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Machine à tarauder les écrous
La présente invention se rapporte à une machine pour tailler les filets de vis dans les trous des ébauches d'écrous en vue d'achever ces ébauches en écrous.
Dans les machines à fileter les écrous de ce genre telles qu'elles ont été construites jusqu'à ce jour avec un taraud fixe et un arbre ou mandrin tournante les parties actives du taraud et de l'arbre se trouvaient renfermées, de sorte que les copeaux produits pendant le filetage étaient retenus autour du taraud et à l'intérieur du mandrin où ils étaient écrasés en produisant une obstruction et un engorgement de l'intervalle entre le mandrin et le taraud. Il en résultait une usure anormale du taraud et une réduction de la vitesse de production de la machine, en même temps qu'un affaiblissement de la précision des écrous produits par la machine.
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De plus, dans les machines de ce genre, les moyens de guidage des écrous sur le taraud pendant l'opération du filetage étaient extraordinairement longs et, par suite exigeaient des machines d'une telle longueur que leur installation causait un encombrement considérable.
Dans la construction suivant la présente invention, la broche qui tourne autour du taraud fixe possède des passages radiaux courts mais complètement ouverts à travers lesquels les copeaux peuvent s'échapper librement, tandis que l'intervalle autour de la broche et du taraud n'est pas obstrué, de sorte que les copeaux peuvent être rejetés au fur et à mesure qu'ils sont produits.
Dans les dessins ci-joints : la figure 1 est une vue en perspective du mandrin de la machine à tarauder les écrous; la figure 2 est une coupe longitudinale verticale du mandrin et de ses parties associées; la figure 3 est une coupe transversale verticale partielle suivant la ligne 3-3 de la figure 2; la figure 4 est une coupe transversale verticale partielle . similaire à celle de la figure 3 montrant une forme modifiée ae la mâchoire de serrage adaptée pour le travail des écrous carrés.
Dans la description suivante les mêmes références indiquent les parties similaires dans les différentes figures des dessins.
En se reportant aux figures 1 à 3, en 10 est montré le bâti principal de la machine qui peut être de toute construction appropriée pour en supporter les différentes parties. Dans son organisation générale, cette maciine com-
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prend les moyens pour avancer jusqu'au taraud 11 les ébauches d'écrous 12 qui doivent être taraudés, des moyens pour faire mouvoir les ébauches le long des lames de filetage 13 du dit taraud, et des moyens pour éloigner les écrous finis de la queue du dit taraud.
Les moyens pour avancer les écrous jusqu'au taraud consistent en un poussoir oupiston 14 qui est actionné par un mécanisme approprié et est adapté pour pousser les ébauches successivement dans le trou du moyen tubulaire antérieur 15 d'un arbre d'entraînement 16.
Cet arbre est en alignement axial avec le piston 14 et il est pourvu de plusieurs bras d'entraînement et de guidage 17 disposés en une rangée circulaire et se projetant longitudinalement en arrière de la face postérieure du moyeu du dit arbre 16.
Ces bras d'entraînement sont séparés les une des autres dans le sens de la périphérie par des jours ou passages 18.
Les extrémités postérieures des bras sont disjointes, et chaque bras est pourvu sur sa face interne d'un guide longitudinal d'entraînement 19 qui est adapté pour venir en engagement avec la face postérieure d'un angle de l'ébauche qui doit être taraudée.
Quand les ébauches des écrous ont un périmètre hexagonal, on emploie de préférence trois bras d'entraînement sur l'arbre de commande, et leurs guides engagent les faces en arrière des angles alternés de l'ébauche, ainsi qu'on le voit clairement par la figure 3, mais quand on taraude des ébauches avec périmètre carré, on emploie un arbre de commande à quatre bras d'entraînement 17 dont chaqun est adapté pour engager la face postérieure de l'un des angles de l'ébauche
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carrée, comme montré dans la figure 4. Quand 1 ébauche est poussée en arrière par le piston, elle traverse tout d'abord le trou du moyen de l'arbre de commande puis passe entre les bras d'entraînement qui l'entourent et sont opposés transversalement aux lames du taraud.
