FR2669845A1 - Systeme d'outil d'alesage a pre-reglage submicronique de tres haute precision. - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision, doté d'un mécanisme de réduction de mouvement à vis micrométrique (30)et segment denté, lequel confère à la queue de l'outil (50) un déplacement en vue du finissage soit d'alésages borgnes, soit d'alésages traversants, comprenant essentiellement une cartouche cylindrique (10) destinée à fonctionner à grande vitesse, actionnée par une broche de machine-outil pour effectuer les opérations d'usinage de finition d'alésages de précision à l'aide d'un outil à arête unique (51), maintenant la pièce à usiner immobile en rotation, l'avance pouvant être obtenue soit par déplacement axial de la broche de l'outil d'usinage en maintenant la pièce immobile par rapport au mouvement d'avance, soit par avance axiale de la pièce à usiner, ladite avance axiale étant parallèle à l'axe géométrique de la cartouche cylindrique (10), cette dernière étant immobile par rapport au mouvement d'avance.

Description

Système d'outil d'alésage à pré-réclage submicronique de très haute

précision L'invention se rapporte à un système ou dispositif d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de-très haute précision, et, plus particulièrement, à un système ou dispositif d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique qui, lorsqu'il tourne à une vitesse très élevée et dans les limites d'un très haut degré de précision, effectue l'opération d'usinage de finition lors de l'alésage de trous borgnes et des trous traversants de très haute précision sur des pièces qui sont de préférence, mais non nécessairement,

immobiles en rotation.

Conformément à l'état de l'art actuel, pour satisfaire les exigences en matière de très haute précision, les écarts positifs ou négatifs tolérés par rapport à une dimension nominale théorique pré-établie, soit pour des composants, soit pour le pré-réglage micrométrique, ne peuvent dépasser

1 micron.

Plusieurs types de dispositifs pour le pré-réglage d'outil sont connus et d'utilisation très répandue; cependant, en général, ils sont tous construits avec des mécanismes et boutons d'actionnement agissant directement sur la queue de l'outil, ce qui ne permet pas d'obtenir une sensibilité de précision suffisante pour un réglage fin, et, de plus, ils ne sont pas tous satisfaisants sur le plan de la fidèlité de répétition du pré-réglage et ils ne comportent

pas de moyens permettant d'éliminer le jeu indésirable.

Ces insuffisances constatées à propos des dispositifs de pré-réglage classiques ne permettent pas d'effectuer un réglage micrométrique (de l'ordre de grandeur du micron) très fin et très précis de l'outil de coupe par rapport à la pièce à usiner, ce qui rend difficile et ralentit l'opération

d'usinage de finition d'alésages de haute précision.

Pour remédier aux difficultés et inconvénients susmentionnés, la présente invention vise un système d'outil à pré-réglage dans lequel, en lieu et place d'un mécanisme et d'un bouton d'actionnement agissant directement sur la queue de l'outil comme dans le cas des dispositifs de pré-réglage d'outil connus de l'art antérieur, on prévoit un bouton d'actionnement qui agit indirectement sur la queue de l'outil suivant une séquence d'étapes ou phases consécutives, de la manière qui sera expliquée plus loin. En outre, en raison de l'extrême précision avec laquelle on peut pré-régler l'arête de l'outil en agissant sur le bouton d'actionnement de l'outil d'alésage submicronique de très haute précision, il n'est plus nécessaire d'effectuer un quelconque pré-réglage supplémentaire, contrairement au cas des dispositifs d'outil

d'alésage de l'art.

Le pré-réglage de l'outil dont il est question ici se rapporte au préréglage d'une position de l'arête d'un outil rotatif, qui tourne autour d'un axe de rotation, la dimension pré-réglée étant la distance entre le point le plus éloigné ou distant sur l'arête de l'outil et l'axe géométrique autour

duquel l'outil tourne.

Un objectif principal de la présente invention est de fournir un système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique dont la conception permet d'éliminer le jeu ndésirable de tout l'assemblage, et qui met également en oeuvre un mécanisme de réduction de mouvement ou mécanisme de démultiplication de mouvement qui fait subir d'une manière indirecte à la queue de l'outil un déplacement, qui permet et assure un pré-réglage micrométrique extrêmement fin de la queue de l'outil et qui garantit un pré-réglage précis apte à être répété et entièrement fiable de l'arête de l'outil de coupe correspondant à des incréments d'un micron sur le diamètre en vue de l'usinage de finition d'alésages de très haute précision, et qui, en outre, garantit que le degré de finesse ou de précision de la lecture, c'est-à-dire l'amplitude des incréments submicroniques, puisse être obtenu grâce à une sélection faite au moment o le rapport de démultiplication est établi au stade de la conception, étant donné que l'amplitude d'incrément susmentionnée décroît en proportion inverse de l'augmentation du rapport de démultiplication. Un autre objet tout aussi important de la présente invention est de proposer un système submicronique pour outil d'alésage et pré-réglage d'outil qui offre un moyen extrêmement simple pour régler le déplacement de l'outil afin de déterminer le diamètre de l'alésage à usiner, permettant d'effectuer ce réglage en une période de temps réduite sans tâtonnements et permettant d'éliminer le jeu indésirable de telle manière qu'en permanence à chaque fois qu'un mouvement de déplacement de pièces mobiles se produit dans le mécanisme à l'intérieur du système submicronique à travers toute la chaîne cinématique, à savoir depuis la rotation d'un bouton de commande jusqu'à l'arête de l'outil, toutes les surfaces de contact de toutes les pièces impliquées qui coopèrent ensemble, c'est-à-dire couplées fonctionnellement de manière à ce que, par l'intermédiaire du déplacement des surfaces de contact mentionnées, elles glissent, les unes par rapport aux autres, avec un contact métal sur métal pour régler (effectuer et établir) la position de l'arête de l'outil, déterminant et établissant une distance qui correspond au point de l'arête de l'outil le plus éloigné par rapport à son axe géométrique de rotation de telle manière que, en raison du contact métal sur métal entre les surfaces glissantes de toutes les parties glissantes impliquées, il soit positivement garanti que ledit déplacement de pièces soit toujours exempt de mouvement perdu, de jeu indésirables et/ou d'écarts de toute nature ou valeur, ce qui est une condition fondamentale, indispensable et indiscutable à l'obtention d'un pré- réglage de très haute précision et à la garantie d'une très grande fidélité de la répétabilité du

pré-réglage dans les limites d'une très haute précision.

Ces objectifs, ainsi que d'autres objectifs et avantages de la présente invention, sont atteints grâce à un système d'outil d'alésage à préréglage submicronique doté d'un mécanisme de réduction de mouvement ou d'un mécanisme de démultiplication de mouvement, lequel confère à la queue de l'outil un déplacement en vue du finissage soit d'alésages borgnes, soit d'alésages traversants, comprenant essentiellement une cartouche cylindrique destinée à fonctionner à grande vitesse, actionnée par une broche de machine-outil pour effectuer les opérations d'usinage de finition d'alésages de précision à l'aide d'un outil à arête unique, maintenant la pièce à usiner immobile en rotation, l'avance pouvant être obtenue soit par déplacement axial de la broche de l'outil d'usinage en maintenant la pièce immobile par rapport au mouvement d'avance, soit par avance axiale de la pièce à usiner, ladite avance axiale étant parallèle à l'axe géométrique de la cartouche cylindrique, cette dernière étant immobile par rapport au mouvement d'avance. La présente invention, tant en ce qui concerne sa conception que son mode de fonctionnement, ainsi que ses objectifs et avantages, sera mieux comprise à la lumière de

la description de modes de réalisation particuliers, faite

ci-après, sans aucun caractère limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue longitudinale du système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique selon un premier mode de réalisation de l'invention, destiné de préférence au finissage d'alésages traversants;

la figure 2 est une vue longitudinale du système sub-

micronique, suivant la ligne A-A de la figure 1;

la figure 3 est une vue en coupe du système sub-

micronique selon la ligne B-B de la figure 2; la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne B-B de la figure 2, illustrant cependant une variante de conception de la queue d'outil; la figure 4 a est une vue en coupe selon la ligne C-C de la figure 4; la figure 4 b est une vue agrandie d'un détail de la figure 4; la figure 4 c est une vue en coupe agrandie d'un détail illustré sur la figure 4 b, représentant la réaction des efforts entre les différents éléments au cours des réglages de jeu dans le système submicronique; la figure 5 est une vue en coupe longitudinale du système d'outil d'alésage à pré- réglage submicronique selon un autre mode de réalisation de l'invention, destiné de préférence au finissage d'alésages borgnes; la figure 6 est une vue en coupe selon la ligne D-D de la figure 5; la figure 7 est une vue en coupe selon la ligne E-E de la figure 6; la figure 8 représente un détail du dispositif de serrage de l'outil de coupe; la figure 9 représente un autre détail du dispositif de

serrage de l'outil de coupe.

Conformément à ces figures, le système d'outil d'alésage à pré- réglage submicronique de la présente invention comprend un mécanisme réducteur de mouvement ou mécanisme de démultiplication de mouvement composé de deux segments dentés dont les dents présentent des flancs convergents, et d'une vis micrométrique qui est également utile au pré- réglage de l'outil, destiné de préférence à l'usinage de finition d'alésages traversants comme illustré sur les figures 1, 2, 3, 4, 4 a, 4 b et 4 c, et, en variante, destiné de préférence à l'usinage de finition d'alésages borgnes comme illustré sur

les figures 5, 6 et 7.

Un autre objectif de l'invention est atteint grâce à la construction prévue pour le dispositif de serrage de l'outil de coupe, illustré sur les figures 8 et 9, et décrit ultérieurement, dans lequel les possibilités de travail depuis les plus petits jusqu'aux plus grands diamètres d'usinage peuvent être davantage accrues ce qui permet d'utiliser le même dispositif pour plusieurs diamètres d'alésage. Le système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique destiné au finissage, de préférence, d'alésages traversants illustré sur les figures 1, 2, 3, 4, 4 a, 4 b et 4 c, comprend un corps principal se présentant sous la forme d'une cartouche cylindrique 10, intérieurement creuse en raison d'un alésage 1 conforme en gradins le long de son corps, dans lequel est logé le segment denté 20; une vis micrométrique , 'disposée sur le même axe géométrique que le segment denté, ladite vis micrométrique 30 étant munie d'une section externe filetée 31 à l'une de ses extrémités, qui passe librement à travers un alésage axial formé dans le segment denté 20 et est reliée à un filetage interne 21 prévu dans un manchon 24, ledit manchon 24 étant logé dans et retenu intérieurement par un prolongement 25 par l'intermédiaire d'un embout creux 26, ledit prolongement 25 étant fixé à une extrémité du segment denté 20 par le filetage 20 a; une bague qui supporte la vis micrométrique 30; un bague d'écartement 41, une bague 42 qui supporte également la vis micrométrique 30; un bouton de commande de rotation 43 qui est supporté par la vis micrométrique 30 à proximité de la seconde extrémité de cette vis micrométrique; un écrou de verrouillage 44 muni d'un goujon 44 a et d'un pion 44 b de fixation, vissé sur le filetage 32 prévu extérieurement sur la seconde extrémité de la vis micrométrique 30, et une bague de positionnement 13 logée à l'extrémité de la cartouche

cylindrique 10 et couverte par la protection 14.

