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t MECANISME D'ENTRAINEMENT POUR FRAISEUSES, PERCEUSES
ET MACHINES OUTILS ANALOGUES.
La présente invention est relative aux fraiseuses et perceuses différant dans les proportions de leurs parties, mais fonctionnant de manière analogue.
L'invention est plus particulièrement relative aux dispositifs et aux mécanismes transmettant le mouvement depuis un arbre entraîneur, mis en rotation directement par un moteur, une poulie, des engrenages ou autres moyens, jusqu'à un autre arbre de travail, parallèle au premier, et portant l'outil (lame, fraise, foret ou autre)4 Ces dispositifs sont établis et disposés de manière à obtenir une machine de haute effiéacitée, rapidement réglable et dans laquelle, quand elle a été réglée,, l'arbre portant l'outil peut être continuellement maintenu à la position désirée, de manière à assurer un travail précis et efficace De plus, le dispositif est d'une fabrication peu coûteuse, attendu que tous ses organes sont de construction simple et leur combinaison facile,
L'invention peut tre appliquée à tout type de
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fraiseuse ou perceuse, mais elle trouve son application la plus utile dans les perceuses et les fraiseuses du type dresseuse, dans lesquelles la table sur laquelle ltouTrage à fraiser est fixé peut se mouvoir dans une direction seulement, (généralement en direction horizontale) en se déplaçant sur des glissières opposées fixées au bâti de la machine, alors que la broche qui porte l'outil (lame, fraise, foret ou autre) est maintenue avec son axe parallèle au plan de la table, et perpendiculaire à la direction du coulissement de celle-ci* Cette broche peut être rendue réglable verticalement, son déplacement s'effectuant sans mouvement angulaire de la broche, de manière à la placer en position de travail à une distance convenable de la table, puis à l'immobiliser à cette position,
Cette broche peut égale. ment être déplacée longitudinalement, suivant son axe, de manière à oonduire puis à immobiliser l'outil en position convenable.
En vue de décrire clairement l'invention, on 1'exposera ci-dessous en se référant aux dessins annexés qui représentent son application à une fraiseuse du genre planeuse, quoique l'invention ne soit pas limitée à l'application dans un type spécial de machines outils.
Dans ces dessins, on considérera comme l'avant de la machine le o8té où se tient l'ouvrier au cours de l'opération de fraisage, au voisinage de la manivelle de manoeuvre.
La figure 1 est une vue en coupe horizontale et en plan.
La tige 2 est une vue de face de la machine, toute la partie antérieure portant le groupe de tête.
La fige 3 est une vue par l'arrière de la machine.
La fige 4 montre une coupe des mécanismes transmettant le mouvement depuis la poulie jusqu'à l'arbre de fraise, et permettant de fixer la position de celui-ci pendant le fonotion- nement.
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La fig. 5 montre la machine vue par la gauche de l'opérateur.
La fige 6 représente la réalisation d'une partie de la machine, comprenant l'arbre de fraise*
La tige 7 est une coupe de la partie mobile. comme la figo 4, mais détachée de la partie fixe de la machine
La fige 8 est une vue d'une partie du mécanisme transmettant le mouvement depuis la poulie jusqu'à l'arbre de fraise, cette partie étant vue depuis l'avant de la maohine,
La figo 9 est une coupe de la même partie, montrant en traits pointillés la partie du mécanisme située à l'arrière de la machine.
La fige 10 est une vue de la face de la partie de la machine faisant office de support pour l'extrémité de 1'arbre de fraise, pendant le fonctionnements
La figo 11 est une vue de profil de cette partie.
La fige 12 montre le détail de la poulie transmettant le mouvement de 1'arbre, et le mode d'accouplement de cette poulie sur l'arbre.
La fige 13 est une vue de face de cette poulie,
La fig 14 représente le montage des manivelles destinées à la fixation du cadre mobile sur le cadre fixe, en position définitive..
Le bâti 1 (voir figs 1, 2 3, 5 10, 11) sur lequel la table 2 peut coulisser sur des glissières opposées, porte le groupe des mécanismes au moyen desquels le mouvement est transmis depuis la poulie motrice (ou le moteur, si la machine est directement accouplée à ce dernier) jusqu'à l'arbre qui porte l'outil (fraise ou autre).
