cylindrique continue, mais elle peut avoir toute configuration voulue permettant son montage sur une broche classique entraînée en rotation. L'arbre 16 a un alésage cylindrique central 20 qui est taraudé, à l'extrémité supérieure 22, afin qu'il coopère avec une vis 24. L'extrémité inférieure de l'alésage 20 a un diamètre réduit dans une partie 26 qui est destinée à supporter une tige pilote 28 qui peut coulisser axialement. Cette tige pilote 28 a une extrémité inférieure pointue 30. Près de son extrémité supérieure, la tige pilote 28 a un épaulement radial 32 dépassant vers l'extérieur et une partie tronconique 34 délimitée au-dessus de l'épaulement 32, cette partie tronconique 34 aboutissant à un prolongement cylindrique supérieur 36 de la tige. L'épaulement 32 limite la distance de dépassement axial de l'extrémité pointue 30 de la tige par rapport aux dents 12 de coupe.

Un manchon de matière plastique élastique 38, ayant une faible vitesse de rétablissement élastique, est monté télescopiquement sur la partie 34 de la tige, jusqu'à l'épaulement 32, et sur le prolongement cylindrique 36. Un ressort de compression 40, placé dans l'alésage 20, a son extrémité supérieure en butée contre la vis 24 et son extrémité inférieure en butée contre l'extrémité supérieure du manchon 38.

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Bien que ce dernier puisse avoir, à l'état libre et non comprimé, une configuration cylindrique continue de diamètres interne et externe uniformes, il a de préférence la forme indiquée sur la fig. 3. Plus précisément, le manchon 38 a des surfaces coniques externe et interne 42 et 44 à ses extrémités opposées, si bien que ses extrémités se rétrécissent extérieurement et intérieurement. A l'état libre, le manchon 38 a un diamètre interne qui correspond à celui du prolongement cylindrique 36 de la tige pilote. Le diamètre externe du manchon 38, à l'état libre, est de préférence légèrement inférieur au diamètre de l'alésage 20 formé dans l'arbre.

L'arbre peut être monté par introduction initiale du manchon 38 sur le prolongement 36 et la partie tronconique 34 de la tige. Lorsque le manchon est ainsi monté sur la tige, son diamètre externe est encore de préférence légèrement inférieur au diamètre de l'alésage 20. Ensuite, la tige portant le manchon 38 est introduite, par l'extrémité supérieure ouverte de l'alésage 20, vers la position indiquée sur la fig. 1. Le ressort 40 de compression est alors placé dans l'alésage 20 et la vis 24 est vissée à l'extrémité ouverte de cet alésage, afin que celui-ci soit fermé et que le ressort subisse la compression voulue. Le cas échéant, le manchon 38 peut être introduit axialement dans l'alésage 20, après la mise en place de la tige pilote et, dans ce cas, le ressort 40 peut être utilisé pour l'emmanchement du manchon sur l'extrémité supérieure de la tige pilote.

La compression initiale du ressort est déterminée par le réglage de la vis 24, et est telle que la force axiale vers le bas appliquée à la tige pilote 28 par le manchon 38 suffit pour que l'extrémité pointue 30 de la tige coopère fermement avec une cavité de pointage 46 formée dans la pièce 48 au centre du trou à former. La force initiale appliquée à la tige pilote est telle que, lorsque le ressort 40 est comprimé légèrement à la suite de la coopération des dents 12 avec la face supérieure de la pièce 48, la tige s'oppose aux forces latérales dues à la coopération de l'alésoir avec la pièce. Cette compression initiale du ressort 40 assure l'application au manchon 38 d'une force axiale qui provoque la compression axiale de ce manchon et, en conséquence, son expansion radiale. Lorsque le manchon 38 subit une expansion, il coopère par friction avec la surface cylindrique interne de l'alésage 20.