En référence à la figure 3, on peut remarquer que la cartouche cylindrique 10 comprend un autre alésage 2 placé, de préférence, mais non nécessairement, à angle droit, ledit alésage 2 pouvant être incliné ou oblique par rapport à l'axe géométrique de ladite cartouche cylindrique 10, ledit alésage 2 recevant une queue d'outil 50 munie d'un outil 51 retenu

par un dispositif de serrage 55 ' sur lequel agit une vis 55.

En référence à la figure 2, le manchon 24 comporte des sections coniques mâles 24 a dans ses extrémités, qui s'adaptent dans des sections coniques femelles correspondantes 25 a et 26 a prévues intérieurement respectivement dans le prolongement 25 et dans l'embout creux 26, et il comporte également des sections 24 b, rainurées longitudinalement dans son corps des deux côtés et insérées entre elles de telle manière que les rainures partant d'une

extrémité ne passent pas à travers l'autre extrémité.

L'élimination du jeu indésirable entre le filetage de la vis micrométrique 30 et le filetage interne 21 prévu dans le manchon 24, est obtenu par serrage de l'embout creux 26 lequel, au moment de son vissage dans le filetage interne prévu dans le prolongement 25, pousse le manchon 24 entre les sections coniques femelles 25 a et 26 a, ce qui a pour effet, lorsque l'on agit sur la section conique mâle 24 a et en association avec les sections rainurées 24 b, d'imposer une contraction entraînant une diminution élastique du diamètre externe du manchon 24, et, par conséquent, fait également diminuer le diamètre du filetage interne 21 qui est en prise avec le filetage de la vis micrométrique 30 jusqu'à ce que le jeu entre lesdits filetages soit entièrement éliminé, tout en permettant, cependant, une rotation uniforme de la vis

micrométrique.

Un axe 27 fixé radialement dans le prolongement 25 et dont l'extrémité libre est ajustée dans l'une des sections rainurées 24 b prévues dans le manchon 24, empêche la rotation

dudit manchon 24 par rapport audit prolongement 25.

Dans le plus grand diamètre présenté par l'alésage longitudinal 3 de la cartouche cylindrique 10, sont logés, sans jeu, la bague 40, la bague d'écartement 41 et la bague 42 constituant le système de paliers sur lequel la vis micrométrique 30 tourne et est supportée radialement et axialement, lesdites bagues 40, 41 et 42 étant fixées par des vis 45 qui traversent ces dernières et sont vissées dans la

paroi arrière qui définit la longueur de l'alésage 3.

De cette manière, la bague 40 et la bague 42 jouent le rôle de palier radial pour la vis micrométrique 30 dans sa partie médiane, le palier de support, dans la direction radiale, jouant le rôle de palier sans jeu de la partie 33 de la vis micrométrique 30 dans l'alésage correspondant de la bague 40, le palier de butée, dans la direction axiale, étant constitué par les faces voisines des bagues 40 et 42 qui sont écartées l'une de l'autre par la bague d'écartement 41, retenant le collier 35 de la vis micrométrique 30 entre les sections 33 et 34, supprimant donc tout jeu axial de ladite

vis micrométrique 30.

La vis micrométrique 30 comprend à son extrémité externe par rapport à la cartouche cylindrique 10, un siège conique 36 de diamètre décroissant vers l'extrémité externe de ladite vis micrométrique 30, le bouton 43 étant relié solidairement audit siège conique 36, ce qui permet son positionnement axial et radial, ledit positionnement étant effectué par serrage de l'écrou de verrouillage 44 lequel, à son tour, est maintenu en place ou verrouillé par le filetage 32 de la vis micrométrique 30 par l'intermédiaire du goujon 44 a et du pion 44 b, ces derniers étant réalisés en laiton ou tout autre matériau de dureté moindre apte à assurer un verrouillage

correct sans endommager les filets du filetage 32.

Comme le montre la figure 1, à l'extérieur et à la périphérie du bouton de commande de rotation 43, au niveau du bord adjacent à la cartouche cylindrique 10, est gravée une échelle graduée 43 a comportant des lignes équidistantes gravées servant de moyen de lecture du déplacement de l'outil 51 lorsque le bouton 43 est tourné à la main, un index ou point 43 b de référence étant gravé au niveau du couvercle de

protection 14 adjacent à l'échelle graduée mentionnée 43 a.

Avec ce type d'acouplement conique entre la vis micrométrique 30 et le bouton 43, à savoir l'accouplement du bouton 43 avec le siège conique 36, il est possible d'effectuer de façon sélective la mise à zéro, de l'échelle graduée 43 a par rapport à l'index 43 b pour établir une certaine position de l'arête de l'outil 51 par rapport au centre géométrique de la cartouche cylindrique 10 afin que le

zéro de l'échelle graduée 43 a coïncide avec l'index 43 b.

Après mise à zéro, le bouton de commande de rotation 43 est maintenu en place dans le siege conique 36 par l'intermédiaire de l'écrou de verrouillage 44, une fois que ledit bouton 43 est uni solidairement à la vis micrométrique 30. On se réfère de nouveau à la figure 2 sur laquelle on voit qu'en faisant tourner à la main le bouton de commande de rotation 43 et, en conséquence, la vis micrométrique 30, la section filetée 31 de cette dernière, qui est engagée dans le filetage interne 21 du manchon 24, entraîne le coulissement axial du segment denté 20 le long de l'alésage 1 de la cartouche cylindrique 10, ce coulissement pouvant être effectué sélectivement dans les deux directions indiquées par les flèches X et Y, en fonction du sens de rotation du bouton 43. On peut voir sur les figures 2 et 3 qu'avec le coulissement axial du segment denté 20, par rapport à la cartouche cylindrique 10, un mouvement de déplacement radial est conféré à la queue d'outil 50 par l'intermédiaire d'un mécanisme de démultiplication de mouvement, défini par la denture 22 à peu près à la manière d'une crémaillère, prévue extérieurement sur le segment denté 20 dans un plan sécant à son corps cylindrique, ladite denture 22 étant formée longitudinalement et présentant une légère inclinaison a par rapport à son axe géométrique, ses dents 22 s'engrenant sans aucun jeu, de façon coulissante, dans des dents correspondantes 52 prévues dans un plan sécant du corps

cylindrique de la queue d'outil 50.

En référence aux figures 1 et 2, afin d'engendrer un incrément dans la profondeur de coupe, c'est-à-dire un déplacement radial de la queue d'outil 50, le bouton de commande de rotation 43 est tourné à la main dans le sens de la flèche I de façon à ce que la section filetée 31 entraîne un déplacement axial dans le segment denté 20, dans le sens de la flèche X, et la denture 22, étant légèrement inclinée et en contact étroit avec les dents 52 de la queue d'outil 50, entraîne le déplacement radial de ladite queue d'outil 50 par rapport à la cartouche cylindrique 10 dans le sens de la flèche Z De la même manière, le retrait de la queue d'outil , à savoir son déplacement dans le sens de la flèche W, est effectué par rotation du bouton de commande 43 dans le sens de la flèche R. Comme le montre la figure 3, pour assurer un déplacement précis et garantir une position stable de la queue d'outil 50 par rapport à la cartouche cylindrique 10, il est prévu un système d'élimination de jeu élastique 60 muni d'un ressort 61 logé dans un orifice 53 prévu dans le corps de la queue d'outil 50, de sorte qu'une extrémité dudit ressort 61 agisse sur l'extrémité interne d'un goujon 62 vissée dans l'entrée de l'orifice 53 et que l'autre extrémité dudit ressort agisse sur l'extrémité 63 a d'un goujon 63 vissée dans un orifice 4 prévu dans le corps de la cartouche cylindrique 10, l'extrémité 63 a du goujon 63 pénétrant dans l'orifice 53 au travers de l'ouverture 54 prévue dans le corps de la queue d'outil 50 De cette manière, le ressort 61 agit sur le goujon 62 et réagit au niveau de l'extrémité 63 a du goujon 63, exerçant ainsi constamment une force sur la queue d'outil dans la direction de la flèche W. En conséquence, le système submicronique décrit peut être couplé soit directement à la broche principale de la machine et/ou couplé à un prolongement de la queue dans le cas de l'usinage d'alésages profonds, ce prolongement de la

queue étant relié à la broche de la machine.

Comme le montrent les figures 1 et 2, lorsque le dispositif est relié au prolongement 70 de la queue, l'extrémité de couplage de la cartouche cylindrique 10 présente une section rétrécie comportant une partie filetée et une partie de centrage 6. En conséquence, la cartouche cylindrique 10 est fixée sur le prolongement 70 de la queue par vissage de la partie filetée 5 dans la partie filetée interne correspondante 71 dudit prolongement 70 de la queue, le serrage étant obtenu lorsque la face extrême 72 du prolongement 70 de la queue appuie contre la face 7 définie à cette extrémité de la

cartouche cylindrique 10.

Le centrage et l'alignement correct de la cartouche cylindrique 10 par rapport au prolongement 70 de la queue sont obtenus en ajustant avec précision la partie de centrage 6, parfaitement concentrique à l'axe géométrique de la cartouche cylindrique 10, dans un alésage correspondant ménagé, à l'intérieur du prolongement 70 de la queue, il également parfaitement concentrique à l'axe géométrique dudit prolongement 70 de la queue, et en mettant la face extrême 72 de ce dernier en appui contre la face extrême 7 perpendiculairement à l'axe longitudinal des -la cartouche cylindrique 10. Lors de l'usinage d'alésages profonds et lorsque le système submicronique reste immobile relativement au mouvement d'avance, le siège 37 qui est concentrique dans l'extrémité libre de la vis micrométrique 30, permet au dispositif de reposer sur la contre-poupée 73 de la machine, éliminant entièrement tout porte-à-faux et assurant en outre la rigidité du dispositif, ce qui est une condition

importante pour l'usinage de précision.

La contre-poupée 73, même si elle est équipée d'une pointe vive, peut engendrer une légère résistance en raison d'un frottement au niveau du cône du siège 37, la vis micrométrique 30 ayant tendance à tourner par rapport à la cartouche cylindrique 10, ce qui pourrait modifier

accidentellement la distance radiale pré-réglée GF-EG, GF'-

EG' pendant l'usinage Pour éviter toute altération accidentelle de la distance pré-réglée GF-EG, GF'-EG', le bouton de commande 43 est doté d'une denture à cliquet 43 c dans sa face voisine de la face extrême de la cartouche cylindrique 10, ces dents étant reliées à la denture à cliquet 13 a prévue au niveau de la face de la bague de positionnement chargée par ressort 13, cette dernière étant logée de façon coulissante à l'extrémité de la cartouche cylindrique 10, en étant repoussée contre la denture à cliquet 43 c par des ressorts chargés 15, et retenue radialement par l'axe 16 qui empêche la rotation de ladite

bague 13 par rapport à la cartouche cylindrique 10.

Lorsque le bouton de commande 43 est tourné à la main, l'action tournante de la denture à cliquet 53 c, dont le profil des dents est taillé avec des flancs convergeant en direction du sommet des dents, agissant dans la denture à cliquet 13 a, dont le profil des dents est également taillé avec des flancs convergeant en direction du sommet des dents, fait se déplacer la bague 13 dans la direction de la flèche 13 b (figure 2), ce qui désengage les dentures à cliquet 43 c et 13 a Lesdites dentures à cliquet 43 c et 13 a présentant un nombre de dents égal au double ou à un multiple quelconque du nombre de divisions de l'échelle graduée 43 a, assurent, lorsque les dentures à cliquet sont de nouveau reliées à des dentures à cliquet placées à la suite, sur le déplacement radial maximal du bouton de commande de rotation 43 est égal à la moitié ou à un sous-multiple quelconque de la valeur lue

entre deux traits adjacents de l'échelle graduée 43 a.