Le mode d'obtention des déplacements de l'arbre de fraise et le mode de fixation de celui-ci durant le fonctionne** ment font l'objet de la présente invention et seront décrits
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plus loin dans leurs parties essentielles, et schématiquement représentés dans les figures, alors que le mouvement longitudi- nal de la table et le mode de contrôle des déplacements de celleci, faisant l'objet d'une autre invention, ne seront pas décrits ni représentés, seule la manivelle 3 ou volant à main utilisé par l'ouvrier pour contrôler les mouvements de la dite table étant montré.
L'ensemble des mécanismes ci-dessus est porté par un cadre rigide 4 fixé au bâti 1, sur le coté postérieur de celuici.
Ce bgti 4 consiste en un boîtier parallélipipédique partiellement fermé 4 sa partie supérieure 5 et à sa partie inférieure 6.
Ses faces avant et arrière sont pourvues de perçages 13 14, dans lesquels deux coussinets 7, 8 sont montés. Dans les coussinets 7, 8 tourne l'arbre 9 qui porte la poulie motrice 10.
Deux rainures 11 et 12 de section en T sont ménagées dans les faces latérales, suivant un arc de cercle dont le centre coïncide avec l'axe des perçages 13, 14, o'est-à-dire également avec 1'axe géométrique de l'arbre 9 qui porte la poulie motrice 10.
On a désigné en 15 et 16 deux autres fentes possédant la même section transversale et également en arc de cercle, dont le centre coïncide avec l'axe géométrique de l'arbre 9, fentes dans lesquelles peuvent passer des boulons de fixation. Un cadre mobile 17 est situé à l'intérieur de ce bâti fixe 4, le cadre 17 étant supporté, pour pouvoir tourner sur les prolongements des coussinets 7 et 8, de sorte que son axe dtoseillation coïncide aveo l'arbre 9 qui porte la poulie motrice 10.
Le cadre 17 comporte des perçages portant des boulons 18 engagés par leurs têtes dans les fentes en T et désignés par 11, 12, 15, 16, et grâce auxquels le cadre mobile peut être fixé au bâti fixe 4, et par suite au bâti principal 1 de la machine.
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Deux perçages de ce genre sont ménagés dans les supports oppo sés 19, 20 Il est ainsi possible de déplacer le cadre mobile 17, et de fixer celyi-vi sur le bâti fixe 1 pendant la rotation de la poulie 10 et de ltarbre 9.
En se référant maintenant aux figs 7, 8 et 9 on voit que le cadre mobile 17 comporte deux parois antérieure 21 et postérieure 22: possédant la forme montrée dans les figures, et réunies à leurs extrémités par une paroi 23 et par un cylindre alésé 25, ainsi que, dans une partie intermédiaire, par un second cylindre alésé 24
Sur les parois 21 et 22, et outre les deux perçages 26 et 27 recevant les prolongements des coussinets 7 et 8, on prévoit deux autres perçages qui portent les deux coussinets ooaxiaux 38 et 29, 'Les coussinets peuvent être remplacés par des roulements à billes.
L'axe des coussinets 28, 29 est situé dans un plan déterminé par l'axe du cylindre alésé 25 et par l'axe des coussinets 7 et 8, coïncidant avec l'axe de l'arbre 9,
Sur le même plan, ou au voisinage de celui-ci, on prévoit les perçages formés dans les supports 19, 20, et dans lesquels sont engagés les boulons destinés à immobiliser le cadre mobile 17 par rapport au bâti fixe 4,
Un autre cylindre alésé 30 (figs. 1, 6 9) portant à son extrémité antérieure un coussinet o8nique 31 à bride 32 peut coulisser à l'intérieur du cylindre alésé 25.
L'extrémité postérieure 33 du cylindre 30 est de diamètre plus réduit, comporte un filetage formé à sa surface extérieure, et est pourvue d'un coussinet 34 intérieur. Les coussinets 31 et 34 supportent un arbre 33 percé sur toute sa longueur, et auquel l'arbre 37 portant la fraise 38 est fixé au moyen d'un prolongement cônique 36., suivant un procédé maintenant habituel dans toutes les fraiseuses*
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Le cylindre 30 comporte une gorge 39 dans laquelle est engagé un tenon 40, fixé à la paroi 25, de sorte qu'alors que la rotation de ce cylindre est empêchée, ce dernier est libre de se déplacer suivant son axe longitudinal, ce mouvement étant nécessaire pour amener la fraise à la position voulue.
