<Desc/Clms Page number 1>
MACHINE-OUTIL.
Pour un porte-outil dont le mouvement est limité par une butée, on a déjà proposé d'insérer dans le mécanisme d'entraînement du porteoutil, un mécanisme d'accouplement à surcharge qui, lors d'une surcharge, dé- braie l'arbre d'entrée de l'arbre de'sortie, débrayage après lequel l'arbre de sortie du mécanisme d'accouplement reste soumis à l'effet d'une force directionnelle exercée par un mécanisme à ressort. Comme, dans un tel accouplement, l'arbre de sortie reste soumis à l'influence de la force directionnelle, l'élasticité de la matière tant de la butée que de la partie appliquée contre la butée, ainsi que le jeu dans le mécanisme n'exercent plus d'influence, de sorte que, dans l'accouplement débrayé, le porte-outil occupe toujours rigoureusement la même place.
Cet accouplement à surcharge présente cependant un inconvénient ; pour écarter le porte-outil de la butée, il faut un mécanisme assez compliqué.
L'invention concerne une machine-outil du genre précité, caractérisé en ce que tant l'arbre d'entrée que l'arbre de sortie du mécanisme d'accouplement à surcharge comportent des engrenages dont chacun est conjugué individuellement avec un autre engrenage de façon que celui de ces autres engrenages, qui est conjugué avec l'engrenage monté sur l'arbre d'entrée est solidaire de l'organe d'entraînement rotatif tandis que l'engrenage qui est conjugué avec l'engrenage monté sur l'arbre de sortie, est relié à l'organe provoquant le mouvement de l'objet (pièce à usiner ou porte-outil) le tout de façon que le mécanisme d'accouplement à surcharge soit mis hors service par le fait que l'engrenage monté sur l'arbre de sortie du mécanisme d'accouplement à surcharge est de'brayé de l'engrenage monté sur l'organe provoquant le mouvement de l'objet,
et que ce débrayage provoque un accouplement rigide entre l'engrenage solidaire de l'organe moteur rotatif et l'engrenage monté sur l'organe qui assure le déplacement de l'objet. L'invention permet donc de mettre hors service le mécanisme d'accouplement à surcharge, -cette mise
<Desc/Clms Page number 2>
hors service provoquant un accouplement direct entre l'organe moteur et l'organe entraînée Cet accouplement direct convient pour les deux sens de rotation.
Outre les avantages qu'assure l'accouplement à surcharge décrit lors du parachèvement de pièces dont une ou plusieurs dimensions sont déterminées par des butées, on en obtient encore d'autres-,
On a constaté par exemple que pour des pièces, tournées dans des conditions telles que le mouvement du chariot porte-outil était limité par une butée, alors que dans le mécanisme d'entraînement étant inséré un accouplement à surcharge, les différences de dimensions sont inférieures à 2 alors que sans un tel accouplement, ces différences dépassent 6 On a également constaté que l'emploi d'un mécanisme d'accouplement à surcharge réduit la durée de la mise au point, temps pendant lequel la machine-outil est improductive. Ceci est attribuable entre autres au fait que le porteoutil peut être amené plus rapidement à l'endroit requis.
De plus, la possibilité de mise hors service de l'accouplement à surcharge constitue un sérieux avantage, par exemple pour augmenter ou réduire provisoirement l'avance de l'outil.
Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, l'organe qui provoque le mouvement de l'objet est constitué par une tige filetée, et l'organe moteur rotatif est solidaire d'un engrenage, qui est conjugué avec l'engrenage solidaire de l'arbre d'entrée, tandis que la tige filetée porte un engrenage, déplagable axialement, qui est conjugué avec l'engrenage solidaire de l'arbre de sortie de l'accouplement, le tout de façon qu'un glissement axial de l'organe moteur rotatif débraie l'engrenage solidaire de la tige filetée de l'engrenage monté sur l'arbre de sortie, et ce déplacement provoque en même temps l'accouplement entre l'engrenage solidaire de l'organe moteur rotatif, et l'engrenage monté sur la tige filetée.