Si les côtés en arriere des angles de l'ébauche en passant entre les bras d'entraînement sont en alignement avec les guidages de ces derniers, ces guides engageront immédiatement les côtés respectifs des angles et feront tourner l'ébauche quand elle passera sur les couteaux du taraud. Si, par contre, les angles de l'ébauche ne sont pas en alignement avec les parties saillantes des guides de l'arbre de commande, le conflit entre les angles et les dites parties est évité par des moyens de redressement consistant de préférence en des tiges de déviation 11 dont chacune est guidée radialement sur le moyeu de l'arbre de commande et se meut élastiquement en deane à l'aide d'un ressort 22 dans ce moyeu,
de sorte que la pointe intérieure conique de la tige respective de déviation se projette du trou du moyeu transversalement à l'extrémité antérieure de la partie saillante du guide correspondant. Par ce moyen, quand les angles de l'ébauche sont en alignement avec les parties saillantes des guides d'entraînement ils viennent en engagement avec les tiges de déviation et sont ainsi déviés de manière à faire tourner légèrement l'ébauche et à permettre aux angles de dégager les dites parties saillantes pour laisser passer l'ébauche en arrière entre les bras et sur les lames du taraud, l'ébauche tournant en même temps par l'engagement des guides avec ses angles.
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Pendant la coupe du filet sur l'ébauche par les lames . du taraud, les copeaux ou rognures de métal formés pendant l'opération s'échappent immédiatement sur les côtés à travers les passages prévus entre les bras d'entraînement et, par suite, ne sont pas coupés de nouveau et broyés en fines particules par le taraud ainsi qu'il arriverait si les copeaux ou rognures étaient étroitement maintenus autour du taraud jusqu'à ce qu'ils parviennent à l'extrémité arrière de ce dernier.
Ce résultat est obtenu en montant l'arbre de commande sur une tête rotative d'entraînement 23 de sorte que seule la partie antérieure de cette tête vient en engagement avec le moyeu de l'arbre, tandis que la partie ar- rière 24 du trou de cette tête est évasée en 25 et forma un espace annulaire vide entre les bras d'entraînement et la partie arrière transversalement opposée de la tête d'entraînement, offrant un passage d'une grande étendue par lequel les copeaux et les rognures enlevés des écrous par les lames du taraud peuvent librement s'éloigner en arrière du taraud et de l'arbre de commande.
Le mouvement latéral vers l'extérieur des copeaux à partir des écrous et à travers les passages longitudinaux entre les guides d'entraînement de la tête de commande est produit par la force centrifuge résultant de la rotation de la tête et de l'arbre, et cette force oblige les copeaux à être déchargés des dits passages contre le trou évasé ou surface 25 de la tête de commande. En arrivant en contact avec le trou évasé de la tête, sous l'action de la force centrifuge les copeaux sont avancés le long du trou depuis sa petite extrémité jusqu'à la grande ouverture par laquelle ils s'échappent.
Ainsi est évitée une friction excessive sur le taraud et l'arbre de commande, tout en empêchant la production
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d'une trop forte chaleur qui entraînerait le gaspillage du liquide réfrigérant employé pour prévenir un échauffement anormal, ainsi qu'une marche dure de la machine et une dépense inutile de force motrice. Le liquide réfrigérant nécessaire est amené à l'intérieur des bras de l'arbre de commande par un tube 26 qui se prolonge longitudinalement en avant dans la partie supérieure arriere de la tête de commande, comme montré dans la figure 2 et en arrière de 1'écrou par le centre creux 27 du piston 14.
L'assemblage de l'arbre avec la tête de commande est assuré de préférence au moyen d'un joint à vis 28 dont le serrage est effectué dans le sens opposé à la rotation de l'arbre pendant le taraudage de l'écrou., en vue d'empêcher l'arbre de se dévisser pendant la marche.
Différents moyens peuvent être utilisés pour le montage de la tête d'entraînement sur le bâti pour lui permettre de tourner, celui qui est représenté à cet effet dans la figure 2 consistant en un simple coussinet à billes comprenant une rangée circulaire de billes portantes 29 disposées entre une bague intérieure de coussinets 30 montée sur la partie centrale de la périphérie de la tête et une bague extérieure de coussinet 31 supportée sur la face interne d'une bride annulaire 32 se projetant d'une paroi transversals 33 faisant partie du bâti.