Ce déplacement longitudinal est obtenu au moyen d'un manchon fileté 41 à pas réduit, engagé sur le filetage 33 et portant un volant à main 42 qui peut être mis en rotation par l'ouvrier. Le manchon 41 comporte à sa surface extérieure une gorge circulaire dans laquelle s'engage une bague fendue fixée à la paroi 22 au moyen de vis, cette bague fendue permettant la rotation du dit manchon, et empêchant le déplacement longitudinal de celui-ci* Sur le manchon 41 est également monté à friction douce une couronne graduée 44, au moyen de laquelle le déplacement de la fraise peut être contrôlé.
Au niveau du coussinet conique 31, l'arbre comporte une portée conique. Un écrou fendu 45 est prévu pour régler aractement l'arbre dans le coussinet, cet éorou étant vissé sur un filetage 46 de l'arbre et bloqué par une vis 47. Un disque destiné à réduire le frottement peut être interposé entre le collier 48 et la bride 32.
L'arbre 35 est pourvu d'une bride antérieure au moyen de laquelle un pignon denté 49 est fixé sur oelui-ci au moyen de vis. Un arbre 50 peut tourner dans les coussinets 28, 29 et un pignon 51 est fixé à celui-ci. La largeur de ce pignon est plus grande que celle du pignon 49, si bien qu'alors que le cylindre 30 est déplacé longitudinalement pour régler la fraise, les dents du pignon 49 sont toujours complètement engagées entre celles du pignon 51. La différence entre les épaisseurs des pignons 49 et 51 représente le déplacement admissible en vue du réglage longitudinal de la fraise.
Dans certains cas, la machine peut être employée comme
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perceuse ou aléseuse, et cette différence représente la longueur maximum pour laquelle la machine peut être utilisée en vue de ces opérations.
L'arbre 50 porte un pignon 52 engrenant avec un pignon 53 porté par un arbre 54 qui tourne dans un coussinet 55 logé dans un perçage de la paroi postérieure du cadre mobile 17.
Un autre pignon 56 est rigidement accouplé au pignon 53 et est porté par le même arbre 54 Ce pignon engrène avec un autre pignon 57 fixé à l'extrémité de l'arbre 9 qui porte la poulie motrice 10* Le mouvement est transmis par la poulie motrice 10 à l'arbre 9 et depuis celui-ci par le jeu de pignons d'engrenage 57, 56, 53 52 jusqu'à l'arbre 50, tous ces pignons étant disposés sur la face arrière de la machine.
L'arbre 50, par l'inter< médiaire du pignon 51, entraîne le pignon 49, l'arbre 35 et finalement la fraise 4
Les pignons 57, 56, 53,52, ainsi que les pignons 51 et 49 peuvent être détachés des arbres qui en sont solidaires et être remplacés par d'autres pignons assurant le même écarte* ment entre les axes, si bien qu'en changeant les pignons on peut obtenir plusieurs vitesses pour l'arbre de fraise, pour une même vitesse de la poulie motrice,
Les pignons 57, 56, 53 52 constituent ensemble un jeu d'engrenages, comme dans les bancs à fileter, et autres machines outils, et sont aisément interchangeables. Les pignons 51 et 49 peuvent être également remplacés par d'autres, de manière à disposer encore d'une autre série de vitesses différons tes.
Des carters non représentés sur les dessins protègent ces pignons et assurent la lubrification de ceux-ci. Ils s'opposent également aux déplacements longitudinaux de ces pignons, ainsi qu'il en est d'ordinaire dans beaucoup de machines de ce genre.
Le déplacement vertical de l'arbre 37, et par suite de la fraise, est obtenu et contrôlé par une vis verticale 58 (figs. 4, 5 9) entraînée par un volant à main 59.
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La vis 58 peut tourner sur des parties lisses opposées de celle-ci, dans deux perçages des parois 5 et 6 du bâti fixe 4, et elle est guidée de manière à empêcher ses déplace* ments verticaux.