L'accouplement entre les deux engrenages peut être réalisé de plusieurs façons. Dans une forme de réalisation très simple de l'invention, l'accouplement entre les deux engrenages est du type à griffes.
La description 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 l'invention.
La Fig. 1 est une coupe de la partie motrice de la tige filetée d'un porte-outil destiné à uri tour.
La Fig. 2 montre partiellement en perspective et partiellement en coupe, un accouplement à surcharge tel qu'indiqué par 10 sur la Fig. 1.
Les Figs. 3, 4, 5, et 6 montrent diverses positions des organes de l'accouplement.
Sur la Fig. l, la tige filetée 1 permet d'entraîner de façon connue, un chariot. Cette tige filetée est supportée axialement par deux rou- lements à billes 2 et 3, et est maintenue en place par un écrou protégé 4. A l'extrémité de la tige filetée est fixée, par une broche 5, une douille 6, qui comporte un certain nombre de griffes 7. Dans un boîtier 8 sur lequel des vis 30 fixent un couvercle 29, se trouvent deux douilles 9 qui font offi- ce de paliers radiaux pour la tige filetée ainsi qu'un accouplement à surchar- ge 10, dont le fonctionnement sera expliqué par la suite. L'arbre d'entrée
11 de l'accouplement à surcharge porte un engrenage 12, et sur l'arbre de sor- tie est monté un engrenage 13. Ce dernier est conjugué avec un engrenage 14 qu'une clavette 15 rend solidaire de la tige filetée 1.
L'engrenage 14 peut donc coulisser sur la tige filetée 1; cette dernière comporte deux crans 16 et 17. L'engrenage 14 comporte en outre une ouverture 18, dans laquelle sont
<Desc/Clms Page number 3>
logés un ressort 19 et une bille 20 ; labille peut pénétrer dans l'un des crans 16 ou 17. De plus, le corps de l'engrenage 14 comporte encore une gor- ge circulaire 21. Sur une partie de l'engrenage 14 se trouve en outre un en- grenage 22 qui est conjugué avec l'engrenage 12 solidaire de l'arbre d'entrée de l'accouplement 10 et sur lequel des vis 23 fixent une plaque de fermeture 24. Cette plaque 24 se termine par une saillie carrée 25 portant une manivel- le 26. De plus,la plaque de fermeture 24 comporte, sur sa face intérieure, des griffes 27 qui peuvent être conjuguées avec les griffes 7.
Une cuvette
28 tourne à frottement dur sur l'engrenage 22, et comporte extérieurement une échelle, tandis que le couvercle 29 comporte un trait de repère. Enfin, dans la gorge 21, et dans une gorge correspondante ménagée dans l'engrenage 22, se trouve une broche 31, de sorte que les deux engrenages 14 et 22 peuvent tour- ner l'un par rapport à l'autre, mais ne peuvent pas se déplacer axialement l'un par rapport à l'autre.
Le fonctionnement de l'accouplement 10 sera expliqué à l'aide des Figs. 2 à 7. Sur ces figures, 71 est l'arbre de sortie de l'accouplement, arbre autour duquel tournent librement l'engrenage moteur 12 solidaire de l'en- grenage 73, un organe auxiliaire 74, et un boîtier 76 ; sur ledit arbre de sor- . tie 71 est calé l'engrenage 13, en forme de cuvette. Pour la clarté du dessin, l'engrenage moteur 12 est représenté séparément. L'organe auxiliaire 74 est accouplé à l'engrenage 73 à l'aide d'un cliquet qui tourne autour d'une broche
77 portée par ledit organe auxiliaire. Le cliquet est formé par un bras 78 portant un galet 79. Le bras affecte la forme d'une gouttière.
Le galet est poussé contre les parois latérales du bras ; ses extrémités sont saisies par un ressort 80, qui est fixé au bras 78.
