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MACHINE-OUTIL.
Dans les machines-outils, certains organes doivent être protégés contre la surcharge. C'est ainsi que dans un tour, si'l'outil rencontre brus- quement une très grande résistance, en l'absence de dispositions spéciales, on court le danger d'endommager la machine, de casser l'outil ou bien de dé- former ou de déplacer la pièce à usiner.
Il en est de même dans les autres genres de machines-outils rotatives telles que les foreuses, les fraiseuses, les meules, etc. et même dans les machines-outils à mouvement de va-et-vient, telles que les raboteuses, les étaux-limeurs, les presses, etc.; on s'effor- cera d'y éviter les suites fâcheuses d'une surcharge éventuelleo
L'invention concerne une machine-outil protégée contre toute sur- charge et fournit des moyens pour rendre inoffensives les suites d'une sur- charge éventuelleo A cet effet, la machine-outil comporte entre le mécanisme d'entraînement et la partie entraînée, un dispositif qui interrompt complète- ment et en permanence., la liaison entre ces parties aussi longtemps que la partie entraînée rencontre une résistance qui dépasse une valeur prédétermi- née;
ce dispositif comporte deux parties pouvant se déplacer l'une par rap- port à l'autre. Lors d'une surcharge de l'outil, la première partie, consti- tuée par un organe auxiliaire qui transmet la force motrice et qui est relié, d'une part à une partie fixe du dispositif et d'autre part, par l'intermédiai- re d'un accouplement débrayable, au mécanisme d'entraînement, est déplacée par rapport à la seconde à l'encontre d'une force dite directive et ce dépla- cement provoque, le débrayage qui est suivi d'un réembrayage dès que la sur- charge est supprimée.
Dans un tour, un tel dispositif peut être avantageusement inséré entre l'arbre de la poupée fixe et son dispositif d'entraînement et aussi en- tre l'arbre de la poupée fixe et la pièce à travailler. Dans une machine où le mouvement d'aller et de retour est essentiel, par exemple une fraiseuse, une presse, etco, ce dispositif peut être prévu entre le mécanisme d'entraî-
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nement et la partie dans laquelle le mouvement d'entraînement rotatif est converti en un mouvement rectiligne alternatif. Toutefois, il peut aussi être prévu entre deux parties de la machine animée toutes deux d'une trans- lation au lieu d'une rotation.
Dans chaque cas, le dispositif,éliminera 'les suites fâcheuses d'une surcharge éventuelle car, si celle-ci seoproduit la liaison entre la commande et la partie surchargée de l'outil est immédiate- ment et entièrement interrompue.
Dans une forme de réalisation de l'invention, la force direc- tive est fournie par un ou plusieurs ressorts qui sont reliés d'une part, à l'organe auxiliaire et d'autre part, à la partie entraînée. Dans une au- tre forme de réalisation de l'invention, ces ressorts, sont de préférence, hélicoïdaux et on choisit la longueur de chacun d'eux ainsi que la distance de l'axe du ressort à l'axe du dispositif, et la constance du ressort de façon que, lors d'un déplacement relatif de l'organe auxiliaire et de la partie entraînée, le moment exercé par le ressort reste pratiquement con- stant. Dans cette forme de réalisation de l'invention,le débrayage entre le mécanisme moteur et la partie entraînée se produit toujours pour un mê- me degré de surcharge.
On est donc certain que lors d'un réglage précis, cette surcharge n'atteindra jamais une valeur dangereuse et que le débray- age ne se produira pas lors d'une légère surcharge, non dangereuse. On peut donc ainsi toujours choisir les données qui déterminent le temps d'u- sinage d'une pièce déterminée, par exemple la vitesse de coupe, l'avance- ment, la profondeur de coupe, etc.., de façon que l'on atteigne la limite de la charge de l'outil ou de la machine, ce qui améliore le rendement de la machine-outil.
Il existe déjà des accouplements à friction qui, placés entre un mécanisme d'entraînement et la partie entraînée, ont pour but d'empê- cher les suites funestes de la surcharge. En premier lieu, dans le cas d'utilisation d'un tel accouplement, la liaison entre le mécanisme d'entrai- nement et la partie entraînée, n'est pas entièrement supprimée, mais un point beaucoup plus important est que la surcharge pour laquelle cet ac- couplement glisse n'est pas déterminée ni identique à elle-même: elle dif- fère parfois dans le rapport de 1 : 10. Un accouplement à friction ne four- nit donc jamais la certitude qu'il ne se produira pas de surcharge inad- missible.