Tenant compte du fait que le système submicronique est utile pour l'usinage de très grande précision qui exige un très faible niveau de vibration pendant le fonctionnement, et du fait que le système submicronique fonctionne à des vitesses très élevées, la cartouche cylindrique 10 est dotée d'un système d'équilibrage pour équilibrer les masses en rotation, comme illustré sur la figure 3, ledit système comprenant, à titre illustratif et non limitatif, deux blocs et 81 logés dans la fente 8 prévue au milieu de la cartouche cylindrique 10 et située dans un plan sécant parallèle par rapport à l'axe géométrique de l'alésage 2, lesdits blocs 80 et 81 étant dotés d'ouvertures allongées 82, qui peuvent être traversées par des vis de fixation 83 permettant le déplacement, le positionnement et la fixation des blocs 80 et 81 dans la fente 8 pendant l'opération d'équilibrage Même si la figure 4 ne l'illustre pas, ledit système d'équilibrage s'applique également à la variante de réalisation représentée sur cette figure et décrite par la suite. Le corps de la cartouche cylindrique 10 comprend également à sa périphérie, en position sécante mais sensiblement perpendiculairement à l'alésage 2, une fente arrondie 9 qui fournit un espace de réception pour la vis 55 qui serre la pointe 51 de l'outil sur la queue 50 de l'outil

comme l'illustrent les figures 1 et 3.

Les figures 4, 4 a, 4 b et 4 c illustrent une variante de réalisation du système submicronique destiné de préférence, à l'usinage de finition d'alésages traversants Comme l'illustre la figure 4 b, l'élimination du jeu indésirable entre les dents 22, prévues sur le segment denté 20, et les dents 52 ', prévues sur la queue 50 ' de l'outil, est assurée d'une manière positive, c'est-à-dire que les dents 22 et 52 ' agissent les unes contre les autres de manière forcée, grâce au réglage d'un plongeur denté 90 logé avec précision et apte à coulisser dans l'alésage axial 53 ' ménagé à l'intérieur du corps de la queue 50 ' de l'outil, ledit plongeur denté 90 étant muni de dents ou d'une denture 91 dans le même plan que celui des dents 52 ' de la queue 50 ' de l'outil et actionnant

les dents ou la denture 22 du segment denté 20.

L'élimination du jeu indésirable entre les dents, illustrées schématiquement sur la figure 4 b, est effectuée par le réglage d'un goujon 92, qui est vissé dans un filetage interne prévu dans la queue 50 ' de l'outil, le réglage du goujon 92 déplaçant le plongeur denté 90 par rapport à la queue 50 ' de l'outil dans le sens de la flèche 93, ce qui a pour effet de mettre les flancs 94 des dents 52 ' de la queue 50 ' de l'outil en appui contre les flancs 22 a des dents 22 du segment denté 20, et les flancs 95 des dents 91 du plongeur denté 90 en appui contre les flancs 22 b des dents 22 du

segment denté 20.

Une fois le réglage effectué par l'intermédiaire du goujon 92 de sorte que les flancs des dents soient mis en contact, métal sur métal, sans aucun jeu entre eux, mais tout en permettant un coulissement sans à- coups du segment denté et de la queue 50 ' de l'outil, le goujon 92 est verrouillé

par serrage de l'embout de verrouillage 96.

Vu l'ensemble des pièces 20, 90, 50 ' et 92, illustrées sur les figures 4, 4 a et 4 b, et comme on l'a déjà expliqué, le fait de déplacer le goujon 92 vers l'avant en le faisant tourner à l'intérieur de la queue 50 ' a pour effet de pousser également vers l'avant le plongeur denté 90 en l'obligeant à se déplacer dans la direction indiquée par la flèche 93 et tandis que le corps dans lequel ledit goujon 92 tourne, le corps de la queue 50 ' de l'outil, est simultanément forcé ou poussé à se déplacer dans la direction indiquée par la flèche 93 a, c'est-à-dire dans la direction opposée à celle du

déplacement du plongeur denté 90.

Selon la figure 4 b, le mouvement relatif dans des directions opposées des deux pièces 90 et 50 ', dont les dents à savoir, respectivement, les dents 52 ' de la queue 50 ' de l'outil et les dents 91 du plongeur denté 90, agissent sur les flancs opposés 22 a et 22 b des dents 22 du segment denté , le profil spécial des flancs des dents étant tel que les flancs ne sont pas parallèles, mais convergents, étant précisé qu'ils peuvent avoir une forme prismatique - triangulaire ou la forme d'un profil à développante ouune forme dans laquelle les flancs peuvent présenter des profils inégaux, ou encore toute autre forme tant que l'épaisseur des dents diminue lorsque le profil approché la ligne de convergence au sommet des dents, entraîne le retrait ou la rétraction du segment denté 20 dans la direction indiquée par la flèche 100 et le retrait ou la rétraction des pièces 90 et ' dans la direction des flèches 101 et 102, respectivement, ce retrait des pièces 90 et 50 ' s'effectuant dans la

direction opposée à celle du retrait du segment denté 20.

En référence à la figure 4, lesdites pièces 20 et 50 ' étant logées de façon coulissante dans des alésages appropriés ménagés dans la cartouche cylindrique 10 et le plongeur denté 90 étant logé, également de façon coulissante, dans l'alésage axial 53 ' de la queue 50 ' de l'outil, le mouvement de retrait cessera lorsque tous les jeux auront été éliminés, non seulement entre les dents inclinées, mais également, d'un côté, entre le segment denté 20 et la cartouche cylindrique 10 et, de l'autre côté, entre le plongeur denté 90 et la queue 50 ' de l'outil, contre laquelle le plongeur denté 90 est poussé sous l'action des dents inclinées et enfin, lorsque tous les jeux auront également été éliminés entre la queue 50 ' et la cartouche cylindrique 10, contre laquelle la queue 50 ' de l'outil est poussée soit par les dents inclinées, soit par l'effet de réaction du

plongeur denté 90 sur la queue 50 ' de l'outil.

Au moment o un déplacement du segment denté 20 et de la queue 50 ' de l'outil est atteint dans une condition de coulissement métal sur métal, avec un jeu nul et une interférence nulle, une condition d'empêchement absolu de tout déplacement angulaire du segment denté 20 par rapport à la cartouche cylindrique 10 est établie, étant donné que le contact d'appui au niveau des flancs opposés 22 a et 22 b des dents du segment denté 20 dans sa partie externe forme avec le centre (l'axe) de la vis micrométrique 30, des triangles rectangles A-B-C et D-B-C, illustrés sur la figure 4 c, o, au niveau des points A et D des hypoténuses A-B et D-B, lesdites dents du segment denté 20 sont en contact métal sur métal aux points E et F des dents correspondantes 91, 52 ' du plongeur denté 90 et de la queue 50 ' de l'outil, ce qui empêche un mouvement angulaire de quelque nature ou grandeur que ce soit du segment denté 20 même si, au niveau du logement de l'alésage 1 o le segment denté 20 coulisse dans ledit alésage 1 de la cartouche 10, la forme géométrique de la périphérie, à savoir la configuration de la section transversale du segment denté 20 ainsi que la forme géométrique correspondante à l'endroit o le segment denté 20 est reçu dans l'alésage 1 perpendiculaire à l'axe de coulissement, correspondent à un cercle parfait et parce que le segment denté 20 a un plan plat sécant et parallèle à l'axe dudit segment denté 20 et parce que ledit plan sécant porte sur un plan plat et parallèle sur la queue 50 ' de

l'outil et le plongeur denté 90.

En référence aux figures 2, 3 et 4 b, l'action coulissante, entièrement exempte de jeu, de la queue 50, 50 ' de l'outil et du segment denté 20 au niveau des alésages 2 et 1, respectivement, l'action coulissante également totalement exempte de tout jeu entre les flancs des dents 22, 52 ou 22, 52 ' et 91, la rotation de la vis micrométrique 30 totalement exempte de jeu au niveau du filetage interne 21 et totalement exempte de jeu axial, étant donné que les faces adjacentes des bagues 40 et 42 qui sont séparées par la bague d'écartement 41 retiennent le collier 35 de la vis micrométrique 30 entre les parties 33 et 34, empêchent un quelconque jeu axial de ladite vis micrométrique 30 et, en fin de compte, du système comprenant tous les composants mis en jeu et engagés afin de faire en sorte que la distance radiale pré-réglée GF-EG, comme le montre la figure 4, soit maintenue avec précision dans les limites du micron, ce qui garantit, pour toutes les pièces mobiles, un déplacement exempt de tout jeu, ce qui garantit également la stabilité de la position de l'arête de l'outil 51, d'une manière garantissant la précision, dans les limites du millième de millimètre ou du millionième de mètre (>m), de la distance radiale GF-EG, allant du point le plus éloigné de l'arête de l'outil jusqu'à l'axe géométrique de la cartouche cylindrique , autour duquel, pour une révolution de 360 , la fidélité de la précision est assurée positivement de manière

constante, jusqu'à ce que l'usure de l'outil se produise.

Le système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique, selon une variante de réalisation de l'invention, destinée de préférence, à l'usinage de finition d'alésages borgnes, comme illustré sur les figures 5, 6 et 7, se compose essentiellement d'une cartouche cylindrique 10 ', d'une queue 50 " d'outil, d'un segment denté 20 ', d'un manchon 24 ', d'une vis micrométrique 30 ', ces derniers composants ', 24 ' et 30 ' étant disposés sur un axe géométrique commun, d'une bague 40 ' et d'une bague d'écartement 41 ' qui jouent le rôle de palier pour la vis micrométrique 30 ', et d'un cadran gradué 43 ' monté sur la vis micrométrique 30 ' par

l'intermédiaire d'une vis à molette 44 '.

La cartouche cylindrique 10 ' est munie de deux sièges 1 ' et 2 ' présentant des sections adjacentes sensiblement triangulaires, placés perpendiculairement l'un par rapport à l'autre et tous deux inclinés par rapport à l'axe géométrique de rotation de la cartouche cylindrique 10 ', selon des angles

B' et B, comme illustré sur la figure 5.

Selon la figure 6, dans le siège 2 ', est logée une queue " d'outil apte à coulisser, présentant une section transversale de forme triangulaire, dont l'une des faces comporte des dents 52 " et dont l'une des extrémités porte

l'outil de coupe 51 '.

Dans le siège 1 ', est logé, de façon coulissante, le segment denté 20 ', dont la section transversale présente également une forme triangulaire, le segment denté comportant, sur l'une de ses faces, des dents 22 ' qui s'accouplent, de façon coulissante, avec les dents 52 " que

comporte la queue 50 " de l'outil.

