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DISPOSITIF DE FORAGE ET DE FRAISAGE AVEC AVANCEMENT AUTOMATIQUE DE L'OUTIL DE TRAVAIL.
La présente invention est relative à un dispositif de (forage et fraisage à aotionnement manuel et avanoement automati- que de l'outil de travail, qui est muni d'un dispositif de ser- rage pour serrer la pièce à travailler. Le dispositif est ap- proprié plus spécialement au travail de rails de chemins de fer et des matériaux de superstructure de chemins de fer.
On connaît des dispositif de forage à actionnement ma- nuel, dans lesquels l'avancement automatique de l'outil de tra- vail se fait par l'aotion simultanée d'un accouplement par friction et d'un élément élastique intermédiaire formé par exem- ple soue forme de disque en caoutchouc ou de ressort en spirale.
Ces dispositifs connus sont non seulement d'une construction peu solide, mais ils ne conviennent pas dans les conditions difficiles imposées par la durée du fonctionnement, plus spé- oialement pour les superstructures de chemins de fer, parce que les parties sensibles du dispositif d'avancement ne sont pas
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protégées et peuvent être endommagées et salies facilement.
Le dispositif suivant l'invention emploie en principe l'avancement automatique constitué d'un accouplement par fric- tion et d'un élément intermédiaire élastique. Il est oaract risé cependant par une enveloppe cylindrique connectée de façon réglable à un support pouvant se déplacer dans un cadre de ser- rage. cette enveloppe est réglable dans toutes les directions et peut osciller autour d'une pièce de guidage placée dans le support. L'élément intermédiaire élastique qui produit la pres- sion du travail est disposé dans l'enveloppe et de cette maniè- re n'est pas soumis à des influences nuisibles.
La construction du cadre de serrage ainsi que la grande masse du support de l'enveloppe donnent une grande rigidité au dispositif suivant l'invention, ce qui d'autre part donne une précision beaucoup plus grande dans le travail. Le rendement est augmenté considé- rablement par la construction spéciale de l'outil de forage.
Les dessins montrent un dispositif conformément à l'in- vention d'après un mode de réalisation simplifié, les figures
1 à 3 montrant trois positions de travail différentes. Figure 4 montre un mode de réalisation pratique en vue latérale, figu- re 5 montre une deuxième possibilité de réalisation en coup. longitudinale, et figure 6 est une vue d'un troisième mode de réalisation.
Suivant le mode de réalisation de la figure 4, le dispo- sitif possède un cadre de serrage 3, avec lequel on peut le fixer à la pièce à travailler, par exemple au pied 2 du rail 1.
Ce cadre de serrage consiste en deux parties longitudinales 3,' qui sont connectées aux extrémités par les pièces transversales 4 et 5. Entre les parties longitudinales 3 se trouve un support 6 déplaçable dans le sens de la longueur. La pièce transversale 4 et le support 6 portent à leur faoe supérieure des saillies 7 et 8. Dans la pièce transversale 5 se trouve vissée une via de serrage 9, au moyen de laquelle on presse le support 6 oontre le pied 2 du rail,
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La douille 10 formant l'enveloppe possède un élément de guidage 11, de préférence cylindrique, qui se déplace dans le support 6 et qui est étalement de préférence placé- ou guidé de manière à pouvoir tourner, et pouvant être serré dans la posi- tion requise par une vis de ferrage 12 vissée dans la partie supérieure du support 6.
L'enveloppe 10 qui porte-le dispositif de foragepeut se déplacer dans le sens de la longueur et elle est réglable dans le sens de la hauteur et peut osciller autour d'un axe vertical, pour le placement précis en hauteur on se sert d'une échelle graduée 13 prévue sur la pièce de guidage 11, Le corps du perforateur 14 est renfooé à la- partie antérieure 15 et se termine par un prolongement conique
16, sur lequel se trouve l'outil de travail 17 analogue à une couronne de forage, muni d'une perforation conique oorrespondan- te, ou bien un autre outil de fraisage approprié et pouvant être empêché de tourner au moyen d'une cheville transversale 18 ou analogue.
L'extrémité antérieure 19 de la douille 10 sert de coussinet de glissement pour la partie 5 du corps 14, tandis que dans la partie postérieure 20 munie d'un filetage intérieur, se trouve vissée la douille de réglage 21. La partie postérieure
22 de la douille 21 peut de préférence être munie d'une plaque d'acier pour éviter son usure rapide. L'extrémité postérieure du corps 14 présente une tête carrée 23 et un bout fileté 24.