La vis 58 est engagée dans un écrou parallélipédique 6060 situé entre deux joues 61 comportant des parois parallèles verticales s'étendant depuis le cadre mobile 17.
L'éorou 60 comporte des prolongements supérieur et inférieur au moyen desquels il entre en contact avec les joues 61 de manière à entratner celles-ci lorsqu'il se déplace.
Un certain jeu est réservé entre ces prolongements et les joues de manière à permettre le léger déplacement qui est nécessaire en raison du fait que l'éorou se déplace sur un trajet rectiligne alors que les joues se déplacent suivant un arc de cercle.
Grâce aux dispositifs que l'on a décrits ci-dessus, quand le réglage vertical a été obtenu le simple serrage des boulons assemble le cadre mobile 17 sur le bâti fixe 4, comme on l'a décrit ci-dessus, et par conséquent tout le mécanisme porté par le premier, ainsi que par suite l'arbre de fraise, est fixé à la position désirée. Une graduation prévue à la partie inférieure du volant à main 59 facilite ce réglage.
Dans la cavité interne du cylindre 24 dont il a été question plus haut on peut placer et fixer une solide barre 62 dont la longueur est au moins égale à la largeur de la machine, et servant à relier le cadre mobile 17 avec l'autre pièce mobile 63 qui porte un coussinet 64 à l'intérieur duquel tourne l'extré' mité de l'arbre 37 qui porte la fraise. Le mode de fixation de la barre 62 dans le cadre mobile 17 ne présente aucune particu- larité spéciale, attendu que cette fixation est analogue à celle adoptée dans les fraiseuses ordinairese Toutefois, le mode de support de la pièce mobile 63 qui porte le coussinet 64, et sa
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fixation à la base 1, intéresse l'invention et sera donc décrit en détail.
Un cadre creux 65, dont la forme est indiquée en plan dans la fig. 1 et est encore montrée dans les figs, 5, 10, 11 est fixé à la partie antérieure de la base de la machine. Ce cadre 65 est pourvu à sa partie inférieure d'une embase 66 la- quelle, au moyen de boulons 67, peut être fixée dans deux gorges 68 en T parallèles à l'axe de l'arbre de fraise, et taillées dans la base de la maohine, de sorte que le cadre 65 peut être déplacé plus ou moins suivant la largeur'de la pièce à usiner, et de manière que celle-ci puisse être travaillée dans les meilleures conditions.
Pour déplacer le cadre 65 parallèlement à lui-même, celui-ci,est guidé par une pièce parallélipipédique 69 dont les o8tés sont parallèles à l'axe de la fraise, et qui est fixée à la base de la machine.
Une gorge taillée dans l'ambase 66 du cadre 65 vient sgengager exactement, avec un léger frottement, sur la pièce 69, de façon que le cadre 65 soit parfaitement guidé sans rotation durant ses déplacements Le mouvement du cadre vertical 65 peut être facilité en pourvoyant la base de ce dernier d'une crémail- lère qui engrène avec un pignon dont l'axe doit être perpendiou- laire au sens de déplacement, ou bien en utilisant un parallélogramme dont les axes sont perpendiculaires à la direction du déplacement, ou encore tout autre moyen mécanique connue
Quand le déplacement voulu du cadre 65 a été obtenu, celui-ci est fixé à la base de la machine au moyen de boulons 67.
Dans le cadre 65 est percée une ouverture dont 1 taxe coin-* cide avec celui de l'arbre 9 portant la poulie 10.
A l'intérieur de cette ouverture est placée et peut être fixée une pièce cylindrique 70 se terminant en une partie filetée de diamètre plus réduit.
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Le cadre 65, à son extrémité opposée est pourvu d'une fente en T courbée en arc de cercle, dont le centre coïncide avec l'axe de la pièce cylindrique 70 et par conséquent avec l'axe prolongé de l'arbre 9.