L'organe auxiliaire 74 est accouplé à l'engrenage 13 au moyen d'un ressort 81, toujours tendu, dont une extrémité entoure la broche 77 et dont l'autre est maintenue par une broche 82, qui est fixée dans le fond de l'organe de sortie (13). L'engrenage 13 comporte une ouverture 83 que tra- verse la broche 77 ; ouverture permet une rotation relative entre l'or- gane auxiliaire 74 et l'arbre de sortie 71, rotation qui provoque une plus grande tension du ressort 81. La détente totale du ressort est empêchée par le fait que la broche 77 est arrêtée par la partie non représentée sur le des- sin du bord de l'ouverture 83.
L'organe auxiliaire comporte sur sa périphérie un certain nombre de cavités, dans chacune desquelles se trouve un galet de serrage 84.
Ces galets font office d'accouplement, n'agissant que dans un seul sens de rotation, entre l'organe auxiliaire 74 et le bord du boîtier 76 qui l'entoure.
Le boîtier 76 comporte une saillie 85; qui pénètre dans une cavité 86 d'une plaque fixe 87, dans laquelle est supporté l'arbre 71. Dans l'application représentée sur la Fig. 1, cette plaque fixe est remplacée par une butée qui est fixée dans la paroi du boitier 8. La course du boîtier 76 autour de l'ar- bre 71, est donc déterminée par celle de la broche 85 dans la cavité 86.
L'engrenage entraîné 13 comporte un ressort à bande 90 entou- rant l'arbre 71, les extrémités de ce ressort sont radiales tandis que la partie restante est logée dans un bord creux 91, prévu sur l'engrenage 13.
Les extrémités libres du ressort 90 sont conjuguées avec les bords des ou- vertures 92, prévues dans l'une des parois latérales du bras de cliquet 78 d'une façon qui sera expliquée en détail par la suite. L'accouplement est représenté schématiquement sur les Figs. 3, 4, 5 et 6 ; faciliter la compréhension, on y a supposé que les divers organes de l'accouplement effec- tuent une translation au lieu d'une rotation. Le principe reste le même mais dans la suite du mémoire, il sera question de moments alors que, par suite du mouvement de translation, il serait préférable de parler de force pour mieux faire ressortir la possibilité d'application à un mouvement rotatif. Les parties correspondant à celles de l'accouplement représentées sur la Fige 2 portent les mêmes chiffres de référence que sur cette dernière.
Dans la position représentée sur la Figo 3, correspondant à
<Desc/Clms Page number 4>
celle de la Fig. 2, le cliquet 78 engrène avec l'engrenage 73. Lorsque l'organe moteur 12 se déplace dans le sens de la flèche P, l'organe auxiliaire 74 est entraîné et celui-ci transmet son mouvement, par l'intermédiaire du ressort 81, à l'organe entraîné 13. De ce fait, sous l'effet de la pression de l'extrémité de gauche du ressort 90 sur le bord de l'ouverture 92, le bras de cliquet 78 amène son galet 79, dans l'engrenage 73. Le fond des cavités prévues dans le bord de l'organe auxiliaire 74, et dans lesquelles se trouvent les galets de serrage 84, a une ohliquité telle que, pour le sens de déplacement considéré, les galets 84 ne sont pas coincés entre l'organe auxiliaire et le boîtier.
Le faible frottement subsistant avec des galets 84 fait en sorte que le boîtier occupe la position de gauche correspondant à la butée de l'ergot 85 contre le bord de la cavité 86. Par suite de la butée entre l'organe auxiliaire et l'organe entraîné 13, dont le fonctionnement correspond à la butée de la broche 77 contrele bord de l'ouverture 83, le ressort 81 est toujours soumis à une certaine tension. Aussi longtemps que le moment moteur est plus petit que le moment exercé par la tension du ressort, la position relative de l'organe auxiliaire 74 et de l'organe entraîné 13 ne change pas.