Comme le montre la figure 5, à l'intérieur du segment denté 20 ', est logé un manchon 24 ' retenu par un embout creux 26 ', ledit manchon 24 ' comportant un filetage interne 21 ' par lequel il est relié à l'extrémité filetée 31 ' de la vis micrométrique 30 ' dont l'autre extrémité, comportant un diamètre agrandi sous la forme d'un collier 35 ' avec un diamètre de centrage 33 ' et une saillie de centrage 34 ', la saillie de centrage 34 ' étant solidaire de la vis micrométrique 30 ', est supportée radialement et axialement par les bagues de centrage 40 ' et 41 ' qui sont fixées par l'intermédiaire de vis 45 ' sur une face inclinée 12 ' prévue à l'extrémité de la cartouche cylindrique 10 ' et placée à

angle droit par rapport au siège 1 '.

Le manchon 24 ' a la forme d'un baril dont les deux extrémités coniques présentent un diamètre diminuant progressivement en direction des extrémités, lesdites extrémités coniques 24 a' s'adaptant dans des parties coniques femelles correspondantes 20 a' et 26 a' prévues à l'intérieur du segment denté 20 ' et de l'embout creux 26 ', respectivement, et il comporte également des sections rainurées 24 b', découpées longitudinalement dans son corps, des deux côtés, et insérées entre elles de telle manière que chaque fente partant d'une extrémité ne débouche pas sur

l'autre extrémité.

La suppression du jeu entre le filetage mâle de la vis micrométrique 30 ' et le filetage femelle 21 ' prévu dans le manchon 24 ', s'effectue par serrage de l'embout creux 26 ', lequel, lorsqu'il est entraîné en rotation dans un filetage interne prévu dans le segment denté 20 ', appuie sur le manchon 24 ' entre les parties coniques femelles 20 a' et 26 a', lesquelles lorsqu'elles agissent sur la section conique mâle 24 a' et en coopération avec les sections rainurées 24 b', imposent une contraction entraînant une diminution élastique du diamètre externe du manchon 24 ' et, en conséquence, une diminution, également, du diamètre du filetage femelle 21 ' avec lequel s'engage le filetage de la vis micrométrique 30 ' jusqu'à ce que le jeu entre lesdits filetages soit entièrement éliminé tout en permettant, cependant, la

rotation sans à-coups de la vis micrométrique 30 '.

L'axe 27 ' fixé radialement au segment denté 20 ', et dont l'extrémité libre est ajustée dans l'une des sections rainurées 24 b' prévues dans le manchon 24 ', empêche la

rotation du manchon 24 ' par rapport audit segment denté 20 '.

L'appui à l'extrémité de la vis micrométrique 30 ' est assuré radialement par le montage sans jeu du diamètre de centrage 33 ' dans l'alésage de la bague 41 ', et axialement en retenant, sans jeu, le collier 35 ' entre la face 41 " de la bague 41 ' et la face inclinée 12 ', cette dernière étant prévue à l'extrémité de la cartouche cylindrique 10 ', la bague 40 ' jouant le rôle de bague d'écartement entre lesdites faces 41 " et 12 ' L'opération d'ajustement du diamètre de centrage 33 ' dans l'alésage de la bague 41 ' et l'opération de maintien du collier 35 ' entre les faces 12 ' et 41 " sont toutes deux effectuées sans aucun jeu mais, toutefois, d'une manière permettant la rotation sans à-coups de la vis micrométrique 30 ' par l'intermédiaire de la vis à molette 44 '. Au niveau de la saillie de centrage 34 ' prévue à l'extrémité de la vis micrométrique 30 ', est centré le cadran gradué 43 ', fixé par la vis à molette 44 ' laquelle, outre son rôle de fixation dudit cadran 43 ', sert également de bouton pour effectuer la rotation de la vis micrométrique 30 ' Une fois que la vis à molette 44 ' est serrée, le cadran gradué 43 ' et ladite vis à molette 44 ' sont unis solidairement à la

vis micrométrique 30 '.

En faisant tourner la vis micrométrique 30 ' dans le sens horaire ou dans le sens anti-horaire, par actionnement manuel de la vis à molette 44 ', l'extrémité filetée du filetage 31 ' de ladite vis micrométrique 30 ' qui est reliée au filetage interne 21 ' -prévu dans le manchon 24 ', a pour effet de déplacer le segment denté 20 ' dans la direction indiquée par

la flèche X' ou dans la direction indiquée par la flèche Y'.

Les dents 52 " prévues sur la queue 50 " de l'outil et les dents 22 ' prévues sur le segment denté 20 ' sont en prise les unes avec les autres et sont taillées suivant un léger angle d'inclinaison a par rapport à la section longitudinale du segment denté 20 ', de telle manière que, lors du déplacement dudit segment denté 20 ' dans la direction indiquée par les flèches X', Y', l'action exercée en raison de l'inclinaison " des dents 52 " et 22 ' entraîne un déplacement de la queue 50 " de l'outil dans la direction indiquée par les flèches Z', W', éloignant ou approchant indirectement l'arête de l'outil 51 ' de ou vers l'axe géométrique de rotation de la cartouche cylindrique 10 ' dans la direction indiquée par les flèches K, L, ce qui donne lieu à un incrément ou à un décrément qui correspond à une augmentation ou à une diminution de la

profondeur de coupe.

Dans la configuration spéciale de la section transversale de la queue 50 " de l'outil et du segment denté ', dont les profils particuliers des flancs opposés à la face munie des dents ne sont pas parallèles entre eux mais convergents, la section transversale peut présenter une forme triangulaire comme illustré sur les figures 6 et 7, ou un profil à développante ou une forme selon laquelle les flancs présentent des profils inégaux ou même toute autre forme, à condition que la distance entre les flancs de la section transversale, mesurée parallèlement au plan denté, diminue, la mesure étant faite suivant des lignes parallèles approchant progressivement le point de convergence à l'opposé de la face munie de dents du segment denté 20 ' et de la queue 50 " de l'outil, respectivement, et la configuration de dents à flancs inclinés des deux dentures, 52 " et 22 ', peut avoir la forme d'un prisme triangulaire ou la forme d'un profil à développante ou une forme suivant laquelle les flancs présentent des profil inégaux, ou encore toute autre forme suivant laquelle l'épaisseur des dents diminue au fur et à mesure que le profil approche le point de convergence au niveau du sommet de la dent, ce qui permet que, lorsque le segment denté 20 ' a été entraîné par l'intermédiaire de deux goujons 62 ', chacun appuyant sur un ressort Belleville (ressort à disque) 61 ' agissant sur la face 23 ' dudit segment denté 20 ', tous les jeux sont totalement et intégralement éliminés entre la queue 50 " de l'outil et son guide dans le siège 2 ', et également entre le segment denté 20 ' et son guide dans le siège 1 ', ainsi qu'entre les flancs des dents 52 " et 22 ', dans une mesure telle que le coulissement de la queue 50 " de l'outil, le coulissement du segment denté 20 ' et le coulissement des dents 52 " sur les dents 22 ' se font selon un contact métal sur métal, sans jeu de quelque nature ou grandeur que ce soit, aussi infiniment petit qu'il puisse être, et sans bloquer ni gêner ledit mouvement de coulissement de la queue 50 " de l'outil et du segment denté

20 ', qui doit se produire sous l'effet de la rotation sans à-

coups de la vis micrométrique 30 '.

Une fois que les goujons 62 ' sont ajustés avec une charge correcte sur les ressorts Belleville (ressorts à disque) 61 ', ces ressorts emmagasinent suffisamment d'énergie pour éliminer tout jeu mentionné ci-dessus et pour agir en tant qu'éléments à auto-réglage dans le cas d'une légère usure qui pourrait se produire, après un long temps d'utilisation, au niveau des surfaces glissantes et de leurs sièges respectifs, ainsi qu'au niveau des flancs des dents 52 " et 22 ' Après ajustement, les goujonss 62 ' sont

verrouillés par le serrage de l'embout de verrouillage 60 '.

L'action de coulissement sans jeu de la queue 50 " de l'outil et du segment denté 20 ' dans les sièges 2 ' et 1 ', respectivement, l'action de coulissement, également totalement exempte de tout jeu indésirable entre les flancs des dents 52 " et 22 ', la rotation de la vis micrométrique 30 ' sans jeu dans le filetage interne 21 et sans jeu axial dans le palier formé par la face inclinée 12 ' (prévue dans la cartouche cylindrique 10 ') et la face 41 " de la bague 41 ', garantissent la stabilité de la position de l'arête de l'outil 51, si bien que la distance radiale GF-EG, GF'-EG' (figure 5) est assurée dans les limites du micron (pm), ladite distance radiale GF-EG, GF'-EG', étant mesurée depuis le point le plus éloigné de l'arête de l'outil jusqu'à l'axe géométrique de la cartouche cylindrique 10 ', autour duquel, pour une révolution de 360 de l'outil, la répétitivité de la précision est assurée d'une manière fidèle, jusqu'à ce que se

produise l'usure de l'outil.

Toujours en référence à la figure 5, à chaque fraction de révolution de la vis micrométrique 30 ' correspond un déplacement du segment denté 20 ' dans une direction parallèle à l'axe de ladite vis micrométrique 30 ', qui est fonction du

pas du filetage de cette dernière.

Par ailleurs, à chaque déplacement du segment denté 20 ' le long de son axe géométrique correspond un déplacement de la queue 50 " de l'outil, également le long de son axe géométrique, qui est fonction de l'angle d'inclinaison a des dents 52 " et 22 ' par rapport à l'axe géométrique du segment

denté 20 '.

De même, le déplacement de la queue 50 " de l'outil consiste en un déplacement axial le long de l'axe géométrique de la cartouche cylindrique 10 ' d'une valeur limitée, et en un déplacement radial qui détermine la variation de rayon GF'-EG' et, en conséquence, la variation de diamètre obtenue avec le réglage Un tel déplacement radial est fonction dudit déplacement de la queue 50 " de l'outil et d'un angle B que l'axe de coulissement de la queue 50 " de l'outil forme avec l'axe de rotation de la cartouche cylindrique 10 ', ou d'un angle B' que l'axe de coulissement du segment denté 20 ' forme

avec l'axe de rotation de la cartouche cylindrique 10 '.

Pour résumer et analyser chronologiquement le degré de finesse de lecture dans des dispositifs micrométriques,soit pour des alésages traversants, soit pour des alésages borgnes, on peut conclure que ledit degré de finesse de lecture des dispositifs dépend essentiellement de la combinaison de deux effets engendrés par deux systèmes de réduction de mouvement ou démultiplicateurs constituant la combinaison susmentionnée des deux effets, également mentionnés, en un troisième et dernier effet. Le premier effet est le déplacement du segment denté 20, ' dans la direction de l'axe de ladite vis micrométrique , 30 ' obtenu à partir d'un tour complet sur le cadran gradué 43, 43 ' et, en conséquence, sur la vis micrométrique 30, 30 ', qui peut être mathématiquement représenté par un quotient QI qui est défini comme étant le rapport entre le déplacement du segment denté 20, 20 ' par rotation de la vis micrométrique 30, 30 ' (en raison de son filetage) et le nombre de divisions ou trait du cadran gradué 43, 43 ' Il convient de noter que le déplacement du segment denté 20, 20 ' confère simultanément un certain déplacement à la queue 50, ', 50 " de l'outil, comme décrit et représenté

mathématiquement ci-après juste après l'exemple "a".

A titre d'exemple "a", si le segment denté 20, 20 ' se déplace de 0, 5 mm à chaque rotation complète du cadran gradué 43, 43 ', ce qui est fonction du pas de filetage de la vis micrométrique 30, 30 ', à savoir 0, 5 mm/rotation et que ledit cadran gradué 43, 43 ' comporte cinquante ( 50) divisions ou traits, ceci donnera lieu à une lecture du déplacement conféré au segment denté 20,20 ' de 0,Olmm, à savoir un centième de millimètre pour chaque division (trait) du cadran

gradué 43, 43 ', et, en conséquence, QI= 0,5/50 = 0,Olmm/ligne.

