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La présente invention est relative aux outils et dispositifs pour l'usinage par roulage des filets coniques et plus particulièrement aux outils pour machines automatiques à usiner les vis et machines analogues dans lesquelles une paire de galets de laminage séparés par une certaine distance sont montés sur un support et sont déplaces latéralement par ce support dans la direction de la pièce travaillée animée d'un mouvement de rotation .
Jusqu'à présent, les dispositifs de ce genre ser- vaient principalement à faire des filets droits ou parallèles, sur des pioes cylindriques car, avant la présente invention, ces outils ne pouvaient être utilisés économiquement pour usiner @ par roulage des filets coniques . Dans les outils servant à usiner des filets droits par roulage, les galets de laminage sont montés rotatifs sur des arbres dont les axes sont parallèles
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quand on regarde l'outil du côté de la pièce dont il s'approche.
La disposition théoriquement exacte des axes des galets servant à usiner par roulage les filets coniques est celle qui est repré- sentée par exemple dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique , N 2.694.322 déposé le 20 octobre 1949. Dans ce cas on obtient un mouvement exclusif de roulage sans patinage en montant des ga- lets de roulage coniques sur des axes inclinés l'un par rapport à l'autre .Les diamètres de la pièce brute et des galets de rou- lage sont proportionnels les uns aux autres sur toute la longueur de contact et sont dans.le même rapport , conformément aux prin- cipes bien connus ayant trait aux engrenages coniques
L'angle d'inclinaison de chaque axe de galet par rapport à l'axe de la pièce travaillée est très supérieur à l'angle de conicité de la pièce .
Par exemple si le rapport de diamètre entre le galet et la pièce travaillée est 3 : 1, l'angle formé par l'axe du galet et l'axe de la pièce est environ quatre fois supé- rieur à l'angle de conicité Etant donné que le rapport entre le diamètre du galet et celui de la pièce est maintenu aussi élevé que possible pour réduire l'usure par unité de surface sur la face de roulage afin d'accroître la durée des galets, on donne un angle d'inclinaison assez grand aux axes des galets afin de réduire la vitesse d'usure .
Dans les systèmes antérieurs de roulage l'angle d'incli- naison relativement grand de l'axe des galets oblige à avoir un bâti sensiblement plus-grand que lorsqu'il s'agit d'un outil dont les galets ont des axes parallèles . Bien souvent le bâti est trop grand pour qu'on puisse l'utiliser dans l'espaoe généralement réduit du poste de travail de la machine automatique à faire les vis sur laquelle l'outil est monté ,
Etant donné que dans ce système, les axes de la pièce à travailler et des deux galets doivent se rencontrer en un point
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commun, le bâti de l'outil ne peut se prêter à un ajustement sensible du diamètre . En conséquence, si le diamètre de roulage subit une variation dépassant celle qui est nécessaire à un simple réglage , il faut un outil entièrement nouveau .
Cette nécessité d'avoir un outil distinct pour chaque diamètre de pièce à travail- ler et chaque conicité augmente considérablement le coût initial pour toute une gamme de dimensions de pièces à travailler .
Dans une autre réalisation antérieure, les galets coni- ques sont montés avec leurs axes parallèles de sorte que la grande extrémité du galet est en contact avec la petite extrémité de la pièce et inversement , Une telle absence de proportion entre 'les diamètres correspondants de la pièce à travailler et des galets rend impossible une vitesse superficielle uniforme des faces en contact . Il se produit alors un glissement' indésirable entre les surfaces des galets et de la pièce à travailler , sauf au milieu du côté de celle-ci où s'effectue le roulage proprement dit .
De la sorte , si ce mode de réalisation particulier remédie aux inconvénients précités inhérents à la dimension des outils et à l'impossibilité d'effectuer un réglage, il exerce une action de roulage si défectueuse que la durée du galet est réduite et que, par voie de conséquence, les frais de remplacement sont prohibitifs.
Dans l'appareil à rouler faisant l'objet de la présente invention , on emploie des galets cylindriques pour usiner par roulage des filets sur une pièce conique, ces galets étant montés sur des axes qui sont parallèles à l'angle de oonioité . De cette faon, on remédie entièrement ou en grande partie aux inconvénients des dispositifs antérieurs. L'angle d'inclinaison des axes de galets parrapport à l'axe de la pièce est beauooup plus faible que dans un dispositif qui exerce une aotion de roulage théoriquement par- faite .'En conséquence, la dimension du support.ou du bâti n'est jamais trop grande , L'angle d'inclinaison des axes de galets par rapport à l'axe de la pièce à travailler est oonstant ,quel
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que soit le diamètre , de sorte que le bâti peut être réglé pour toute une série de diamètres .