Toutefois, lorsque le mouvement de ce dernier est entravé, l'organe auxiliaire 74 quittera la butée prévue sur l'arbre entraîné, et le ressort 81 sera plus fortement étendu. L'organe entraîné 13 s'arrête, tandis que l'organe auxiliaire est encore entraîné par l'organe moteur 12. Le point d'application de la force exercée par le ressort 80 sur le cliquet 78 se déplace et de plus le sens de cette force s'inverse par le fait que, comme le montre la Fig. 4, par suite du mouvement relatif de l'organe auxiliaire et de l'organe entraîné, l'extrémité libre de droite du ressort 90 vient en contact avec le bras de cliquet. Le ressort 90 tend à soulever le cliquet, ce qui est cependant empêché par suite de la pression exercée par l'engrenage 73 sur le galet 79.
L'entraînement de cet organe auxiliaire est donc provisoirement maintenu,de sorte que le déplacement relatif de l'organe auxiliaire et de l'organe entraîné 13 augmente jusqu'à ce que l'autre extrémité du ressort 90 exerce une pression sur le bras de cliquet (voir Fig. 5). Il en résulte que lors d'un entraînement ultérieur de l'organe auxiliaire, la pression exercée sur le bras de cliquet devient suffisante pour soulever le cliquet, soulèvement pendant lequel le galet 79 roule tant sur le flanc de la dent conjuguée de l'engrenage 73 que sur les bords du bras de cliquet 78, jusqu'à ce que l'accouplement entre l'organe auxiliaire et l'organe moteur 12 est entièrement rompu. Le ressort 81 étendu exerce sur l'organe auxiliaire, qui n'est plus entraîné, un moment qui tend à faire reculer ledit organe.
Toutefois, dès qu'un tel mouvement s'amorce, le galet de serrage 84 coince entre l'organe auxiliaire et le bord intérieur du boîtier 76, de sorte que le boîtier est forcé de suivre le mouvement de recul de l'organe auxiliaire. Ceci est rendu possible par le fait que la butée 85 peut se déplacer dans la cavité 86, jusqu'au moment où elle est arrêtée par la paroi de droite de la cavité. A ce moment, le mouvement de recul du boîtier 76 et de l'organe auxiliaire 74 y accouplé par le galet de serrage 84, est bloqué. La position occupée alors est représentée à la Fig. 6. Le recul de l'organe auxiliaire est complètement bloqué avant que le ressort étendu 81 ait pu reprendre sa longueur initiale.
Le cliquet 78 reste soulevé, car s'il est vrai que lors du recul de l'organe auxiliaire, la pression exercée par l'extrémité de gauche du ressort 90 sur le bord du bras de cliquet 78 est supprimée, l'extrémité de droite de ce ressort a une force suffisante pour maintenir soulevé le bras de cliquet. Après la libération de l'engrenage 73, le ressort 80 (Fig. 2) ramène le galet 79 dans sa position initiale par rapport au bras de cliquet 78. Comme l'organe auxiliaire et l'organe moteur 12 ne sont plus accouplés, ce dernier peut poursuivre librement son mouvement. La situation décrite perdure aussi longtemps que subsiste la trop grande entrave de l'organe entraîné 13.
Lorsque l'entrave diminue, l'organe auxiliaire 74 se déplace de nouveau par rapport à l'organe entraîné 13, mais cette fois parce que ce dernier est en quelque sorte attiré par le ressort 81. Pendant ce dé- placement de l'organe 13, le point d'application de la force du ressort 90 sur le bras de cliquet 78, ainsi que le sens de cette force changent, de sor- te que le galet du cliquet est poussé entre les dents de l'engrenage 73, ce
<Desc/Clms Page number 5>
qui rétablit l'accouplement entre l'organe moteur 12 et l'organe auxiliaire 74. Le ressort 81 s'est détendu jusqu'au moment où l'organe auxiliaire 74 et l'organe entraîné 13 sont revenus en contact direct par l'intermédiaire de la butée dont il a déjà été question, ce qui rétablit la situation représentée sur la Fig. 3.