Dans une autre forme de réalisation de l'invention, le dispo- sitif comporte un organe de commande qui, immédiatement après le débraya- ge subit un déplacement limité et qui, à la fin de ce déplacement, forme la liaison entre l'organe auxiliaire et le point fixe. Dans une autre forme de réalisation.encore, cet organe de commande peut être conjugué avec un dispositif de contact électrique. Ce dernier peut alors commander un dis- positif de signalisation qui mentionne l'existence de la surcharge ; dis- positif de contact peut aussi débrayer directement ou indirectement l'outil ou inverser le sens de rotation du dispositif d'entraînement.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
La fig. 1 représente un tour muni d'un dispositif de protection conforme à l'invention.
Les figs. 2, 3, 4, et 6 montrent des détails du dispositif de protection utilisé dans le tour représenté sur la fige 1.
La fige 7 est un dispositif de contact électrique dont peut être muni le dispositif de protection.
Sur la fig. 1, le banc 2 d'un tour repose sur un socle 1. Ce banc comporte une boîte de vitesse 3, portant l'arbre principal muni d'un harnais d'engrenage 5 ; une boîte de manoeuvre 6 permet de régler la vites- se de l'arbre principal. Un moteur, placé.dans l'un des pieds du socle 1,
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entraîne l'arbre principal par l'intermédiaire d'une courroie trapézoida- leo Sur le banc se trouve en outre une poupée mobile 7. Un porte-outil 8 peut être déplacé dans la direction longitudinale du banc. L'arbre princi- pal 4 est relié, par l'intermédiaire d'un dispositif de protection indiqué . par 11, à l'arbre 12 de la poupée fixe qui est supporté séparément dans la partie 13 et qui porte un dispositif de montage 14 pour la pièce à usiner.
Le dispositif 11 sera décrit en détail à l'aide des fig. 2, 3, 4, 5 et 6. Sur ces figures, 71 est l'axe central du dispositif, axe autour duquel peuvent tourner l'arbre moteur 72, portant la roue dentée 73, l'orga- ne auxiliaire 74, l'engrenage en forme de cuvette formant la sortie 75 et le boîtier 76. Pour la clarté du dessin, l'arbre moteur 72 est représenté séparément. L'organe auxiliaire 74 est accouplé à la roue dentée 73 à l'ai- de d'un cliquet qui pivote autour de la broche 77 portée par ledit organe.
Ce cliquet est constitué par un bras 78 en forme de gouttière, qui porte un galet 79. Le galet 79 est maintenu sur les bords des parois latérales du bras;- sa partie centrale est conjuguée avec la roue dentée 73. Les ex- trémités du galet 79 sont saisies par le ressort 80 qui est fixé au bras du cliquet.
L'organe auxiliaire 74 est accouplé à l'engrenage 75, à l'ai- de d'un ressort 81, constamment tendu, dont une extrémité entoure la bro- che 77 et dont l'autre est maintenue, par la goupille 82 qui est fixée dans le fond de l'engrenage 75. Dans cette dernière est ménagée une ouver- ture 83 que traverse la broche 77 et qui permet une rotation relative de l'organe auxiliaire 74 et de la roue 75, rotation qui assure une plus for- te tension du ressort 81. Une détente complète de ce ressort est empêchée par le fait que la broche 77 bute contre une partie non dessinée de l'ou- verture 83.
L'organe auxiliaire comporte, à sa périphérie, un certain nom- bre de cavités dans chacune desquelles se trouve un galet de serrage 84.
Ces galets font office d'accouplement, à un seul sens de rotation, entre l'organe auxiliaire 74 et le bord du boîtier 76 qui entoure cet organe.
Le boîtier 76 est solidaire de l'ergot 85 qui pénètre dans la cavité 86 de la plaque fixe 87, dans laquelle est supporté l'arbre 71. Dans le cas d'utilisation tel que représenté sur la fig. 1, cette plaque peut être constituée par l'une des parois du palier de la poupée fixe. De ce fait, le boîtier 76 ne peut se déplacer autour de l'axe 71 que sur une course déterminée par l'ergot 75 et les bords de la cavité 86. Au boîtier 76 est aussi fixé le bras 88.
L'arbre entraîné 75 comporte un fil 71 ou un ressort à lame
90 entourant l'arbre 71; les extrémités de ce ressort sont radiales et la partie restante est logée dans le creux 91 prévu dans le corps de l'orga- ne 75. Les extrémités libres du ressort 90 sont conjuguées avec les bords de l'une des échancrures 92 ménagées dans les parois latérales du bras de cliquet 78 ou d'une manière qui sera exposée par la suite.