Lorsque l'arbre avance progressivement vers le bas, les dents 12 de coupe forment une gorge cylindrique annulaire 50 dans la pièce, le diamètre externe correspondant au diamètre voulu pour le trou 52 formé dans la pièce. Il se forme alors une rondelle cylindrique centrale 54 à l'intérieur de l'alésoir 10. Lorsque ce dernier pénètre dans la pièce, le ressort 40 se comprime progressivement et la force appliquée vers le bas sur l'extrémité supérieure du manchon 38 augmente progressivement. En conséquence, le contact par friction entre le manchon 38 et l'alésage 20 croît progressivement. Ce comportement est dû au fait que l'extrémité pointue 30 de la tige pilote 28 ne se déplace pas axialement lorsque l'alésoir annulaire et l'arbre descendent progressivement. Ainsi, lorsque les dents 12 de l'arbre parviennent à la face inférieure de la pièce 48, la coopération par friction du manchon 38 et de l'alésage 20 est considérable. Dès que les dents 12 ont traversé la face inférieure de la pièce, la tige pilote 28 est libre de se déplacer axialement vers l'extérieur, vers la position représentée sur la fig. 1, sous l'action de la force de rappel du ressort 40. Cependant, le contact avec friction du manchon 38 et de l'alésage 20 est très élevé lorsque l'alésoir pénètre dans la pièce, et la force de frottement ainsi appliquée empêche un allongement rapide du ressort 40. La vitesse relativement faible de rétablissement du manchon de matière plastique vers sa forme d'origine, par rapport à la vitesse rapide de rétablissement du ressort, assure le maintien du frottement entre le manchon 38 et l'alésage 20 pendant un temps suffisant pour que l'allongement du ressort soit retardé, sans que la possibilité d'éjection de la rondelle soit diminuée. Ainsi, la rondelle centrale 54 est éjectée de l'intérieur de l'alésoir à une vitesse relativement faible par rapport à celle qu'elle aurait si le ressort 40 pouvait s'allonger librement depuis son état comprimé axialement. Il faut donc noter que, puisque la force appliquée au manchon 38 est proportionnelle à l'épaisseur de la pièce et puisque cette force provoque un contact de plus en plus important par friction avec l'alésage 20 de l'arbre, même lorsque la pièce est relativement épaisse, la vitesse d'éjection de la rondelle centrale 54 peut être facilement réduite à la valeur voulue, par réglage de la compression initiale du ressort assuré par la vis 24 et de la configuration et de la dimension du manchon 38.

Il est avantageux que le manchon 38 ait une dimension telle que son diamètre externe, à l'état libre et sans contrainte, soit légèrement inférieur à celui de l'alésage 20 si bien que le manchon peut être introduit facilement dans l'alésage 20 et retiré de cet alésage, notamment dans la partie taraudée 22. Cette caractéristique est importante car l'expérience a montré que, de temps en temps, l'extrémité pointue 30 de la tige pilote pouvait s'émousser et devait être réaffûtée ou remplacée. Lors du retrait de la tige pilote de l'arbre, la vis 24 est dévissée de l'arbre, le ressort 40 est retiré et la tige pilote 28 est retirée par l'extrémité supérieure ouverte de l'arbre. Dans ces conditions, il peut être souhaitable qu'un prolongement cylindrique relativement long soit formé à l'extrémité supérieure de la tige pilote, comme indiqué en traits mixtes sur la fig. 1 par la référence 56. De cette manière, la tige pilote peut être retirée plus facilement de l'intérieur de l'alésage 20, si la tige et le manchon 38 ont tendance à coller dans l'alésage.

Il faut noter que la partie tronconique 34 a tendance à provoquer une expansion radiale immédiate et importante de la partie inférieure du manchon 38, afin que le contact voulu par friction soit obtenu dans l'alésage 20 lorsque le ressort 40 est comprimé progressivement. L'amplitude de la force de frottement, entre le manchon et l'alésage de l'arbre, est réglée par la force appliquée au manchon par le ressort 40, la dimension et la configuration du manchon 38, et la matière dont est formé le manchon. Un manchon plus long a tendance à donner une plus grande résistance de frottement. Il est de préférence formé d'un tube de polyuréthanne, car cette matière plastique possède de bonnes propriétés de résistance à l'usure, n'est pas affectée par les huiles lubrifiantes, et a une vitesse de rétablissement encore plus faible que celle du caoutchouc.

La disposition de la fig. 4 ne diffère que légèrement de celle des fig. 1 et 2, et elle est destinée à des arbres ayant un diamètre interne relativement petit. Dans ces conditions, le diamètre de l'alésage 20a peut ne pas permettre le logement du prolongement cylindrique 36 et du manchon 38 représenté sur la fig. 1. En conséquence, dans le cas des arbres de diamètre relativement petit, l'extrémité supérieure de la tige pilote 28a a un épaulement 32a et un court prolongement conique 58, qui peut être solidaire de la tige pilote ou sous forme d'un organe séparé. Dans ce montage, le manchon 38a a des diamètres interne et externe relativement petits, le diamètre interne étant nettement inférieur à celui de la base du prolongement conique 58, mais légèrement supérieur à celui de la petite extrémité supérieure. Ainsi, dans le montage de la fig. 4, lorsque le ressort 40a comprime le manchon 38a, celui-ci avance axialement sur le prolongement conique 58 si bien qu'il s'écarte radialement rapidement et assure un serrage par friction de l'alésage 20a de l'arbre. Par ailleurs, le fonctionnement de l'arbre de la fig. 4 est analogue à celui de l'arbre des fig. 1 et 2.