Le second effet peut être représenté mathématiquement par le quotient QII, qui est le rapport entre le degré de déplacement du segment denté 20, 20 ' et le degré de déplacement radial produit par ce déplacement sur la queue , 50 ',50 " de l'outil et, en conséquence, sur la pointe 51, 51 ' de l'outil, ledit quotient QII étant fonction des angles a, B et B' et défini comme étant le rapport de

démultiplication du système amélioré ou perfectionné.

A titre de second exemple "b", si le déplacement du segment denté 20, 20 ' est de 0,Olmm pour chaque division (trait) du cadran gradué 43, 43 ' et si le déplacement radial conféré à la queue 50, 50 ', 50 " de l'outil est de, par exemple, 0,0005 mm pour chaque division (trait), le rapport de démultiplication est représenté par l'expression 0,01/0,0005 = 20 ou 1:20, c'est-à-dire que le déplacement radial de la pointe 51, 51 ' de l'outil est plus petit que le déplacement du segment denté 20, 20 ' d'un nombre de fois égal au rapport

de démultiplication.

Les angles B et B' sont déterminés cas par cas lors de la conception du système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique; en conséquence, pour chaque application dans laquelle B et 3 ' sont déterminés, le rapport de

démultiplication est exclusivement fonction de l'angle a.

Ceci signifie qu'en faisant varier l'angle a conformément au rapport mathématique qui le lie à d'autres paramètres, tout rapport de démultiplication peut être obtenu; autrement dit, un degré donné de déplacement du segment denté 20,20 ' engendre un déplacement radial de la queue 50, 50 ', 50 " de l'outil dans une proportion plus ou moins grande de celui du déplacement du segment denté 20,20 ',

suivant la valeur qui aura été établie pour l'angle a.

Ledit rapport de démultiplication a été appelé ainsi car il représente le raffinement de ce système dû à l'effet de démultiplication, à savoir le rapport entre la variation qui peut être obtenue dans la distance GF-EG, GF'-EG' et la variation de la position axiale du segment denté 20, 20 ' Il faut rappeler que le raffinement de la résolution est

également dû au rapport de démultiplication.

Un troisième et dernier effet lequel, en d'autres termes, concerne le déplacement radial correct imparti à la queue 50, 50 ',50 ' de l'outil et à la pointe 51, 51 ' de l'outil, obtenu par la rotation du cadran gradué 43, 43 ' et, en conséquence, de la vis micrométrique 30, 30 ', est une combinaison des deux effets décrits précédemment, qui peut être représentée mathématiquement par un quotient QIII qui

est le rapport entre les quotients QI et QII.

En tant que dernier exemple, "c", si QI = 0,5/50 = 0,Olmm/trait et si QII = 0,01/0,0005 = 20, le quotient QIII sera: QI/QII = 0,01/20 = 0,0005 mm /trait, ce qui représente

la résolution finale du système.

Si l'on considère que le système submicronique objet de la présente invention est destiné à l'usinage de finition d'alésages de très grande précision, permettant un réglage fin de l'outil, c'est-à-dire permettant un déplacement micrométrique très fin de la queue 50, 50 ',50 " de l'outil pour une certaine lecture du cadran gradué, aussi bien dans la version destinée à la finition d'alésages traversants des figures 1, 2, 3, 4, 4 a et 4 b que dans la version destinée à l'usinage d'alésages borgnes, illustrée sur les figures 5, 6 et 7, l'amplitude du champ d'usinage U est comprise entre le plus petit et le plus grand diamètres usinables comme illustré sur la figure 8, étant donné que ladite amplitude du champ d'usinage dépend de la course maximale permise de la queue 50, 50 ',50 " de l'outil, due à l'angle " d'inclinaison

des dents suivant le degré de précision requis.

En référence aux figures 8 et 9, pour augmenter l'amplitude du champ d'usinage U entre les diamètres usinables minimal et maximal, en utilisant un même système submicronique, il est prévu un système pour serrer l'outil de coupe 51, 51 ' dans lequel ledit outil 51, 51 ' est logé dans un support 130 en forme de "L", avec une certaine cote M sur son côté arrière, ce qui permet l'usinage d'alésages de diamètres compris entre d et d', lequel, une fois remplacé par un autre support 131 (voir figure 9), permet l'usinage d'alésages de diamètres compris entre d' et d" dans le champ d'usinage V, en ré-utilisant la plage d'avance permise par la queue 50, 50 ', 50 " de l'outil, etc, et en utilisant

ensuite des supports en forme de "L" plus longs.

La différence entre les cotes M et M' étant légèrement inférieure à la course maximale permise par la queue 50, 50 ', " de l'outil, ceci permet l'usinage de tout diamètre d'alésage compris entre d et dl, en remplaçant simplement le

support 130 par le support 131.

Plusieurs supports pour lesquels la différence entre M et M' est ajoutée à chaque nouveau support, permet de répéter plusieurs fois l'agrandissement du champ d'usinage U. En outre, il est important de noter que les déplacements du segment denté 20 ' et de la queue 50 " de l'outil, comme on l'a démontré, s'effectuent sans à-coups, de façon extrêmement précise, et sans aucun écart (erreur) ou jeu, étant donné que l'adaptation entre les flancs du segment denté mâle 20 ' et de la queue mâle 50 " de l'outil avec les flancs correspondants des sièges femelles 1 ' et 2 ', établit une condition adéquate

totalement exempte de jeu indésirable et que la distance GF-

EG qui correspond au rayon décrit par l'arête de l'outil à son point le plus éloigné ou distant de son axe géométrique de rotation peut être choisie et réglée sélectivement De cette manière, on peut conclure qu'il est axiomatiquement impossible qu'une variation de quelque grandeur, nature ou dimension que ce soit, puisse affecter la distance qui correspond au rayon décrit par l'arête extrême de l'outil au niveau de son point le plus distant ou le plus éloigné de son axe géométrique pour une quelconque raison, fait ou condition imputable au système submicronique dans son ensemble ou pour une quelconque raison, fait ou condition

imputable à l'un ou plusieurs des composants pris séparément.

Autrement dit, une fois admis que l'obtention d'une très haute précision présuppose qu'a priori certaines conditions fondamentales soient assurées, telles que le degré de propreté de l'environnement, un milieu ambiant à température strictement contrôlée et l'absence de vibrations, et en admettant également comme pratiquement négligeables les variations de déformation élastique de l'ensemble comprenant le système submicronique (tant que les déformations élastiques ne représentent que quelques millionièmes d'un micron), il faut se rappeler que les raisons, faits ou conditions impliquant la modification de la distance GF-EG, GF'-EG' qui correspond au rayon décrit par le point le plus éloigné de l'outil, sur la pointe de l'outil, à partir de son axe géométrique de rotation, sont au nombre de trois, à savoir: 1 changement et/ou altération de la position de l'axe géométrique; 2 usure de l'outil; et 3 changement effectué par l'opérateur ou dû à une cause extérieure au système submicronique par une action sur le cadran

micrométrique par la rotation du bouton.

Aucune autre condition ne rend possible le changement de ladite distance GF-EG, GF'-EG' dans le domaine de la très haute précision, étant donné que le mouvement axial maximal permis de la vis micrométrique, ajouté au jeu maximal permis entre le filetage de ladite vis et le filetage de son écrou, aboutit à une déviation négligeable de l'arête de l'outil par

rapport à son axe géométrique de rotation.

En outre, il convient de noter que le jeu maximal de 0,002 mm entre le collier 35, 35 ' de la vis micrométrique 30, ' et les bagues 40, 40 ', 41, 41 ', 42 peut être réduit en utilisant la propriété élastique des matériaux dont sont faites lesdites bagues 40, 40 ', 41, 41 ', 42, si bien que, lorsque celles-ci sont soumises à une compression par le serrage correct des vis 45, ledit jeu maximal de 0,002 mm peut être progressivement réduit jusqu'à des valeurs extrêmement

faibles de l'ordre de 0,OO Olmm, tendant vers zéro.

Comme expliqué ci-dessus, si l'on considère que ledit jeu maximal permis de 0,002 mm entre le collier 35, 35 ' de la vis et ses paliers de butée axiale, à savoir les bagues 40, ', 42, 42 ', peut être réduit jusqu'à une très petite valeur de l'ordre de 0,OO Olmm (un dixième de micron) grâce à l'effet déjà décrit produit par ladite déformation élastique des bagues 40, 40 ', 41, 41 ', 42 et que le jeu maximal permis entre le filetage de la vis micrométrique 30, 30 ' et son manchon 24, 24 ' peut également être réduit en agissant sur l'embout creux 26, ce qui permet également de réduire le jeu entre les filetages de la vis micrométrique 30, 30 ' et du manchon 24, 24 ', également jusqu'à une valeur de l'ordre de 0,OO Olmm (un dixième de micron), il s'ensuit que l'exigence imposée par la définition de la classe de très haute précision ou par le degré de précision requis, telle que retenue et comprise dans l'état de l'art actuel, est satisfaite Il est également important de souligner que ledit effet produit par la déformation élastique particulière des matériaux, à laquelle les bagues 40, 40 ', 41, 41 ', 42 peuvent être soumises, a été prévu, dûment pris en compte et théoriquement analysé au stade de la conception, puis mis en évidence par des essais en laboratoire et des recherches effectuées qui ont confirmé de façon positive la validité de

ce qui avait été prévu et considéré auparavant. Bien que des constructions particulières d'un système d'outil d'alésage à

pré-réglage submicronique aient été décrites et illustrées, il est entendu que des modifications structurelles et/ou des variantes de conception peuvent être

réalisées sans sortir du cadre de la présente invention.