La tension du ressort 81 n'exerce plus d'effet sur l'accouplement entre l'organe auxiliaire 74 et le boîtier 76, de sorte qu'il suffit déjà d'une faible force pour amener ce dernier dans sa position de départ, position dans laquelle la butée 85 reposait contre la paroi de gauche de la cavité 86.
Lorsque l'accouplement décrit ci-dessus et représenté sur les Figs. 2, 3, 4,5 et 6 occupe l'emplacement indiqué par 10 sur la Fig. 1, il va de soi que lorsqu'il se produit une trop grande entrave lors de la rotation de la manivelle 26, l'accouplement entre la manivelle et la tige filetée est entièrement interrompu, et ce d'une façon permanente. Toutefois, ce débrayage ne subsiste que pendant le temps où la tige filetée rencontre une résistance qui dépasse une valeur déterminée par le dispositif d'accouplement 10. Lorsque cette résistance tombe au-dessous de ladite valeur, l'accouplement entre le roulement à billes et la tige filetée se rétablit automati- quement .
Le dispositif représenté sur la Fig. 1 fonctionne de la manière suivante. Dans la position représentée, la rotation de la manivelle 26 provoque en même temps la rotation de l'engrenage 22. Ce dernier entraîne l'engrenage,12, monté sur l'arbre d'entrée de l'accouplement, et par l'intermédiaire de l'engrenage 13 monté sur l'arbre de sortie de l'accouplement, l'engrenage 14 est entraîné à son tour. Le mouvement de ce dernier est transmis, par l'intermédiaire de la clavette 15, à la tige filetée 1. Lorsque le porteoutil non représenté sur le dessin, qu'entraîne la vis-mère rencontre une butée, la charge devient si élevée que l'accouplement à surcharge 10 débraie.
De ce fait, les engrenages 12 et 13 ne sont plus solidaires, mais sur la tige filetée subsiste la force directionnelle du mécanisme à ressort que comporte l'accouplement. Pour ramener le porte-outil, on pousse la manivelle 26 vers le haut ce qui provoque le soulèvement de l'engrenage 22 et de l'engrenage 14 jusqu'à ce que la bille 20 parvienne dans la cavité 16. Ce glissement de l'engrenage 14 débraie celui-ci de l'engrenage 13 monté sur l'arbre de sortie de l'accouplement. Toutefois, en même temps, les griffes 27 se sont déplacées vers les griffes 7 prévues sur la bague 6 qui, elle, ne s'est pas déplacée, étant donné qu'elle est assemblée rigidement à la tige filetée 1.
Après le débrayage des engrenages 13 et 14, les griffes 27 et 7 forment un accouplement à griffes, de sorte qu'une rotation de la manivelle 26 entraîne directement la tige filetée 1 sans l'intervention de l'accouplement à surcharge 10.
Il va de soi que le dispositif décrit peut être utilisé dans toutes sortes de machines-outils. C'est ainsi que le dispositif convient pour le mouvement transversal ou longitudinal d'un porte-outil, d'un tour ou d'un tour-revolver, dans lequel la pièce à usiner tourne, alors que l'outil effectue un mouvement rectiligne. Par contre, dans le cas d'une fraiseuse, machine dans laquelle la fraise tourne autour d'un axe fixe, on montera de préférence le dispositif dans le mécanisme d'avancement de la pièce à usiner. De plus, comme le dispositif décrit forme une unité en soi, un choix judicieux de sa forme permet de le monter sur des machines-outils existantes.
Lorsqu'une seule pièce ou un petit nombre de pièces d'un type déterminé doivent être travaillées sur une machine-outil déterminé et qu'il ne vaut donc pas la peine de procéder au parachèvement dit à butées,ou bien que la nature du parachèvement d'une pièce déterminée est telle qu'une partie de ce parachèvement doit s'effectuer sans butée, on peut maintenir l'accouplement à griffes embrayé, auquel cas l'échelle prévue sur la douille 28 peut rendre d'excellents services.