Sur la tête carrée 23 se trouve glissé l'organe intermédiaire entraîneur 25 formé pa xemple en forme de douille. La surface frontale entière de la douille présente un trou carré, tandis que la surface frontale annulaire de la douille se pose contre la surface 22 de la douille de réglage 21, Sur la tête carrée se trouve placée élément la manivelle 26 qui est serrée par un écrou à ailettes 27 ou analogue. A l'intérieur de l'enveloppe 10 se trouve placé sur le corps 14 un fort ressort en spirale 28, qui 'sappuie d'un côté contre le rebord 15 du dit corps et
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d'autre part contre la surface frontale intérieure de la douille de réglage 21. pour éviter le frottement en surface on peut pla- oer entre le ressort et la douille de réglage encore un palier de poussée à billes 29.
A l'enveloppe 10 se trouve f ixé un récipient 30 pour le fluide de graissage, par exemple au moyen d'un anneau de serra- ge 31, Le tuyau d'admission 33 oscille de préférence du robinet 32, de sorte que le fluide de graissage peut être amené direote- ment à l'endroit de travail de l'outil par le déplacement longi- tudinal ou par la rotation du récipient 30 ainsi que par le bas- oulement du tuyau 33.
L'outil de forage 17 eat formé creux et présente une cou- ronne découpante en dentede soie à petit nombre de dents. on découpe ainsi de la pièce à travailler, par exemple du pied du rail 1, une partie annulaire, tandis que le disque correspondant au diamètre de l'espace creux de l'outil de forage tombe en dehors comme déchet, pour assurer un guidage plus sur des co- peaux, les dents ou les espaces entre les dents sont formés très grands;
de plus, les surfaces étroites formant la dent, et plus particulièrement aux endroits de passage 171 du dos de la dent au devant de la dent, ne sont pas dirigées radialement con- tre l'axe de rotation, mais se ferment à angle obtus sur la sur- face extérieure de l'outil 17 de telle manière que les copeaux sont pressés automatiquement vers l'extérieur par ces surfaces inclinées, Cette construction suivant l'invention de l'outil perforateur en combinaison avec les avantages de construction usuels du dispositif rend possible un rendement extrêmement élevé. Par exemple il est possible de perforer des trous ayant jusque 36 et 40 mm. de diamètre en se servant d'un seul ouvrier et cela approximativement en 1 1/2 minute.
Le mode de travail du dispositif automatique d'avancement suivant l'invention est illustré d'une manière simplifiée en trois positions de travail différentes dans les figures 1 à 3.
Dans la position suivant la figure 1, l'outil perforateur 17
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est éloigna de la pièce à travailler 1. La partie antérieure de la douille 21 est vissée dans l'enveloppe 20. Le ressort 28 qui d'un côté s'appuie oontre la douille 21, presse le corps 14 de 1$outil vers le coté dans la direction de la pièce à travailler et contre celle-ci, ce qui fait serrer la douille d'entraînement 25 oontre la surface 22 de la douille de réglage et de la mani- velle 26. Si maintenant la manivelle 26 est tournée dans le sens des aiguilles d'une montre, la douille de réglage 21 est Tissée grâce au frottement avec la douille 25 dans l'enveloppe 20 jusqu'à ce que l'outil touche la surface de travail (fig.2).
En ce moment la pression du ressort est transmise à la pièce à. travailler, de sorte que le serrage de la douille d'entraîné** ment 25 entre la douille de réglage et le moyeu de la manivelle est enlevé graduellement. De cette manière la fermeture par frottement entre la douille 25 et la douille de réglage 21 ne se fait plus, de sorte que la douille 21 ne peut plus être vissée davantage dans l'enveloppe 20. En faisant tourner davan- tage,la manivelle 26 pousse lentement le perforateur sous la pression du ressort en spirale 28 dans la pièce à travailler.
Si on obtient un déplacement suffisant vers l'avant (fig. 3) lors du travail de l'outil de forage, le serrage de la.douille d'entraînement 25 se produit de nouveau, car l'écartement entre le moyeu de la manivelle et la surface frontale 22 de la douille- de réglage doit théoriquement devenir de nouveau plus petit par la pression vers l'avant de l'outil de forage. De cette manière la pression entre les surfaces frontales des parties 25 et 21 croît de nouveau, de sorte qu'il s'ensuit un nouveau visaage de la douille de réglage dans l'enveloppe 20. Le fonctionnement qui vient d'être décrit se répète maintenant périodiquement, ce qui fait que la douille de réglage est vissée à des intervalles réguliers dans l'enveloppe 20.