Claims (33)

REVENDICATIONS

1 Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages traversants et/ou borgnes, caractérisé en ce qu'il comprend une cartouche cylindrique ( 10, 10 ') intérieurement creuse et présentant un alésage traversant ( 1, 3, 1 ') à l'intérieur duquel sont logés un segment denté ( 20, 20 ') et une vis micrométrique ( 30, '), disposés tous les deux suivant un axe géométrique commun, ladite vis micrométrique ( 30, 30 ') traversant un alésage axial prévu dans le segment denté ( 20, 20 '), et étant apte à venir en prise avec un filetage interne ( 21, 21 ') prévu dans un manchon ( 24, 24 '), ledit manchon ( 24, 24 ') étant logé et retenu par un embout creux ( 26, 26 '), l'extrémité libre de la vis micrométrique ( 30, 30 ') étant entourée par un ensemble de bagues ( 40, 41, 42, 40 ', 41 ') qui supportent ladite vis micrométrique ( 30, 30 ') relativement à la cartouche cylindrique ( 10, 10 '), un bouton ou cadran gradué ( 43, 43 ') étant fixé à l'extrémité externe de la vis micrométrique ( 30, 30 ') par l'intermédiaire d'un écrou de verrouillage ( 44, 44 '), ladite cartouche cylindrique ( 10, ') incorporant en outre un second alésage traversant ( 2,2 ') situé dans un plan disposé de préférence à angle droit, mais qui peut également être incliné par rapport à l'axe longitudinal du premier alésage traversant ( 1, 3, 1 '), une queue d'outil ( 50, 50 ', 50 ") munie d'une pointe d'outil ( 51, 51 ') étant logée dans ledit second alésage traversant ( 2, 2 '), un système d'élimination de jeu indésirable ( 60, 60 ', 61 ', 62 ', 90, 92, 96) étant prévu entre la queue d'outil ( 50, ', 50 ") et le segment denté ( 20, 20 '), tous deux comprenant un mécanisme démultiplicateur de mouvement se composant d'une denture ayant la forme d'une crémaillère ( 22, 22 ') disposée longitudinalement dans un plan sécant au corps du segment denté ( 20, 20 ') et présentant un angle d'inclinaison adéquat (a) par rapport à l'axe géométrique du segment denté ( 20, 20 '), ladite denture ( 22, 22 ') étant apte à s'engager à coulissement, sans aucun jeu indésirable et de manière sélective, dans une denture correspondante ( 52, 52 ', 52 ") prévue dans un plan sécant de la queue d'outil ( 50, 50 ', "). 2 Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages traversants selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une cartouche cylindrique ( 10) intérieurement creuse par la présence d'un alésage traversant longitudinal ( 1, 3) à l'intérieur duquel sont logés un segment denté ( 20) et une vis micrométrique ( 30) ayant le même axe géométrique, ladite vis micrométrique ( 30) étant dotée à l'une de ses extrémités d'une partie filetée ( 31) qui traverse un alésage axial prévu dans le segment denté ( 20) et qui vient en prise avec un filetage interne ( 21) prévu dans un manchon ( 24), ledit manchon ( 24) étant logé et retenu intérieurement dans un prolongement ( 25) par un embout creux ( 26), l'alésage longitudinal ( 3) de la cartouche cylindrique ( 10) logeant également une bague ( 40), une bague d'écartement ( 41) et une bague ( 42), qui supportent ladite vis micrométrique ( 30), un bouton de commande de rotation ( 43) supporté à proximité de l'extrémité externe de la vis micrométrique ( 30) et des moyens de fixation définis par un écrou de verrouillage ( 44) se vissant sur l'extrémité filetée externe ( 32) de la vis micrométrique ( 30) et muni d'un goujon ( 44 a) et d'un pion ( 44 b), ladite cartouche cylindrique ( 10) incorporant également un autre alésage ( 2) situé à angle droit par rapport à l'axe longitudinal de ladite cartouche cylindrique ( 10), une queue d'outil ( 50, 50 ') dotée d'une pointe d'outil ( 51) et des systèmes d'élimination de jeu indésirable ( 60) et ( 90, 92, 96) étant logés dans ledit alésage ( 2), et une extrémité à évidement ( 5, 6) destinée au raccordement d'une queue prolongée ( 70) étant également prévue dans la cartouche

cylindrique ( 10).

3 Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages traversants selon la revendication 2, caractérisé en ce que la cartouche cylindrique ( 10) est longitudinalement creuse et présente un alésage ( 1, 3), formé de plusieurs parties en gradin dont une ( 3) a un diamètre supérieur au diamètre d'une autre ( 1), un alésage à angle droit ( 2) logeant la queue d'outil ( 50) étant

défini dans une partie intermédiaire de l'alésage ( 1).

4 Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages traversants selon la revendication 3, caractérisé en ce que les bagues ( 40, 41, 42) supportent la vis micrométrique ( 30) et sont logées dans une partie ( 3) de l'alésage ( 1, 3) prévu dans la cartouche cylindrique ( 10), ladite vis micrométrique ( 30) étant maintenue axialement de manière positive, de sorte qu'il n'y ait absolument aucun jeu indésirable, par des vis ( 45) qui traversent les bagues ( 40, 41, 42) et qui sont assujetties à

la paroi de fond de ladite partie ( 3).

Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages traversants selon la revendication 4, caractérisé en ce la vis micrométrique ( 30) incorpore un collier ( 35) apte à être ajusté dans l'ouverture centrale de la bague d'écartement ( 41), ce qui permet un mouvement de rotation par rapport à ladite vis micrométrique ( 30) par l'intermédiaire du bouton de commande de rotation ( 43), ce qui permet à ladite vis micrométrique ( 30) d'être libre de tourner en étant exempte de tout déplacement axial

par rapport à la cartouche cylindrique ( 10).

6 Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages traversants selon la revendication 5, caractérisé en ce la vis micrométrique ( 30) incorpore, à proximité de l'extrémité externe, un siège conique ( 36) autour duquel est monté concentriquement, de manière à l'entourer, le bouton de commande de rotation ( 43), axialement verrouillé à proximité dudit siège conique ( 36) de façon sélective et par l'action de l'écrou de verrouillage

( 44) muni du goujon ( 44 a) et du pion ( 44 b).

7 Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages traversants selon la revendication 6, caractérisé en ce que le bouton de commande de rotation ( 43) incorpore, sur sa face adjacente à la face externe de la cartouche cylindrique ( 10), une denture ( 43 c) dont les dents viennent en prise avec une denture ( 13 a) prévue sur la face de la bague de positionnement ( 13) à la manière d'une détente non positive, cette dernière étant logée à coulissement à l'extrémité de ladite cartouche cylindrique ( 10) et entourée par un couvercle de protection ( 14) et constamment sollicitée contre la denture ( 43 c) par des ressorts ( 15), ladite bague de positionnement ( 13) étant

également retenue radialement par un axe ( 16).

8 Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages traversants selon la revendication 7, caractérisé en ce que le bouton de commande de rotation ( 43) incorpore extérieurement un cadran gradué périphérique ( 43 a) dont la référence est déterminée par un repère ou point de référence ( 43 b) prévu sur le couvercle de

protection ( 14) adjacent audit cadran ( 43 a).

9 Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages traversants selon la revendication 8, caractérisé en ce que le segment denté ( 20) est apte à coulisser axialement par rapport à la cartouche cylindrique ( 10), ledit coulissement étant réalisé en faisant tourner le bouton de commande de rotation ( 43) qui, à son tour, est monté sur la vis micrométrique ( 30), le déplacement dudit segment denté ( 20) s'effectuant d'une manière sélective

dans chacune des directions (X, Y) de déplacement.

10 Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages traversants selon la revendication 9, caractérisé par un déplacement axial du segment denté ( 20) dans les directions (X) et (Y) qui engendre un déplacement radial de la queue d'outil ( 50, 50 ') dans des directions respectives (Z) et (W) en raison du fait que la denture ( 22) qui présente une inclinaison adéquate (a) vient en prise avec la denture ( 52,

52 ') de la queue d'outil ( 50, 50 ').

11 Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages traversants selon la revendication 10, caractérisé en ce que le système d'élimination de jeu indésirable ( 60) se compose d'un système résilient ( 61) logé dans un trou ( 53), ménagé longitudinalement dans la queue d'outil ( 50), lequel reçoit d'un côté un goujon ( 62) dans son entrée et, de l'autre côté, l'extrémité ( 63 a) d'une goujon ( 63) vissée dans un trou ( 4) aménagé dans la cartouche cylindrique ( 10) et apte à passer à l'intérieur de la queue d'outil ( 50) à travers le trou ( 54) ménagé dans cette dernière, ce qui permet au système résilient ( 61) disposé entre l'extrémité ( 63 a) du goujon ( 63) et le goujon ( 62) de solliciter en permanence la queue

d'outil ( 50) dans la direction (W).

12 Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages traversants selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend un système d'élimination de jeu indésirable entre la denture ( 22) du segment denté ( 20) et la denture ( 52 ') de la queue d'outil ( 50 '), qui agit d'une façon positive et non pas d'une façon résiliente, par réglage d'un plongeur denté ( 90) logé de façon ajusté, mais à coulissement, dans l'alésage axial ( 53 ') prévu intérieurement dans le corps de la queue d'outil ( 50 '), ledit plongeur denté ( 90) étant muni d'une denture ( 91 > coplanaire avec la denture ( 52 ') de la queue d'outil ( 50 '), les deux dentures ( 91 et

52 ') agissant sur la denture ( 22) du segment denté ( 20).

13 Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages traversants selon la revendication 12, caractérisé en ce que le déplacement de réglage du plongeur denté ( 90) par rapport au segment denté ( 20) et à la queue d'outil ( 50 ') est réalisé par réglage d'un goujon ( 92) vissé dans l'intérieur de la queue d'outil ( 50 '), ledit réglage étant poursuivi jusqu'à ce qu'il se produise un contact métal sur métal entre les flancs opposés ( 22 a, 22 b) de la denture ( 22) et les flancs opposés ( 95) du plongeur denté ( 90) ainsi que les flancs opposés ( 94) de la denture ( 52 ') de la queue d'outil ( 50 '), de façon à les maintenir en contact métal sur métal et entièrement exempt de tout jeu indésirable mais à permettre que le segment denté ( 20) coulisse sans à- coups relativement à la queue d'outil ( 50 ') et au plongeur denté ( 90), ledit réglage étant verrouillé par un embout de verrouillage ( 96) vissée contre

le goujon de réglage ( 92).

14 Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages traversants selon la revendication 13, caractérisé en ce que le déplacement du goujon ( 92) à l'intérieur de la queue d'outil ( 50 ') entraîne le déplacement du plongeur denté ( 90) dans une direction (flèche 93) tandis que le corps de la queue d'outil ( 50 ')se déplace simultanément dans la

direction opposée (flèche 93 a).

Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages traversants selon la revendication 14, caractérisé en ce que le déplacement relatif entre le plongeur denté ( 90) et la queue d'outil ( 50 ') dans des directions opposées et agissant sur les flancs opposés et inclinés de la denture ( 22) du segment denté ( 20), entraîne le retrait de ce dernier dans une direction (flèche 100) et le retrait desdits éléments

( 50 ', 90) dans d'autres directions (flèches 101 et 102).

16 Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages traversants selon la revendication 15, caractérisé en ce que le bouton de commande de rotation ( 43) monté sur la vis micrométrique ( 30), une fois tourné par l'opérateur, entraîne le déplacement du segment denté ( 20) dans les directions (X, Y) dans des conditions de contact métal sur métal entre toutes les surfaces mobiles et de support, aussi bien celles qui jouent le rôle de paliers radiaux que celles qui jouent le rôle de paliers axiaux, ce qui assure le déplacement, libre de tout jeu du segment denté ( 20) dans des directions (X, Y), de telle sorte qu'un mouvement soit en sens horaire soit en sens anti-horaire du bouton de commande de rotation ( 43) équivalent à l'espace séparant deux traits adjacents du bouton de commande de rotation ( 43) entraîne un déplacement dans les directions (X, Y) respectivement du segment denté ( 20) égal au quotient du pas de la vis micrométrique ( 30) par le nombre de traits (divisions) du cadran gradué ( 43 a), et, à son tour, la denture ( 22) prévue sur le segment denté ( 20) vient au contact de la denture ( 52 ') prévue sur la queue d'outil ( 50 ') et, simultanément, entre également au contact de la denture ( 91) prévue sur le plongeur denté ( 90), ledit contact de la denture ( 22) du segment denté ( 20) étant destiné à assurer que les flancs de la denture ( 22) du segment denté ( 20) entrant au contact des flancs de la denture ( 52 ') prévue sur la queue d'outil ( 50 ') soient toujours des flancs opposés aux flancs de la denture ( 22) dudit segment ( 20) qui entrent au contact des flancs de la denture ( 91) prévue sur le plongeur denté ( 90), si bien que l'avance du goujon ( 92) dans l'intérieur de la queue d'outil ( 50 ') fait avancer le plongeur denté ( 90) dans une direction (flèche 93), tandis que, simultanément, la queue d'outil ( 50 ') avance dans la direction opposée, (flèche 93 a), ce qui, en raison de la forme spéciale des dents des dentures, entraîne également le retrait du segment denté ( 20) (dans la direction de la flèche 100) et le retrait du plongeur denté ( 90) et de la queue d'outil ( 50 ') ( respectivement dans la

direction des flèches 101 et 102).