La fig. 5 représente un montage légèrement différent. La tige pilote 28b a un prolongement cylindrique 36b ayant un orifice taraudé, à l'extrémité supérieure, pour le logement d'une vis 60. Dans ce cas, lorsque le manchon 38b a été placé sur le prolongement 32b et lorsque la tige pilote est introduite dans l'alésage 20b de l'arbre, la vis 60 peut être serrée à l'aide d'un long tournevis introduit par l'extrémité supérieure ouverte de l'arbre afin que le manchon 38b soit en compression axiale, subisse ainsi une expansion radiale et serre fermement l'alésage 20b. Dans ce montage, le contact par friction entre le manchon 38b et l'alésage 20b est prédéterminé et ne dépend pas de la compression axiale du ressort 40b. Cependant, le flasque 62

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de la vis 60 est de préférence sous la forme d'une rondelle séparée et, dans ce cas, la vis peut être utilisée pour l'application de la compression axiale initiale du manchon 38b ; le ressort 40, agissant ensuite sur la rondelle libre, assure une compression axiale du manchon 38b croissant progressivement lorsque l'alésoir pénètre dans la pièce. Lorsque l'alésoir traverse la pièce, la faible vitesse de rétablissement du manchon maintient les forces voulues de frottement entre le manchon et l'alésage 20b pendant un temps suffisamment long pour que la rondelle soit éjectée lentement lors de s l'allongement limité du ressort 40b.

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1 feuille dessin

Claims

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1. Arbre d'alésoir annulaire qui comporte, à son extrémité supérieure, un dispositif de montage de l'arbre sur une broche entraînée en rotation et, à son extrémité inférieure, un dispositif de montage d'un alésoir annulaire, l'arbre ayant un alésage axial qui parvient jusqu'à son extrémité inférieure, une tige pilote pointue pouvant coulisser axialement dans l'alésage et étant destinée à dépasser de l'extrémité inférieure de l'arbre afin que son extrémité pointue dépasse axialement de l'extrémité inférieure de l'alésoir, un ressort de compression placé dans l'alésage et repoussant la tige pilote axialement vers la position avancée, la tige pilote étant repoussée en retrait axialement vers l'intérieur dans l'alésage lorsque l'alésoir pénètre dans une pièce en comprimant le ressort si bien que la force de rappel appliquée sur la tige pilote est ainsi accrue, caractérisé en ce qu'il comprend un manchon de matière plastique élasti-quement déformable, mobile axialement dans l'alésage avec la tige pilote, sous l'action de la force de rappel du ressort, et un dispositif destiné à provoquer l'expansion radiale vers l'extérieur du manchon de matière plastique afin qu'il vienne coopérer étroitement par friction avec l'alésage et s'oppose à la force de rappel appliquée par le ressort à la tige pilote, si bien que cette coopération par friction empêche l'allongement libre du ressort lorsque le bord antérieur de l'alésoir parvient à la face inférieure de la pièce.

2. Arbre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon de matière plastique a une vitesse de rétablissement élastique qui est inférieure à celle du ressort de compression.

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REVENDICATIONS

3. Arbre selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif d'expansion comprend un organe tronconique placé dans l'alésage et mobile avec la tige pilote, son diamètre, à son extrémité inférieure la plus grande, étant supérieur au diamètre interne du manchon, celui-ci ayant son extrémité inférieure logée sur l'organe tronconique et prenant appui contre celui-ci, l'extrémité inférieure du ressort appuyant contre l'extrémité supérieure du manchon.

4. Arbre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'expansion radiale du manchon comprend une vis réglable placée sur la tige pilote et comprimant axialement le manchon.

5. Arbre selon la revendication 2, caractérisé en ce que le ressort applique à la tige pilote une force axiale par appui contre l'extrémité supérieure du manchon, l'autre extrémité de ce dernier et la tige pouvant se transmettre des forces axiales si bien que, lorsque le ressort se comprime progressivement du fait de la pénétration croissante de l'alésoir dans la pièce, une force axiale croissante est appliquée à l'extrémité supérieure du manchon et accroît progressivement la coopération par friction entre le manchon et l'alésage.

6. Arbre selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'extrémité inférieure du manchon est fixe axialement par rapport à la tige pilote.

7. Arbre selon la revendication 5, caractérisé en ce que la tige pilote a un épaulement dépassant radialement vers l'extérieur et contre lequel l'extrémité inférieure du manchon est en butée.

8. Arbre selon la revendication 7, caractérisé en ce que la tige pilote comprend une partie cylindrique dépassant au-dessus de l'épaulement et passant dans le manchon.

9. Arbre selon la revendication 8, caractérisé en ce que la partie cylindrique de la tige a un tronçon qui s'amincit vers l'extérieur, près de l'épaulement, afin que l'extrémité inférieure du manchon s'élargisse.

10. Arbre selon la revendication 2, caractérisé en ce que la périphérie externe du manchon a un diamètre qui diminue vers le bas près de son extrémité inférieure.

11. Arbre selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'extrémité inférieure du manchon a sa périphérie externe dont le diamètre diminue vers l'extrémité et sa périphérie interne dont le diamètre augmente vers l'extrémité.

12. Arbre selon la revendication 11, caractérisé en ce que la tige pilote dépasse vers le haut dans le manchon et a une partie dont le diamètre augmente vers le bas, cette partie de la tige pilote coopérant avec la partie périphérique interne du manchon de diamètre croissant.

13. Arbre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre externe du manchon, sur sa longueur, lorsqu'il est libre et sans contrainte, est inférieur au diamètre de l'alésage.