Le mouvement 'peut être communiqué à la tête d'entrainement et aux organes qu'elle porte par tout moyen approprié, par exemple, par celui qui est montré dans la figure 2 et qui comporte une roue à chaîne 34.
La partie du bâti qui est adjacente au mécanisme de taraudage est construite de préférence de manière à former une boite fermée pour ce-mécanisme, et aussi à empêcher le liquide réfrigérant d'arriver au coussinet à billes de la tête de commande, tout en renfermant autant que possible
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le lubrifiant pour ce coussinet, A cet effet est prévu un carter pour le coussinet à billes du mécanisme de taraudage dont la paroi transversale arrière 33 constitue une partie et se prolonge transversalement contre la face arrière de la roue à chaîne 34 et la chaîne de transmission 35, une bride horizontale 36 se projetant du bord de la paroi ar- rière 33;
une paroi antérieure 37 s'étendant transversalement contre la face antérieure de la tête d'entraînement et de la roue à chaîne 34 et assemblée d'une manière amovible à la bride 36 et à la partie adjacente du bâti, une garniture étanche 38 interposée entre le bord interne de la paroi antérieure 37 et la face antérieure de la tête de commande, une douille annulaire 39 fixée dans la partie centrale de la paroi 33 et une garniture étanche postérieure 40 interposée entre la douille 39 et la partie arrière de la périphérie de la tête d'entraînement.
En vue d'assurer la décharge des copeaux enlevés des écrous ainsi que du réfrigérant amené au mécanisme de taraudage par le tuyau 26 et traversant le piston 14, la douille 39 est pourvue, en arrière de'la tête d'entraînement, d'un collecteur circulaire 41 s'ouvrant dans l'intérieur de la douille et qui reçoit les copeaux et le réfrigérant projetés à l'extrémité de la grande ouverture de la tête par la force centrifuge pour les conduire dans une gouttière 42 qui s'étend de la partie inférieure du collecteur jusqu'au bas de la machine et où ils sont reçus dans un bac pour leur utilisation ultérieure.
Cette construction du mécanisme de taraudage permet non seulement de tailler les filets de vis des écrous, facilement, rapidement, sans échauffement anormal et sans perte de force motrice, mais aussi de faire la machine beaucoup plus courte et plus compacte, en réduisant ainsi la distance
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que doit parcourir l'écrou pendant l'opération de filetage, ainsi que le prix de la machine, laquelle peut alors être installée même quand on ne dispose que d'un espace restreint à cet effet.
Dans le mode préféré de construction de cette machine, on emploie un taraud droit dans lequel sa queue 43 et ses lames 13 sont disposées en ligne droite, la queue qui est d'un diamètre plus petit que les lames et de forme cylindrique se prolongeant en arrière des lames, comme on le voit par la figure 2. Les écrous qui doivent être taraudés sont amenés contre l'extrémité-antérieure des lames, passent ensuite successivement sur ces lames et sur la queue du taraud à l'extrémité de laquelle ils sont finalement déchargés. Pour permettre l'usage d'un tel taraud, des moyens sont prévus pour maintenir alternativement le taraud en différents points de la longueur de sa'queue pour permettre aux écrous de le dégager. Ce résultat peut être atteint de toute marnière désirée, cette question étant indépendante de l'objet de la présente invention.
La longueur longitudinale totale de la tête 23 suivant l'invention est si courte qu'il n'a pas été jugé à propos d'employer un double coussinet anti-friction. D'autre part, quand un simple coussinet anti-friction est utilisé la tête a naturellement tendance à vibrer en raison de sa liberté d'oscillation dans un plan coupant l'axe du taraud.
La présente invention prévoit un moyen de n'employer qu'un simple coussinet anti-friction et d'empêcher en même temps toute tendance d'oscillation, cette tendance étant réprimée par la chaîne d'entraînement de la roue 34 dont le plan central, disposé perpendiculairement à son axe, passe par le plan central du coussinet anti-friction
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29, comme indiqué par la ligne 44, et permet ainsi au côté rigide de la chaîne de résister à toute tendance d'oscillation.