Dans les dessins on a montré les déplacementsaxiaux relatifs d'une façon exagérée. En réalité
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1'écartement entre le moyeu, de la manivelle et la surface fron- tale 22 reste toujours le même, mais les pressions entre les surfaces frontales en contact varient périodiquement.
Figure 5 montre une coupe longitudinale de la partie su- périeure d'un second mode de réalisation du dispositif de forage suivant l'invention, dans lequel au lieu de la douille d'entraî- nement 25 on utilise une ou plusieurs vis de réglage 34, qui sont vissées dans le moyeu 35 de la manivelle et sont fixées dans la position requise par exemple au moyen d'un contre-écrou 36. Les extrémités des boulons filetés 34 agissent également sur la surface frontale, renforoée par une plaque d'aoier 37, d'une douille de réglage 39 vissée sur l'enveloppe fixe 38. La pression de travail nécessaire pour l'outil de forage ou pour la fraiseuse sera également obtenue par un ressort en spirale 28, comme dans l'exemple de réalisation de la figure 4.
Dans la fi- gure 5 est montrée une seule vis de réglage ; on pourra cepen- dant en disposer symétriquement plusieurs dans le moyeu de la manivelle, afin d'éviter des moments de flexion unilatéraux du corps de l'outil, par l'arrangement d'un boulon fileté 34 de toute longueur voulue dans le moyeu de manivelle 35 on peut, ainsi que dans le premier mode de réalisation, adapter aux né- cessités du moment par le réglage de l'éorou à ailettes 27, la pression de travail de l'outil perforateur, de sorte que dans ce cas on dispose d'un jeu beaucoup plus grand pour le réglage de la pression du travail.
Une autre modification des modes de réalisation décrits peut être obtenue en cela que l'organe d'entraînement, par exem- ple la douille 23, est placé non pas extérieurement entre la manivelle et la douille de réglage, mais dans l'enveloppe à la place du palier à billes 29 entre le ressort et la douille de réglage. On doit cependant avoir soin que la douille puisse se déplacer longitudinalement avec le corps de l'outil, sans pou- voir tourner, Cette modification présente l'avantage que l'orga-
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ne d'entraînement et les surfaces frontales en contact sont protégées contre des influences extérieures nuisibles..
Figura 6 montre une modification de la connexion entre l'enveloppe 10 et le cadre de serrage 3. Une pièce de connexion 40 est réglable en hauteur avec sa partie de guidage 41, de préférence cylindrique, dans le support 6, et peut être serrée au moyen de la vis de serrage la. La partie de guidage 11 de l'enveloppe 10, construite d'une manière analogue, par exemple cylindrique, peut se déplacer horizontalement dans un guidage ou une perforation de la pièce de oonnexion 40 disposée à angle droit avec la partie 41 et peut être serrée au moyen de la vis de serrage 42. Par cet arrangement, on rend possible un léger déplacement horizontal du dispositif .de forage sans la nécessité d'enlever le cadre de serrage.
A cause de la pression uniforme de travail et du mode de travail du dispositif de déplacement adapté au rendement de l'outil de travail, on peut obtenir un rendement beaucoup plus grand par le dispositif suivant l'invention que celui obtenu par les dispositifs connus, et en même temps une plus grande simpli- cité de construction et de fonctionnement. Le dispositif de ser- rage sert d'autre part à un serrage rapide et à un réglage pré- cis du corps de l'outil de travail à l'endroit d'utilisation.
Plus particulièrement par l'utilisation du dispositif suivant l'invention aux superstructures se trouvant déjà en fonctionne- ment on obtient cet avantage important que le dispositif ne doit pas âtre enlevé avant le passage d'un train, car la cons- truction serrée de ce dispositif donne une grande liberté de profil,
La présente invention couvre également d'autres machines- outils et dispositifs analogues, plus spécialement à actionne- ment manuel. on pourra également employer avec les mêmes avan- tages le dispositif d'avancement suivant l'invention à des
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machines plus légères à aotionnement par moteur.
Au lieu d'une manivelle ordinaire à main on pourra employer l'une des mani- velles usuelles à oliquet et roue à rochet, si les conditions de travail ne permettent pas de faire effectuer une rotation complète de la manivelle.
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DRILLING AND MILLING DEVICE WITH AUTOMATIC FEEDING OF THE WORKING TOOL.
The present invention relates to a device for drilling and milling with manual actuation and automatic advancement of the working tool, which is provided with a clamping device for clamping the workpiece. - especially suitable for working with railway rails and railway superstructure materials.