Bien qu'en raison de l'inégalité des rapports de diamètre les vitesses périphériques ne soient pas les mêmes sur toute la longueur du filet, ce phénomène a relativement moins d'importance que dans le cas de galets coniques montés sur des axes parallèles . Par exemple, les galets construits selon les principes de l'invention ont une durée six fois plus longue.que dans les appareils mmnis de galets coniques montés sur des axes parallèles.. L'expérience a prouvé que l'outil faisant l'objet de la présente invention est utilisable dans l'industrie et que son prix est beaucoup plus faible que celui des -autres' .
L'invention a pour objet un mécanisme à deux galets destiné à usiner par roulage des filets coniques et dans lequel ces galets se déplacent dans le sens latéral par rapport à l'axe de la pièce travaillée , les deux galets étant sensiblement cylin- driques et étant montés sur des axes parallèles à l'angle d'in- clinaison de la pièce à travailler quand on les regarde de l'em- placement de cette dernière .
Ce mécanisme présente notamment les caractéristiques et avantages suivants @ - il peut être réglé afin de permettre l'usinage de pièces de diamètres différents ; - il comprend un dispositif permettant de monter les galets sur des axes parallèles afin d'usiner des filets droits au lieu de filets coniques ; - les galets sont reliés par un train d'engrenage des- tiné à les régler et qui tient compte du non parallélisme des axes de galet .
D'autres caractéristiques résulteront de la description qui va suivre et qui est donnée uniquement à titre d'exemple aveo référence aux dessins annexés sur lesquels :
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la Fi. 1 représente en élévation latérale l'outil en position de travail ; la Fig. 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la Fig.l, le bloc sur lequel l'outil est monté étant enlevé; la Fig. 3 est une coupe selon la ligne 3-3 de la Fig. 2; la Fig. 4 est une coupe selon la ligne 4-4 de la Fig. 2; la Fig. 5 est une coupe partielle selon la ligne 5-5 de la Fig. 1; la Fig. 6 est une coupe partielle 'selon la ligne 6-6 de la Fig. 4 ; la Fig. 7 est une'coupe partielle selon la ligne 7-7 de la Fig. 2 ; la Fig. 8 est une coupe partielle selon la ligne 8-8 de la Fig. 2 .
La structure fondamentale de l'outil à rouler faisant l'objet de la présente invention est la même que celle qui a été représentée et décrite dans le brevet belge n 527.745 déposé le 30 mars 1954 auquel on peut se référer pour les points qui ne sont pas décrits en détail dans la présente demande .
L'outil faisant l'objet de la présente invention comprend un bloc d,e support 20 agencé pour être fixé au chariot ,commandé par une came, d'une machine automatique à faire des vis (non re- présentée) qui se déplace suivant une direction perpendiculaire à l'axe de la pièce à usiner W. Le support 20 comporte deux bras plats 22 et 24 dirigés vers l'avant (Fig. 1 et 5) et qui sont pourvus près de leur extrémité avant d'ouvertures situées l'une en face de l'autre à travers lesquelles passe un axe 26. Un col- let 28 est prévu près de l'une des extrémités de l'axe 26 à l'ex- térieur du bras 22. Une vis 30, vissée latéralement dans le bras 22 recouvre une portion du collet 28 de façon à maintenir l'axe 26 dans le sens axial .
Un prolongement 32 molleté peut s'éten- dre à l'extérieur du collet 28 pour permettre l'enlèvement
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à la main de l'axe 26 après enlèvement de la vis 30 .
Sur une douille 38 montée sur l'axe 26 entre les bras 22 et 24 sont montées de manière à osciller deux pièces de support 34 et 36. La. pièce supérieure 34 comporte des pcrtions 40 situées à une certaine distance l'une de l'autre qui sont disposées au contact des côtés opposés d'un prolongement dirigé vers le haut 42 de la pièce inférieure 36, la douille 38 traversant les parties 40 et le prolongement 42 ..Les extrémités de la douille 38 doi- vent être légèrement élargies vers l'extérieur après moulage des pièces 34 et 36 pour empêcher le déplacement axial de ces pièces par rapport à la douille .
Des encoches alignées 44 de section rectangulaire sont ménagées dans la partie postérieure des pièces 34 et 36 afin de recevoir une attache 46 (Fig. 4 et 6) . Des vis 48 et 50 fixent l'attache 46 aux.pièces 34 et 36 respectivement et ont pour but d'empêcher ces pièces 34 et 36 de se déplacer l'une par rapport à l'autre en tournant-autour de l'axe 26 pendant que le dispositif est en fonctionnement. Les ouvertures de l'attache 46 dans lesquelles passent les vis 48 et 50 sont légèrement allongées de façon à permetter à l'attache de se déplacer par rapport aux vis quand celles-ci sont desserrées.