Pour faciliter l'explication du fonctionnement du dispositif, celui-ci est représenté schématiquement sur les fig. 3, 4, 5, 6 dans les- quelles, pour la clarté du dessin, on a supposé que les divers organes du dispositif effectuent non pas une rotation, mais une translation. Ceci n'altère en rien le principe. Toutefois, dans ce qui suit, il sera ques- tion de moments, alors que, par suite du mouvement de glissement imaginé, il aurait été préférable de parler de "forces"; cette dénomination a été utilisée pour mieux faire ressortir la possibilité d'application au mouve- ment de rotation. Les parties qui correspondent à celles du dispositif re- présenté sur la fig. 2, portent les mêmes chiffres de référence que sur cette dernière.
Dans la position représentée sur la fig. 3, et qui correspond à celle de la fig. 2, le cliquet 78 engrène avec la roue dentée 73o Lors- que l'arbre moteur 72 se déplace dans le sens de la flèche P, il entraîne l'organe auxiliaire 74 qui, par l'intermédiaire du ressort 81, communique son mouvement à l'arbre entraîné 75. Le bras 78 et le galet 79, sont assu-
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jettis, sous l'effet de la pression de l'extrémité de gauche du ressort 90, sur le bord de l'échancrure 92, à la conjugaison avec la roue dentée 73. Le fond des cavités ménagées dans le bord de l'organe auxiliaire 74, cavités dans lesquelles se trouve un galet de serrage 84, est incliné dans un sens tel que, pour le sens de déplacement considéré, les galets 84 ne¯ sont pas coincés entre l'organe auxiliaire et le boîtier.
Le léger frotte- ment subsistant des galets 84, fait en sorte que le boîtier 76 occupe sa position d'extrême gauche, c'est-à-dire celle qui correspond à la butée de l'ergot 85 contre le bord de gauche de la cavité 86. La butée, repré- sentée à gauche sur la fige 3, entre l'organe auxiliaire et l'arbre en- traîné 75, butée dont le fonctionnement est identique à celui de la bro- che 77 coopérant avec le bord de l'ouverture 83, maintient le ressort 81 tendu. Aussi longtemps que le moment moteur est plus petit que celui qui est exercé par la tension du ressort, la position relative de l'or- gane auxiliaire 74 et de l'arbre entraîné 75 ne varie pas. Toutefois, dès que ce dernier est surchargé ou bloqué, l'organe auxiliaire 74 quitte la butée de l'arbre moteur et le ressort 81 s'étire.
L'arbre entraîné 75 s'arrête,cependant que l'organe auxiliaire est encore entraîné par l'ar- bre 72. Le point d'application de la force exercée par le ressort 81 sur le cliquet 78 se déplace et en même temps, le sens de cette force s'in- verse par le fait que, comme le montre la fig. 4, par suite du mouvement relatif de l'organe auxiliaire et de l'arbre entraîné, l'extrémité libre de droite du ressort 90 touche le bras du cliquet. Le ressort 90 tend à soulever le cliquet, ce qu'empêche cependant la pression des dents de la roue 73 sur le galet 79. L'entraînement de l'organe auxiliaire subsiste provisoirement, de sorte que le déplacement relatif de l'organe auxiliai- re et de l'arbre 75 augmente jusqu'à ce que l'autre extrémité du ressort 90 exerce aussi une pression sur le bras du cliquet (voir fig. 5).
Il en résulte que, lors d'un entraînement de l'organe auxiliaire, la pression exercée sur le bras de cliquet suffit à soulever le cliquet et, pendant ce soulèvement, le galet 79 roule non seulement sur le flanc de la dent de la roue 73 qui s'y applique, mais aussi sur les côtés du bras de cli- quet 78 jusqu'à ce que la liaison entre l'organe auxiliaire et l'arbre mo- teur 73 soit complètement supprimée. Le ressort étiré 81 exerce alors sur l'organe auxiliaire qui n'est plus entrainé, un moment qui tend à ramener cet organe dans sa position première. Toutefois, dès qu'un tel mouvement s'amorce, le galet de serrage 84 est coincé entre l'organe auxiliaire et le bord intérieur du boîtier 76, ce qui oblige ce dernier à suivre le mou- vement de recul de l'organe auxiliaire.
Ceci est partiellement possible, car l'ergot 85 peut se déplacer dans la cavité 86, mais uniquement jusqu'à ce qu'il touche la paroi de droite de ladite cavité. A ce moment, le recul du boîtier 76 et celui de l'organe auxiliaire 74 qui y est accouplé, par l'intermédiaire du galet de serrage 84, sont arrêtés. La position obtenue à ce moment est représentée sur la fig. 6. Le recul de l'organe auxiliaire est entièrement arrêté,avant que le ressort étiré 81 ait pu reprendre sa longueur initiale de sorte qu'un moment moteur continue à s'exercer sur l'arbre entraîné 75.