17 Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages traversants selon la revendication 16, caractérisé en ce que le segment denté ( 20) est empêché, dans tous les cas, de se déplacer angulairement par rapport à la cartouche cylindrique ( 10) parce que les supports sur les flancs opposés ( 22 a et 22 b) de la denture du segment denté ( 20) au niveau des points (A et D) forment avec le centre (B) de la vis micrométrique ( 30) un triangle (A-B-D), ledit contact de la denture ( 22 a et 22 b) étant réalisé métal sur métal de telle sorte que, au niveau du point (A) (comme représenté par la flèche E), le contact s'effectue par la rencontre de l'un des flancs de la denture ( 22) du segment ( 20) avec l'un des flancs de la denture ( 91) du plongeur denté ( 90) tandis que, au niveau du point (D) (comme représenté par la flèche F), le contact se fait par la rencontre d'un flanc opposé de la denture ( 22) du segment denté ( 20) avec un flanc du côté opposé de la denture ( 52 ') de la queue d'outil ( 50 '), le plongeur denté ( 90), lorsque le goujon ( 92) est vissé contre celui-ci, étant contraint de se déplacer ou d'être déplacé (dans la direction de la flèche 93) tandis que, simultanément, la queue d'outil ( 50 ') est contrainte de se déplacer ou d'être déplacée dans la direction opposée (comme indiqué par la flèche 93 a), tout jeu indésirable entre tous éléments constituant la chaîne cinématique étant supprimé, un contact métal sur métal étant assuré de sorte que lesdits points de contact (A et D) du triangle (A-B-D) se situent sur un plan sécant parallèle et commun, coplanaire par rapport aux dentures ( 22, 91 et 51 ') respectivement du segment denté ( 20), du plongeur denté ( 90) et de la queue d'outil ( 50 '), ce qui rend le segment denté ( 20) exempt et incapable de déplacement angulaire de quelque degré ou valeur que ce soit, même si au niveau de l'espace de logement, dans l'alésage ( 1), dans lequel le segment denté ( 20) coulisse à l'intérieur de la cartouche ( 10), la forme géométrique de la périphérie, c'est-à-dire, la configuration de la section du segment denté ( 20), ainsi que la forme géométrique de l'alésage ( 1) dans lequel le segment ( 20) est logé axialement et à coulissement corresponde à un cercle parfait parce que le contact entre les dentures des parties ( 20, 90 et 50 ') se réalise au niveau de points situés dans un plan commun coplanaire, qui sont en contact, métal sur métal, d'une manière totalement exempte de jeu indésirable et sans interférence. 18 Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages traversants selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'élimination du jeu indésirable est réalisée par la séparation des composants coulissants, le segment denté ( 20) et la queue d'outil ( 50 '), jusqu'à ce que le coulissement des composants coulissants se produise de manière à assurer le déroulement de l'action de coulissement métal sur métal, sans jeu indésirable, ceci étant dû au fait que ladite séparation est occasionnée par le contact de profils de flancs de dents spéciaux de telle manière que, lors du contact en raison du déplacement vers l'avant du goujon ( 92) à l'intérieur de la queue d'outil ( 50 '), le plongeur denté ( 90) se déplace également vers l'avant (dans la direction de la flèche 93) en même temps que le corps de la queue d'outil ( 50 ') se déplace dans la direction opposée (comme représenté par la flèche 93 a), le mouvement relatif des composants ( 90 et 50 ') dans la direction opposée se produisant en raison du fait que les flancs ( 94) d'un côté de la denture ( 52 ') de la queue d'outil ( 50 ') et les flancs de l'autre côté ( 95) de la denture ( 91) agissent respectivement sur les flancs ( 22 a) et ( 22 b) en regard de la denture ( 22) et du segment denté ( 20) entraînant la séparation ou le retrait du segment denté ( 20) (dans la direction de la flèche 100) et la séparation ou le retrait des composants ( 90 et 50 ') (dans la direction des flèches 101, 102) respectivement, ladite séparation ou le retrait (dans les directions indiquées par les flèches 100 et 101, 102) occasionné par le contact métal sur métal de profils spéciaux de flancs de dents qui ne sont pas parallèles entre eux, mais convergents, qui peuvent présenter la forme d'un prisme triangulaire ou d'un profil à développante ou encore toute autre forme suivant laquelle l'épaisseur des dents décroît au fur et à mesure que le profil approche du point de convergence au niveau du sommet des dents, lesdits contacts des profils convergents des dentures étant la cause de ladite séparation ou du retrait (dans la direction 100 et 101 et 102), la séparation s'arrêtant uniquement lorsque le contact métal sur métal est établi entre le segment denté ( 20) et son emplacement de contact dans la paroi de logement de l'alésage ( 1) de la cartouche cylindrique ( 10) et, en plus, un contact métal sur métal est établi entre le plongeur denté ( 90) et la queue d'outil ( 50 ') et, enfin, également entre la queue d'outil ( 50 ') et son emplacement de contact dans la paroi de

logement de l'alésage ( 2) de la cartouche cylindrique ( 10).

19 Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages traversants selon la revendication 11 ou 18, caractérisé en ce qu'une extrémité de la cartouche cylindrique ( 10) à relier à la queue prolongée ( 70) comporte une partie décolletée ( 5, 6) formant une face d'appui ( 7) perpendiculaire à son axe géométrique, sur laquelle font saillie vers l'extérieur la partie filetée ( 5) et la partie de centrage ( 6). Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages traversants selon la revendication 19, caractérisé en ce que l'extrémité libre de la vis micrométrique ( 30) comporte concentriquement dans sa face externe un siège ( 37) permettant au dispositif d'être supporté sur la contre-poupée

( 73) de la machine.

21 Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages traversants selon la revendication 20, caractérisé en ce qu'il comprend un système d'équilibrage pour équilibrer les masses en rotation, constitué par deux blocs ( 80, 81) logés dans une fente ( 8) ménagée dans la cartouche cylindrique ( 10) et placés dans un plan sécant parallèle par rapport à l'axe géométrique de l'alésage ( 2) prévu dans ladite cartouche ( 10), lesdits blocs ( 80, 81) étant dotés d'ouvertures

allongées ( 82) traversées par des vis de verrouillage ( 83).

22 Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages borgnes selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une cartouche cylindrique ( 10 ') munie intérieurement d'un segment denté ( 20 '), une vis micrométrique ( 30 '), disposée sur le même axe géométrique que le segment denté, et munie d'une partie filetée ( 31 ') apte à être reliée au filetage interne ( 21 ') dont est muni le manchon ( 24 '), lequel est retenu intérieurement dans le segment denté ( 20 ') par un embout creux ( 26 '), une queue ( 50 ") d'outil, un ensemble de bagues ( 40 ', 41 ') qui supportent la vis micrométrique ( 30 ') et un cadran gradué ( 43 ') fixé à l'extrémité de cette

dernière par une vis ( 44 ').

23 Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages borgnes selon la revendication 22, caractérisé en ce que la cartouche cylindrique ( 10 ') est creuse et comporte des sièges ( 1 ' et 2 ') dont les sections ont des flancs opposés convergents, lesdits sièges ( 1 ' et 2 ') étant adjacents et perpendiculaires l'un à l'autre et tous deux inclinés par rapport à l'axe géométrique de rotation de la cartouche cylindrique ( 10 ') en

formant des angles ( 1 et B') avec ce dernier.

24 Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages borgnes selon la revendication 23, caractérisé en ce que le siège ( 1 ') reçoit de façon coulissante le segment denté ( 20 ') dont la section transversale présente des flancs opposés convergents et qui comporte, sur l'une de ses faces, des dents ( 22 ') qui s'engagent de façon coulissante avec des dents ( 52 ") prévues dans l'une des faces de la queue d'outil ( 50 ") de section transversale présentant des flancs opposés convergents et logée dans le second siège ( 2 '), ladite queue d'outil ( 50 ") étant munie d'une pointe d'outil de coupe ( 51 ')

à l'une de ses extrémités.

25 Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision du type pour alésages borgnes selon la revendication 24, caractérisé en ce que le segment denté ( 20 ') et la queue d'outil ( 50 ") ont une section transversale présentant, à l'opposé de la face munie de dents, des profils spéciaux de flancs qui ne sont pas parallèles entre eux, mais convergents, et dont la section transversale peut présenter une forme triangulaire ou un profil à développante ou une forme suivant laquelle les flancs ont des profils inégaux ou encore toute autre forme, pour autant que la distance entre les flancs de la section transversale mesurée parallèlement au plan muni de dents diminue, la mesure étant prise suivant de's lignes parallèles qui approchent le point de convergence à l'opposé de la face munie de dents du segment denté ( 20 ') et de la queue d'outil ( 50 "), respectivement, les sièges correspondants ( 1 ' et 2 ') ayant des sections appropriées pour l'ajustement des profils spéciaux des flancs du segment denté ( 20 ') et de la queue d'outil ( 50 "), de telle manière que les flancs complémentaires correspondants étant dans une condition de contact métal sur métal établie par l'engagement des flancs du segment denté mâle ( 20 ') et des flancs mâles de la queue d'outil ( 50 ") avec les flancs femelles complémentaires correspondants des sièges ( 1 ' et 2 '), il est établi finalement une condition de réglage totalement exempte de jeu indésirable et d'interférence entre les flancs

complémentaires des éléments.

26 Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages borgnes selon la revendication 25, caractérisé en ce que le segment denté ( 20 ') retient intérieurement le manchon ( 24 ') qui relie axialement l'extrémité filetée ( 31 ') de la vis micrométrique ( 30 ') dont l'autre extrémité est munie d'un collier ( 35 '), d'un diamètre de centrage ( 33 ') et d'une saillie de centrage ( 34 '), radialement et axialement supportés par les bagues ( 40 ', 41 ') et la face inclinée ( 12 '), lesdites bagues ( 40 ', 41 ') étant fixées par des vis ( 45 ') sur la face inclinée ( 12 ') prévue à l'extrémité de la cartouche cylindrique ( 10 ')

et placée perpendiculairement au premier siège ( 1 ').

27 Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages borgnes selon la revendication 26, caractérisé en ce que le support de l'extrémité de la vis micrométrique ( 30 ') est réalisé radialement par réglage sans jeu du diamètre de centrage ( 33 ') dans l'alésage de la bague ( 41 '), et axialement par rétention sans jeu du collier ( 35 ') entre la face ( 41 ") de la bague ( 41 ') et la face inclinée ( 12 ') prévue à l'extrémité de la cartouche cylindrique ( 10 '), la bague ( 40 ') jouant le rôle d'élément d'écartement entre lesdites faces ( 41 ") et ( 12 '); la vis micrométrique ( 30 ') étant ainsi supportée et apte à être entraînée en rotation manuellement par l'intermédiaire d'un moyen de fixation défini par une vis à molette ( 44 ') fixée à son extrémité libre par serrage, ce qui fixe

également le cadran gradué ( 43 ').