Comme il sera indiqué ci-après plus en détail, les matricesou galets à usiner les filets 52 et 54 sont montées de telle manière que leurs surfaces de roulage soient disposées en opposition, dans les pièces 34 et 36 respectivement . Pour modifier l'espacement des rouleaux opposés et permettre ainsi l'usinage d'une pièce de diamètre différent , il est nécessaire de faire tourner les pièces 34 et 36 l'une par rapport à l'autre et de les assujettir dans leur nouvelle position , A cet effet, on enlève l'attache 46 et on la remplace par une autre de lon- gueur différente .
Pour éviter tout déplacement sous l'effet de la pression de laminage, on insère un bouchon 56 dans une
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ouverture 58 au voisinage de chaque extrémité de l'attache 46 et chacun de ces bouchons 56 a une face biseautée 60 en contact avec l'une des extrémités de l'attache . Une seconde paire d'ou- vertures 62 (Fig.6), à raison d'une dans chacune des pièces 34 et 36 traversent l'un des côtés de ces pièces et communiquent avec les ouvertures 58 avec lesquelles elless sont perpendiculaires .
Un bouchon 64 est inséré dans chacune des ouvertures 62, ce bou- chon ayant une surface biseautée à son extrémité intérieure, en contact avec le biseau correspondant de l'extrémité intérieure du bouchon 56 . Une vis 66 est vissée dans chacune des ouvertures 62 afin de pousser intérieurement le bouchon 64 contre- le bouchon 56 et de maintenir ainsi l'attache 46 dans la position adoptée , Si l'une ou l'autre des vis 48 ou 50 est desserrée , on peut utiliser la vis correspondante 66 pour déplacer légèrement l'at- tache 46 par rapport à l'une des pièces du bâti et effectuer ainsi un réglage précis de l'espace compris entre les galets opposés 52 et 54 et par conséquent du diamètre de la pièce finie .
Un évidement relativement grand 68 (Fig. 2 et 4) est ménagé verticalement dans les pièces 34 et 36 pour permettre de loger les galets de laminage 52 et 54 qui sont montés sur les arbres 70 et 72 , respectivement,de manière à tourner sur ces derniers . Chacun de ces arbres est supporté à l'une de ses extrémités par une douille 74 munie d'un épaulement et montée de façon fixe dans le côté des pièces 34 et 36, respectivement, et ayant sa surface extérieure affleurant la surface de la pièce.
Comme représenté sur les Fig.2 et 8, une gorge 76 est ménagée à la périphérie de chaque douille 74. Une ouverture taraudée 78 est percée dans chacune des pièces du bâti dans une direction tangentielle à la douille 74 de façon à permettre d'insérer une vis 80 dans l'ouverture 78 qui vient en contact avec la gorge 76, de façon à empêcher tout déplacement axial de la
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douille 74. Afin d'empêcher la rotation des douilles, il est prévu une cheville 82 qui est logée dans le côté des pièces 34 et 36 et qui traverse la partie formant collerette des douilles la même cheville 82 est engagée dans une ouverture appropriée pratiquée dans une plaque d'usure montée sur chacun des arbres 70 et 72 entre l'extrémité du galet de laminage monté sur l'arbr< et la paroi de l'évidement 68 .
Chacun des arbres 70 et 72 est supporté à l'autre extrémité par une douille 86 montée de faon fixe dans les pièce: respectives du bâti . Une encoche 88 avec des bords inclinés est formée à la périphérie de chaque douille 86 .Ainsi qu'on le voit sur les Fig. 1 et 2, une vis 90 est vissée dans chaque plèce 34 et 36, son axe étant parallèle à celui de la douille correspor dante 86 et sa tête étant agencée de manière à entrer en contact avec l'encoche 88 . Ainsi chaque vis 90 sert à retenir une douille 86 et à l'empêcher de se déplacer d'un mouvement rotatif ou axial . A l'intérieur des douilles 86, les ouvertures ménagées dans les pièces 34 et 36 et qui servent àu passage des arbres 70 et 72 , comportent des méplats 92 (Fig.7) pour s'ajuster à des portions conjuguées 94 formées à l'extrémité de chaque' arbrp .
Les arbres sont ainsi empêchés de tourner par mpport aux pièces 34 et 30.
L'ouverture formée dans les pièces du bâti qui reçoi- vent respectivement les arbres 70 et 72 à l'intérieur de l'as- semblage claveté ci-dessus décrit et en communication aveo l'évidemet 68 , est agrandie de façon à permettre le logement d'un pignon 96 monté rotatif sur l'arbre . Ainsi qu'on le voit sur la fig. 2 , chaque pignon 96 a un moyeu 98 prolongé axiale- ment vers chacun des galets de laminage 52 ou 54 .