Manually actuated drilling devices are known in which the automatic advancement of the working tool is effected by the simultaneous action of a friction coupling and of an intermediate elastic element formed for example. full form of rubber disc or spiral spring.
These known devices are not only of a weak construction, but they are not suitable under the difficult conditions imposed by the duration of the operation, more especially for railway superstructures, because the sensitive parts of the device of advancement are not
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protected and can be damaged and soiled easily.
The device according to the invention in principle employs automatic advancement consisting of a friction coupling and an elastic intermediate element. It is however secured by a cylindrical casing connected in an adjustable manner to a support capable of moving in a clamping frame. this envelope is adjustable in all directions and can oscillate around a guide piece placed in the support. The elastic intermediate element which produces the working pressure is arranged in the casing and in this way is not subject to harmful influences.
The construction of the clamping frame as well as the large mass of the support of the casing gives great rigidity to the device according to the invention, which on the other hand gives much greater precision in the work. The yield is considerably increased by the special construction of the drilling tool.
The drawings show a device according to the invention according to a simplified embodiment, the figures
1 to 3 showing three different working positions. Figure 4 shows a practical embodiment in side view, Figure 5 shows a second possibility of implementation in section. longitudinal, and FIG. 6 is a view of a third embodiment.
According to the embodiment of FIG. 4, the device has a clamping frame 3, with which it can be fixed to the workpiece, for example to the foot 2 of the rail 1.
This clamping frame consists of two longitudinal parts 3, 'which are connected at the ends by the transverse parts 4 and 5. Between the longitudinal parts 3 there is a support 6 movable in the length direction. The transverse part 4 and the support 6 carry at their upper faoe projections 7 and 8. In the transverse part 5 is screwed a clamping via 9, by means of which the support 6 is pressed against the foot 2 of the rail,
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The sleeve 10 forming the casing has a guide member 11, preferably cylindrical, which moves in the support 6 and which is preferably placed or guided so as to be able to turn, and which can be clamped in the position. required by a fitting screw 12 screwed into the upper part of the support 6.
The casing 10 which carries the drilling device can move in the length direction and it is adjustable in the height direction and can oscillate around a vertical axis, for the precise placement in height is used. a graduated scale 13 provided on the guide piece 11, the body of the perforator 14 is reinfooed at the front part 15 and ends in a conical extension
16, on which there is located the working tool 17 similar to a core bit, provided with a corresponding conical perforation, or another suitable milling tool which can be prevented from turning by means of a transverse pin 18 or the like.
The front end 19 of the sleeve 10 serves as a sliding pad for the part 5 of the body 14, while in the rear part 20 provided with an internal thread, the adjustment sleeve 21 is screwed. The rear part
22 of the sleeve 21 may preferably be provided with a steel plate to prevent rapid wear. The posterior end of the body 14 has a square head 23 and a threaded end 24.
On the square head 23 is slid the intermediate drive member 25 formed pa xample in the form of a sleeve. The entire front surface of the bushing has a square hole, while the annular front surface of the bush rests against the surface 22 of the adjusting bush 21, On the square head is placed the crank 26 which is clamped by a wing nut 27 or the like. Inside the casing 10 is placed on the body 14 a strong spiral spring 28, which rests on one side against the flange 15 of said body and
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on the other hand against the inner front surface of the adjustment sleeve 21. to avoid friction on the surface, a further thrust ball bearing 29 can be placed between the spring and the adjustment sleeve.
A container 30 for the lubricating fluid is attached to the casing 10, for example by means of a clamping ring 31. The inlet pipe 33 preferably oscillates from the valve 32, so that the fluid lubricant can be brought to the working point of the tool by the longitudinal displacement or by the rotation of the container 30 as well as by the tilting of the pipe 33.
Drill tool 17 is hollow formed and has a small number of teeth floss cutting crown. an annular part is thus cut from the workpiece, for example from the foot of the rail 1, while the disc corresponding to the diameter of the hollow space of the drilling tool falls outside as waste, to ensure more guidance. on chips, teeth or spaces between teeth are formed very large;
moreover, the narrow surfaces forming the tooth, and more particularly at the points of passage 171 from the back of the tooth to the front of the tooth, are not directed radially against the axis of rotation, but close at an obtuse angle on the outer surface of the tool 17 in such a way that the chips are automatically pressed outwards by these inclined surfaces. This construction according to the invention of the perforating tool in combination with the usual construction advantages of the device makes extremely high efficiency possible. For example it is possible to punch holes up to 36 and 40 mm. in diameter using a single worker and this in approximately 1 1/2 minutes.