28 Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages borgnes selon la revendication 27, caractérisé en ce que le segment denté ( 20 ') est apte à coulisser par rapport à la cartouche cylindrique ( 10 ') par la rotation du cadran gradué ( 43 ') lequel, à son tour, est fixé à la vis micrométrique ( 30 '), le déplacement dudit segment denté ( 20 ') étant réalisé d'une façon sélective dans chacune des directions (X', Y') de déplacement.

29 Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages borgnes selon la revendication 28, caractérisé en ce que le déplacement du segment denté ( 20 ') (dans les directions X' et Y') entraîne respectivement un déplacement de la queue d'outil ( 50 ") (dans les directions Z' et W'), éloignant ou approchant indirectement la pointe de l'outil ( 51 ') de l'axe géométrique de rotation de la cartouche cylindrique ( 10 ') (dans des directions indiquées par les flèches K et L) en raison du fait que la denture ( 22 ') a été correctement inclinée suivant un angle (a) et correctement engagée avec la

denture ( 52 ") de la queue d'outil ( 50 ").

Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages borgnes selon la revendication 29, caractérisé en ce qu'il comprend un système d'élimination de jeu indésirable qui comprend des goujons tiges ( 62 ') appuyant chacune contre un ressort à disque ( 61 ') sur la face ( 23 ') du segment denté ( 20 '), éliminant totalement toutjeu entre la queue d'outil ( 50 ") et son guide dans le siège ( 2 '), éliminant également totalement le jeu entre le segment denté ( 20 ') et son guide dans le siège ( 1 ') et éliminant également le jeu entre les flancs des dentures ( 52 " et 22 ') jusqu'à ce que soit établie une condition d'adaptation métal sur métal, cette condition d'adaptation étant assurée positivement par des embouts de

verrouillage respectifs ( 60 ').

31 Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages traversants ou borgnes selon la revendication 18 ou 30, caractérisé en ce que, par l'intermédiaire des dentures ( 52 ', 91 et 22) des pièces respectives ( 50 ', 90 et 20), lorsqu'il est soumis à l'action du goujon ( 92), le plongeur denté ( 90) est poussé et obligé de se déplacer (dans la direction de la flèche 93) en même temps que la queue d'outil ( 50 ') se déplace dans la direction opposée (comme illustrée par la flèche 93 a), jusqu'à ce que le coulissement de toutes les surfaces coulissantes des pièces ( 50 ', 90 et 20) ainsi que le contact par appui sur les surfaces des alésages ( 1 et 2) et le mouvement de coulissement ou le déplacement ne peuvent se poursuivre en raison du contact métal sur métal, ce qui rend impossible, sans actionner le bouton de commande de rotation ( 43) de la vis micrométrique ( 30), toute variation de la distance (GF-EG, GF'-EG'), ce qui garantit que, à chaque révolution complète ( 360 ) de la pointe de l'outil ( 51), la précision de la répétition ou la variation de la distance (GF-EG, GF'-EG') sera de l'ordre du micron (pm) jusqu'à ce que l'usure de la pointe de l'outil ( 51) se produise et, en variante, du fait que, par l'intermédiaire des dentures ( 22 ' et 52 ") respectivement, des pièces ( 20 ' et 50 ") lorsqu'elles sont soumises à la pression des goujon ( 62 ') agissant sur les moyens élastiques ( 61 ') et ceux-ci agissant sur le segment denté mâle ( 20 '), il s'ensuit son déplacement dans la direction de la surface o il coulisse à l'intérieur du siège femelle ( 1 ') dans une condition de contact métal sur métal, et également dans la direction approchant la denture ( 22 ') de la denture ( 52 ') dans une condition de contact métal sur métal, respectivement des pièces ( 20 ' et 50 ") jusqu'à ce que les flancs des pièces mâles ( 50 ") parviennent à une condition de contact métal sur métal au niveau des flancs du siège femelle ( 2 ') empêchant tout mouvement ultérieur du fait que le contact métal sur métal est obtenu lorsque toutes les surfaces de contact à partir de la surface de contact du segment denté ( 20 ') soumises à la pression des pièces ( 62 ' et 61 ') sont en contact métal sur métal, garantissant de cette

manière que la variation maximale des distances radiales (GF-

EG) et (GF'-EG') sont limitées au micron (>m) ou moins.

32 Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages borgnes selon la revendication 31, caractérisé en ce que l'élimination du jeu est effectuée par l'approche des composants coulissants lorsque le segment denté ( 20 ') est correctement poussé contre la queue d'outil ( 50 ") jusqu'à ce que le déplacement des composants coulissants se produise d'une manière apte à garantir que l'action de coulissement se produise avec un contact métal sur métal totalement exempte de jeu grâce à la configuration spéciale de la section transversale du segment denté ( 20 ') et de la queue d'outil ( 50 "), dont le profil spécial des flancs à l'opposé de la face munie de dents est tel que les flancs ne sont pas parallèles entre eux mais convergents, la section transversale du segment denté ( 20 ') et de la queue d'outil ( 50 ") pouvant présenter une forme triangulaire ou un profil à développante ou une forme suivant laquelle les profils sont inégaux ou toute autre forme pourvu que la distance entre les flancs de la section transversale, mesurée parallèlement à la denture, diminue lorsque la mesure est prise suivant des lignes parallèles qui approchent le point de convergence à l'opposé de la face munie de dents du segment denté ( 20 ') et de la queue d'outil ( 50 ") respectivement, la configuration des dents à flancs inclinés des deux dentures ( 52 ") et ( 22 ') pouvant présenter la forme d'un prisme triangulaire, ou la forme d'un profil à développante, ou encore toute autre forme suivant laquelle l'épaisseur des dents diminue lorsque le profil des dents approche le point de convergence au sommet des dents, ce qui permet que, lorsque la position du segment denté ( 20 ') est réglée par l'intermédiaire des goujons ( 62 ') chacun appuyant sur le ressort à disque ( 61 ') agissant sur les faces ou flancs ( 23 ') du segment denté ( 20 '), le segment denté ( 20 ') sous l'action de l'énergie emmagasinée par les ressorts ( 61 ') étant continuellement poussé contre son guide coulissant dans l'alésage ( 1), ce qui, en raison de l'action des ressorts ( 61 ') et en coopération avec la forme géométrique spéciale de la section dudit segment denté ( 20 ') et de la forme géométrique de son guide coulissant dans l'alésage ( 20), entraîne la génération de composantes de force qui poussent le segment denté ( 20 ') contre la queue d'outil ( 50 ") et cette dernière, à son tour, en raison du profil des dents de la denture ( 22 ') du segment denté ( 20 ') qui, sous la pression appropriée des ressorts ( 61 ') est maintenue engagée avec les dents ( 52 ") de la queue d'outil ( 50 ") d'une manière propre à éliminer tout jeu entre les dentures ( 22 ') et ( 52 ") et en raison de la forme géométrique spéciale des dentures ( 22 ') et ( 52 "), entraîne la génération de composantes de force qui poussent la queue d'outil ( 50 ") contre son guide dans le siège ( 2 ') éliminant le jeu entre la queue d'outil ( 50 ") et son guide dans le siège ( 2 ') ce qui établit une condition de coulissement métal sur métal totalement exempte de jeu de toute nature ou grandeur et sans empêcher le mouvement de coulissement de la queue d'outil ( 50 ") et du segment denté ( 20 '), ce qui, par l'intermédiaire de l'actionnement manuel léger et sans à-coups du bouton ( 43 ') et de la vis à molette ( 44 '), permet à la vis

micrométrique ( 30 ') de tourner sans à-coups.

33 Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages traversants et/ou borgnes selon la revendication 21 ou 32, caractérisé en ce que la queue d'outil ( 50, 50 ', 50 ") fournit un système de serrage de la pointe ( 51, 51 ') de l'outil de coupe, cette dernière étant logée dans un support remplaçable ( 130, 131) ayant la forme d'un 'IL" et présentant une certaine cote (M, M') sur son côté arrière permettant l'usinage de trous de diamètres compris entre (d) et (d"), plusieurs supports dans lesquels la différence entre (M) et (M') est ajoutée à chaque nouveau support permettant de répéter

plusieurs fois l'agrandissement du champ d'usinage (U).

34 Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages traversants et/ou borgnes selon la revendication 33, caractérisé en ce que l'élimination du jeu est effectuée en utilisant des dentures ( 52) et ( 22), ( 52 ") et ( 22 ') ménagées sur la queue d'outil ( 50) et ( 50 ') et ( 50 ") et sur le segment denté ( 20) et ( 20 ') dont les flancs des dents présentent un profil spécial tel que les flancs ne sont pas parallèles entre eux mais convergents, la forme pouvant être celle d'un prisme triangulaire ou celle d'un profil à développante ou toute autre forme dans laquelle l'épaisseur de la dent diminue lorsque le profil approche le point de convergence au

sommet de la dent.

Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages traversants et/ou borgnes selon la revendication 34, caractérisé en ce que le rapport entre le déplacement des segments dentés ( 20, 20 ') par rotation de la vis micrométrique ( 30, 30 '), en raison du filetage de ladite vis et de la graduation du cadran gradué ( 43, 43 '), exprimée en traits par rotation, détermine un quotient QI (déplacement du

segment denté ( 20, 20 ') par trait).

36 Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages traversants et/ou borgnes selon la revendication 35, caractérisé en ce que le quotient entre le degré de déplacement du segment denté ( 20, 20 ') et le degré de déplacement radial de la queue d'outil ( 50, 50 ', 50 ") et, en conséquence, de la pointe d'outil ( 51, 51 ') par rapport à l'axe géométrique de la cartouche cylindrique ( 10, 10 '), détermine un quotient QII, qui est le rapport de démultiplication du système submicronique et qui est fonction

des angles a, B et I'.

37 Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages traversants et/ou borgnes selon la revendication 36, caractérisé en ce que la valeur obtenue par le quotient QI divisée par la valeur du quotient QII détermine un quotient QIII, à savoir l'effet radial sur la pointe d'outil ( 51, 51 ') résultant du degré de rotation du cadran gradué ( 43, 43 '> correspondant au déplacement entre deux traits adjacents sur le cadran gradué ( 43, 43 ') qui engendre la variation de la distance (GF-EG) (GF'-EG') entre la pointe d'outil ( 51, 51 ') et l'axe géométrique de la cartouche cylindrique ( 10, 10 ') et

donne la résolution finale du système.

38 Système d'outil d'alésage à pré-réglage submicronique de très haute précision pour alésages traversants et/ou borgnes selon la revendication 37, caractérisé en ce que, de par leur conception, la vis micrométrique ( 30, 30 '), son collier ( 35, 35 ') et des bagues ( 40, 40 ', 41, 41 ', 42) permettent que, lors d'un serrage correct par des vis ( 45, 45 '), le réglage résultant provenant de la déformation élastique des bagues ( 40, 40 ', 41, 41 ', 42) absorbe le micro-jeu axial résiduel sur le collier ( 35, 35 ') de la vis micrométrique ( 30, 30 ') afin de réduire ledit micro-jeu jusqu'à une valeur en millimètres dans les limites d'une plage d'un dixième de micron ( m) ou même à une valeur

inférieure, tendant vers un jeu nul.