Chaque moyei 98 posséda deux saillips 100 diamétralement opposées qui, comme dans le brevet précité, ont unp forme telle qu'elle puissent
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se loger avec un jeu appréciable dans les fentes 102 ménagées dans le galet c orrespondant . De même que précédemment , des fils élastiques cylindriques 103 sortent du moyeu 98 près des cotés des prolongements 100 de manière à occuper cet espace et à constituer un accouplement élastique claveté entre le galet et le pignon .
Ainsi qu'on le voit sur la Fig. 3, les pignons 96 sont reliés, afin d'effectuer une rotation uniforme, par une série de trois pignons droits 104, 104, 106 pour lesquels des logements appropriés 108 sont prévus dans le s pièces 34 et 36.
Le pignon central 106 est monté rotatif sur une douille 110 . fixée sur l'arbre 26 et est. maintenu en position dans le sens axial par une cuvette 112 pourvue d'une collerette entourant également l'arbre 26. Les autres pignons fous 104, 104 sont montés rotatifs sur des douilles 114 portées sur des tourillons 116 qui sont logés dans les pièces 34 et 36 et font saillie extérieurement au centre des logements 108. Des cuvettes 118 pourvues de collerette sont prévues pour fermer les logements 108 et pour maintenir les pignons fous 104, 104 en position axiale convenable . On remarque sur les figures let 5 que la cuvette centrale 112 déborde sur les deux cuvettes 118 qu'elle recouvre pour les maintenir en position .
L a cuvette 112 de son côté est empêchée de se déplacer axialement par la tête d'une vis 120 qui est engagée dans une encoohe oonvenable ménagée dans la collerette de la cuvette .
Une douille 122 (Fig.2) entoure chaque moyeu 98 et possède une collerette qui pénètre dans l'évidement 68 en constituant une surface d'usure pour chaque galet , Une cheville 124, enfoncée à force dans chaque pièce 34 et 36 pénètre dans les ouvertures convenables prévues dans chaque douille 122 et l'empêche de tourner .
Entre les douilles 122 et la surface 84 décrites ci-dessus se trouve définie de façon
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étroite la position axiale des galets de laminage 52 et 54 mais une petite tolérance est prévue pour des raisons de sécurité et pour permettre un léger déplacement longitudinal des galets , lorsqu'on les retire de la pièce usinée quand l'opération de roulage est terminée ,
Comme représenté sur la Fig. 2, les évidements des douilles 74 et 86 qui reçoivent les extrémités des arbres 70Bet
72 sont disposés et inclinés de telle manière que les arbres puis- sent être disposés parallèlement aux surfaces inclinées de la piè- ce à laminer. Ceci veut dire que si la pièce à '-usiner a une. conicité de 0,06 cm par cm ( 3/4" par pied ), chaque axe d'arbre fait un angle de 1 47' par rapport à l'axe de la pièce à usiner.
Lesgalets de laminage 52 et 54 ont un diamètre uniforme sur toute leur partie qui sert à faire les filets .
Pour que les galets de laminage puissent bien fonctionner les parties des plaques d'usure 84 qui font face aux galets de roulage sont disposés perpendiculairement aux axes des arbres
70 et 72. De même, les surfaces des douilles 122 qui font face aux galets de filetage de l'autre côté sont également inclinées. Le moyeu 98 de chaque pignon de galet 96 peut être incliné de la gauche vers la droite comme représenté sur la Fig.2 afin de bien dégager l'intérieur de la douille 122. Chaque pignon 96 est pour- vu de dents inclinées par rapport à l'axe du pignon de manière à être parallèle aux dents droites du pignon libre 104 et à engrener convenablement avec celles-ci. la faoe latérale extérieure de cha- que pignon 9- peut également être pourvue d'un biseau de même inclinaison pour ne pas heurter le fond du logement du pignon.
Il est évident que cet outil peut servir à tracer des filets coniques de la même façon qu'un outil similaire dont les galets ont des axes parallèles peut être employé pour tracer des filets droits. On peut opérer des changements de diamètre et on peut monter à volonté sur les mêmes arbres des galtes dp diamètre* pt
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de conicité différente à condition que la conicité de la pièce à usiner ne change pas. Lorsque la pièce a une conicité différente ou une conicité nulle, c'est-à-dire lorsqu'elle doit avoir des filets droits, il suffit de remplacer les douilles 74 et 86 , , les pignons 96 ainsi que les plaques d'usure 84 et-122. Le bâti et .toutes les autres parties peuvent servir pour toutes les conici- tés comprises dans la gamme prévue pour l'outil.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit qui n'a été donné qu'à titre d'exemple .