Une monture 63, présentant la forme indiquée dans les dessins, repose sur le côté cylindrique du cadre 65. Cette monture comporte quatre perçages, dont l'un s'ajuste à la pièce 70, l'autre coïncide avec l'axe de l'arbre 37 qui porte la fraise, et reçoit le coussinet 64 dans lequel cet arbre tourne, un autre est prévu dans l'axe de la fente 71, et le quatrième coin** oide avec l'axe de la barre 62 qui passe dans ce dernier et s'ajuste dans celui-ci. Pendant que le cadre mobile 17, au moyen de la vis 58, est conduit à la position voulue, la pièce 63 peut être elle-même fixée et appliquée contre la surface extérieure du cadre vertical 65 au moyen d'un boulon 72 s'engageant dans la fente en T désignée par 71, et d'un éorou à manette 72 engageant le filetage de la pièce 70.
La barre 62 peut être également fixée sur la monture 63 au moyen d'une bague de verrouillage fendue, comportant une vis ou une manette à vis, de la manière habituelle. Au moyen du dispositif ci-dessus la monture 63 et par conséquent le coussi- net 64 suivent le mouvement du cadre mobile, de manière précise, et peuvent être aisément fixés à la position voulue.
Le coussinet 64 peut également être remplacé par un coussinet fileté se terminant en une extrémité conique engagée dans une cavité o8nique percée à l'extrémité de l'arbre 35, ce dispositif étant préférable toutefois seulement pour les travaux légers.
Un coussinet analogue au coussinet 64 peut être prévu pour la barre 62, Cette barre, dans les dessins, présente une forme cylindrique, car cette forme la rend d'une construction et d'un réglage plus faciles, mais elle peut cependant présenter
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d'autres formes, comme par exemple une section en U renversé, l'invention,portant sur la fonction de cette pièce et non sur sa forme,
Les particularités essentielles de l'invention con- cément: la forme du bâti fixe 4; la forme du cadre mobile 17; l'ensemble des mécanismes transmettant le mouvement depuis la poulie motrice jusqu'à l'arbre de fraise; le mode de déplacement de ces mécanismes et de fixation ultérieure de la partie mobile sur le bâti fixe, et par conséquent sur la base de la machine;
la forme de la pièce portant le coussinet qui supporte l'extré- mité de l'arbre de fraise; le mode de déplacement puis de fixation de la dite pièce sur son support vertical, de manière à constituer un ensemble rigide avec la base de la machine. A ces caractéristiques on doit encore ajouter d'autres détails cons- tructifs présentant une grande importance, du fait que si on les négligeait le résultat serait moins satisfaisant.
Ces détails doivent par conséquent être incorporés à l'invention et on les décrira spécialement*
Les figs, 12 et 13 montrent une coupe longitudinale et une vue de face de l'arbre 9 et de la poulie motrice 10, ainsi que du dispositif pour transmettre le mouvement depuis la poulie jusqu'à l'arbre 9, et depuis ce dernier jusqu*au train d'engrenages entraînant l'arbre de fraise. Un collier 74 peut coulisser sur l'arbre 9, portant une clavette 75 empêchant la rotation de ce collier, mais permettant toutefois son déplacement longitudinal.
Le collier 74 est pourvu de orabots 76 qui, sous l'action du déplacement longitudinal du collier, peuvent venir s'engager avec d'autres crabots appartenant à une pièce alésée 77 se terminant en une bride circulaire 78.
La bride 78 est fixée à la poulie 10 de la manière suivante cette bride comporte trois fentes disposées sur un
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même cercle dont le centre coïncide avec l'axe de l'arbre. Ces fentes présentent un certain développement angulaire, et reçoi- vent trois boulons 80 vissés sur la poulie et comportant une seotion moyenne de diamètre renforcé, égale à la largeur des fentes, moins un léger jeu sur lequel on reviendra plus loin.
La longueur de la seotion cylindrique moyenne des boulons est légèrement plus grande que l'épaisseur de la bride 78, de sorte que quand on applique une couronne 81 sur les boulons passant dans les écrous 82, en serrant ces écrous, la bride 78 est appli- quée avec une légère friction et peut se déplacer par rapport à la poulie 10 d'un angle limité par la longueur périphérique des fentes 79. partie
La pièce 77, dans sa/portant le orabotage, possède le même diamètre intérieur que le moyeu 83 de la poulie 10, et peut tourner sur celui-ci.