Une autre caractéristique de l'invention consiste en ce qu'aucun écrou ne peut venir en contact avec l'extrémité antérieure du taraud avant d'avoir abandonné les tiges d'alignement ou de déviation 21. En conséquence, toute tendance de ces tiges à dévier de l'alignement se trouve écartée avant que l'écou n' arrive au taraud. Pour atteindre ce résultat, l'invention est prévue de telle sorte que les tocs d'entraînement 17 de l'arbre tournant 16 se prolongent au-delà de l'extrémité arrière de la partie filetée 13 du taraud sur une distance au moins égale à une épaisseur d'écrou.
L'expérience a démontré qu'il était désirable de pouvoir régler dans la direction longitudinale le taraud relativement à l'arbre d'entraînement 16, d'autant plus que le profil du filet taillé dans l'ébauche est en fonction tant de la distance¯que l'écrou parcourt sur le taraud comme conséquence des filets déjà taillés par le dit taraud, que de la distance qu'il parcourt sous l'influence du piston 14. Il a donc été trouvé désirable de disposer l'extrémité de face du taraud en arrière de l'extrémité avant de l'arbre de commande, à une distance égale à l'épaisseur de l'écrou.
De même, il a été reconnu désirable de placer l'extrémité postérieure de l'arbre de commande en arrière des couteaux 13 du taraud à une distance minima égale à une épaisseur d'éorou, plus une distance suffisante pour permettre de régler correctement le taraud en direction longitudinale relativement à l'arbre de commande.
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L'huile de réfrigération ou huile de coupe parvient au taraud de deux sources situées aux deux côtés opposés de l'écrou qui est taraudé. L'une de ces sources est constituée par le trou creux 27 du piston 14; comme décrit précédemment. L'autre source est le tube arrière de réfrigérant 26. Ce dernier est disposé de manière à procurer un courant d'huile de réfrigération qui passe en dedans des bras 17 ou du moins contre les parties internes des dits bras, de sorte que l'écrou qui est travaillé est pourvu d'une quantité appropriée de liquide de réfrigération sur sa face arrière où s'effectue la majeure partie de la coupe du métal.
Dans les machines connues de ce genre) le tube arrière de réfrigération 26 se projetait plus ou moins radialement et, en conséquence, le liquide de réfrigération était éclaboussé tangentiellement par les bras de l'arbre d'entrainement. Suivant la présente invention, l'écoulemen t du liquide réfrigérant provenant du tube 26 est dirigé vers l'intérieur des bras 17 de l'arbre d'entraînement) ce qui permet au moins périodiquement au liquide réfrigérant d'arriver directement sur la face postérieure de l'écrou qui est taraudé sans avoir à passer tout d'abord à travers la surf axe formée en éventail par les bras 17 de l'arbre.
Dans les machines à tarauder construites jusqu'à ce jour, les guides 19 de l'arbre d'entraînement 16 venaient en contact avec la totalité de deux côtés ou plus'de chaque ébauche. Il en résultait, pour les tiges de déviation 21, la nécessité d'aligner très exactement chaque écrou avant de le conduire aux tocs d'entraînement 17 de l'arbre de commande. Dans la présente invention les tiges de déviation Il n'ont besoin d'aligner qu'approximativement les ébauches
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des écrous, un tel alignement approximatif étant suffisant du f ait que les tocs 17 ne viennent en engagement qu'avec les angles des faces d'une ébauche. Cette caraotéristique est représentée dans la figure 3 pour un écrou hexagonal, -et dans la figure 4 pour un écrou carré.
La raison pour laquelle un engagement par l'angle a été trouvé avantageux dans la pratique est que l'ébauche peut tourner sur une dis- tance angulaire corsdérable avant de venir en contact avec les-tocs d'entraînement 17 de l'arbre de commande. Quand l'ébauche est ainsi en contact, elle est maintenue positi- vement contre toute rotation ultérieure, mais il n'est pas indispensable que l'écrou soit exactement aligné pour être ainsi positivement saisi.