The working mode of the automatic advancement device according to the invention is illustrated in a simplified manner in three different working positions in FIGS. 1 to 3.
In the position according to figure 1, the perforating tool 17
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is moved away from the workpiece 1. The front part of the sleeve 21 is screwed into the casing 20. The spring 28, which on one side rests against the sleeve 21, presses the body 14 by 1 $ tool towards the side in the direction of and against the workpiece, causing the drive sleeve 25 to clamp against the surface 22 of the adjusting sleeve and crank 26. If now the crank 26 is turned in clockwise, the adjustment sleeve 21 is Woven by rubbing with the sleeve 25 in the casing 20 until the tool touches the work surface (fig. 2).
At this moment the spring pressure is transmitted to the workpiece. work, so that the clamping of the drive bush 25 between the adjusting bush and the crank hub is gradually removed. In this way the friction closure between the sleeve 25 and the adjustment sleeve 21 no longer takes place, so that the sleeve 21 can no longer be screwed further into the casing 20. By further rotating the crank 26 Slowly pushes the perforator under the pressure of the spiral spring 28 into the workpiece.
If sufficient forward movement is obtained (Fig. 3) when working the drilling tool, the clamping of the drive sleeve 25 occurs again, because the distance between the crank hub and the front surface 22 of the adjusting sleeve should theoretically become smaller again by the forward pressure of the drilling tool. In this way the pressure between the front surfaces of the parts 25 and 21 increases again, so that a new visaing of the adjustment sleeve in the casing 20 follows. The operation which has just been described is repeated. now periodically, so that the adjusting sleeve is screwed at regular intervals into the casing 20.
In the drawings the relative axial displacements have been shown in an exaggerated way. In reality
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The clearance between the hub of the crank and the front surface 22 always remains the same, but the pressures between the contacting front surfaces vary periodically.
Figure 5 shows a longitudinal section of the upper part of a second embodiment of the drilling device according to the invention, in which instead of the drive sleeve 25 one or more adjusting screws 34 are used. , which are screwed into the hub 35 of the crank and are fixed in the required position for example by means of a lock nut 36. The ends of the threaded bolts 34 also act on the front surface, reinforced by a steel plate 37, an adjustment sleeve 39 screwed onto the fixed casing 38. The working pressure required for the drilling tool or for the milling machine will also be obtained by a spiral spring 28, as in the embodiment of figure 4.
In figure 5 a single adjustment screw is shown; several of them can, however, be arranged symmetrically in the hub of the crank, in order to avoid unilateral bending moments of the body of the tool, by the arrangement of a threaded bolt 34 of any desired length in the hub of the tool. crank 35, as in the first embodiment, it is possible to adapt the working pressure of the perforating tool to the needs of the moment, by adjusting the wing nut 27, so that in this case one has a much larger clearance for adjusting the working pressure.
A further modification of the described embodiments can be obtained in that the driving member, for example the sleeve 23, is placed not externally between the crank and the adjusting sleeve, but in the casing at the bottom. place the ball bearing 29 between the spring and the adjusting sleeve. However, care must be taken that the sleeve can move longitudinally with the body of the tool, without being able to rotate. This modification has the advantage that the organ-
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drive and the contacting front surfaces are protected against harmful external influences.
Figure 6 shows a modification of the connection between the casing 10 and the clamping frame 3. A connection piece 40 is adjustable in height with its guide part 41, preferably cylindrical, in the support 6, and can be clamped by hand. by means of the clamping screw la. The guide part 11 of the casing 10, constructed in a similar manner, for example cylindrical, can move horizontally in a guide or a perforation of the connecting piece 40 arranged at right angles to the part 41 and can be clamped. by means of the clamping screw 42. By this arrangement, a slight horizontal displacement of the drilling device is made possible without the need to remove the clamping frame.
Because of the uniform working pressure and the working mode of the displacement device adapted to the output of the working tool, a much greater output can be obtained by the device according to the invention than that obtained by the known devices, and at the same time greater simplicity of construction and operation. The clamping device also serves for quick clamping and precise adjustment of the body of the work tool at the point of use.
More particularly by using the device according to the invention with superstructures already in operation, this important advantage is obtained that the device does not have to be removed before the passage of a train, because the tight construction of this device. device gives great freedom of profile,
The present invention also covers other machine tools and similar devices, more especially manually operated. the advancement device according to the invention can also be used with the same advantages at
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Lighter powered machines.
Instead of an ordinary hand crank, one of the usual oliquet and ratchet wheel cranks can be used if the working conditions do not allow the crank to be rotated completely.