Un fort ressort 84 est enfermé dans l'espaoe réservé entre les parois cylindriques de la pièce 77 et du moyeu 83, ce ressort étant fixé par une extrémité à la paroi intérieure de la poulie 10, et par son autre extrémité à la pièce 77. Ce res- sort 84 est soumis à une tension initiale et par suite les trois boulons 80 sont appliqués, par leur section moyenne cylindrique, contre les extrémités des trois fentes, Quand la machine est au repos, et que l'accouplement n'est pas mis en prise, la pièce 77 forme pratiquement corps aveo la poulie, Quand 1'accouplement est mis en prise par contre, et que la machine est mise en ac- tion, en raison de l'inertie de l'arbre 9 et de tout le disposi- tif d'actionnement de la fraise, ainsi que principalement du fait de la résistance rencontrée par la fraise au cours de son travail,
le ressort subitune tension supplémentaire,et une légère rotation s'effectue entre la poulie et la bride 78, ainsi que le reste du mécanisme* La rotation amortissant la mise en marohe est limitée par l'amplitude des fentes circulaires 79. Par ce
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moyen, le fonctionnement de la machine est rendu plus doux et plus régulier sous l'effet du ressort 84, et le mécanisme est mis à l'abri des chocs brusques*
Ce résultat est encore renforcé par le fait que la section cylindrique des boulons 80, placée dans la cavité existant entre les fentes circulaires 79, est légèrement moindre que la largeur de ces fentes, comme on l'a précisé plus haut.
Les parois intérieures de la poulie 10 et de la couronne 81 empêchent que l'air existant à l'intérieur des fentes 79 s'échappe par d'autres voies, de sorte qu'on obtient un certain effet d'amortissement dû à l'air chassé entre les parois des fentes 79 et celles de la section médiane cylindrique des trois boulons 80o Le même dispositif élastique peut être adopté aussi dans le cas de l'entraînement par pignon denté, au lieu de l'entraînement par poulie.
La poulie 10 est pourvue d'un hérisson latéral 85, dont les dents s'engagent dans une chaîne du type Galle ou autre.
A l'aide de ce hérisson et d'une chaîne non représen tée, le mouvement de la poulie motrice 10 peut être transmis à une autre partie de la machine, au mécanisme de translation de la table 2 à la pompe à huile et autres organes de la machine, ces parties toutefois, n'étant pas décrites, n'étant pas intéressées par l'invention.
Les écrous des boulons qui fixent le cadre mobile 17 du bâti fixe 4 peuvent être remplacés par des éorous à manettes, d'une manoeuvre plus facile, Pour rendre les opération de fixation encore plus faciles et plus rapides, les deux biellettes 86 de droite peuvent être reliées aux poignées de gauche 87 de façon qu'en déplaçant deux poignées seulement sur un côté de la machine, le cadre mobile 17 puisse être solidement fixé au bâti 4 et par suite au reste de la machine, On a montré dans la fig 14 un schéma de cette liaison, où 87 indique la poignée de
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verrouillage, 86 la poignée ou biellette de droite, 88 une tige destinée à transmettre la rotation sur un certain angle, en passant de la position indiquée en traits pleins jusque la position indiquée en traits pointillés,
On doit noter que la position relative des deux poignées est telle que le verrouillage des deux boulons s'effectue successivement, du fait que l'une des poignées est au point mort par rapport à la tige de liaison alors que ltautre poignée est bloquée. De cette manière, l'effort de blocage s'exerce alternativement, et sur une poignée seulement, Les éorous, toutefois, doivent être filetés en sens inverse.
Le cadre mobile 17 a été décrit comme étant entièrement placé à l'intérieur du bâti fixe 4 Le même résultat serait obtenu toutefois si une partie du cadre mobile se trouvait à l'extérieur du bâti fixe, à condition que la paroi du bâti 4 soit assez large pour permettre l'assemblage.
Pour faciliter cette opération, pratiquement, des rondelles peuvent être interposées entre les surfaces qui fixent le cadre mobile 17 sur le bâti fixe 4. Ces détails de oonstruo tion, de même que certains autres, ne sont pas représentés dans les dessins, car ils sont d'usage courant, et leur figuration rendrait les dessins compliqués et plus difficiles à comprendre.