Le cliquet 78 reste dans la position soulevée, car, si le recul de l'organe auxiliaire supprime, il est vrai. la pression de l'ex- trémité de gauche du ressort 90 sur le bord du bras de cliquet 78, l'extré- mité de droite de ce ressort conserve suffisamment d'énergie pour maintenir relevé le bras de cliquet. Après la libération de la roue dentée 73, le ga- let 79 est ramené, par le ressort 80 représenté sur la fige 2, dans sa po- sition initiale par rapport au bras de cliquet 78. L'organe auxiliaire et l'arbre moteur 72 n'étant plus accouplés, ce dernier peut se déplacer libre- ment. L'état décrit subsiste aussi longtemps que l'arbre entraîné 75 est surchargé.
Si la surcharge disparaît, par exemple dans le cas où le dispo- sitif décrit est utilisé dans un tour par le fait que l'avance de l'outil diminue, de sorte que le moment résistant devient inférieur au moment exer- cé par le ressort 81 sur l'arbre entraîné, l'organe auxiliaire 74 se dépla- ce de nouveau par rapport à l'arbre entraîné 75, car ce dernier est en quel- que sorte attiré par le ressort 81. Pendant ce déplacement de l'arbre 75,
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la force que le ressort 90 exerce sur le bras de cliquet 78, change non seulement de position, mais aussi de signe, de sorte que le cliquet et le galet sont poussés entre les dents de la roue 73, ce qui rétablit la liai- son entre l'arbre moteur 72 et l'organe auxiliaire 74.
Le ressort 81 s'est détendu jusqu'à ce que l'organe auxiliaire 74 et l'arbre entraîné 75 soi- ent revenus en contact direct à l'aide de la butée dont il a été déjà ques- tion, ce qui ramène l'ensemble dans la position représentée sur la fige 3.
Le ressort 81 n'exerce plus d'effet sur l'accouplement à galet de serrage entre l'organe auxiliaire 74 et le boîtier 76, de sorte qu'il suffit d'une petite force pour ramener ce dernier dans sa position initiale, position dans laquelle l'ergot 85 repose contre la paroi de gauche de la cavité 86.
Parfois, il faut prévoir à cet effet un ressort additionnel; dans d'autres cas,, il suffit d'un ressort de contact d'un dispositif con- jugué avec le bras, comme dans l'exemple représenté sur la fige 7.
Lorsque le dispositif décrit ci-dessus et représenté sur les fige 2, 3, 4, 5 et 6 occupe l'emplacement indiqué par 11 sur la fig. 1, il va de soi qu'en cas de surcharge la liaison entre le mécanisme d'en- traînement et la partie entraînée de la machine-outil (dans ce cas, l'ar- bre 4 et l'arbre 12) est interrompue entièrement et en permanence. Il est clair aussi que cette interruption ne dure que pendant le temps où l'axe et la pièce qu'il entraîne, rencontre une résistance qui dépasse une va- leur déterminée en corrélation avec le dispositif llo Lorsque cette résis- tance est inférieure à cette valeur, par exemple par le fait que l'outil est dégagé., la liaison entre les arbres 4 et 12, se rétablit automatique- mento
L'organe de commande que comporte le dispositif est indiqué par 76-85-88.
Lors du débrayage, cet organe se déplace d'une course limitée, de la façon décrite ci-dessus. Le point fixe 87 peut être constitué par une partie du tour et, lors du débrayage, la partie 85 de l'organe de commande forme alors la liaison entre le dispositif 11 et le point fixe 87.L'autre partie 88 de l'organe de commande peut alors, à l'aide du dispositif de contact électrique 89, provoquer le fonctionnement d'un dispositif de sig- nalisation électrique ou bien interrompre le circuit du courant du disposi- tif d'entraînement de la machine-outil.
Bien que le dispositif représenté sur la fig. 2 serve à inter- rompre un mouvement de rotation et que les fig.3,4, 5 et 6 sont données pour expliquer le fonctionnement du dispositif représenté sur la fige 2, il va de soi que le dispositif peut aussi être réalisé de façon à convenir à la disposition des organes dans une position telle que représentée sur ces dernieres figures, ou, en d'autres termes, le dispositif peut aussi servir à interrompre la liaison entre deux parties animées d'un mouvement de va-et- vient relatif au lieu d'un mouvement de rotation relatif.