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"Machne automatique apte & exécuter l'usinage d'écroues".
La présente invention concerne une machine auto- matique, apte à exécuter l'usinage d'écrous.
Le but principal de la présente invention est de fournir une machine apte à effectuer simultanément une multiplicité d'opérations d'usinage, dotée d'un seul con- duit d'alimentation en écrous à usiner ou bien à fileter, qui sont ensuite recueillis, une fois l'usinage effectué, dans un collecteur.
En effectuant simultanément une série d'opé- rations sur les dits écrous provenant du conduit, on réa- lise avec la machine en question une notable économie de temps et de main d'oeuvre par rapport aux machines d'usi- nage de type connu.
La machine automatique apte à exécuter l'usina-
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ge d'écroua selon la présente invention est caractérisée par le fait qu'elle comprend un tambour rotatif portant une série de dispositifs disposés circulairement autour de l'axe de ce tambour et angulairement équidistanta, dont chacun est apte à effectuer, au moyen d'un outil respectif, l'usinage d'écroua, grâce à une rotation et à un déplacement axial relatifs entre l'écrou et l'outil;
il est prévu dans cette machine un conduit unique pour l'alimentation en derous à usiner, conduit situé au dessus du tambour en position fixe, éventuellement réglable, par rapport au socle, et des moyens aptes à déterminer, cha- que fois qu'un des dite dispositifs passe en correspodan- ce du dit conduit au cours de la rotation du tambour, la mise en place d'un écrou à usiner provenant du conduit dans une position exacte de centrage par rapport à l'outil de ce dispositif, afin que puisse, ensuite, avoir lieu l'usinage de l'écrou, au moyen du dit dispositif, et il est encore prévu des moyens aptes à déterminer la comman- de des dispositifs d'usinage de manière A ce que chaque dispositif, une fois reçu un écrou du dit conduit d'ali- mentation,
en effectue l'usinage et se remette en état de pouvoir recevoir un nouvel écrou pour en commencer en* suite l'usinage quand, après un tour du tambour, le dit dispositif passe à nouveau en correspondance du conduit d'alimentation,
Pour mieux montrer les caractéristiques et les avantages de la machine selon la présente invention, il va être décrit ci-après un exemple de réalisation de la dite machine en référence au dessin joint dans lequel : - La figure 1 montre une coupe de la machine obtenue suivant un plan vertical passant par l'axe de l'arbre principal actionné par le moteur.
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La figure 2 montre une coupe obtenue lui. vant II- II de figure 1 et, dans cette figure 2, quelques pièces ont été omises par simplification tandis que, dans cette marne figure quelques orgeat se trouvent dans une phase déterminée de travail* La figure 3 montre un détail de la figure
2, mais avec les organes dans une phase différente de travail, - La figure 4 montre un détail analogue à celui de la figure 3 mais avec les dits organes dans une phase suivante de travail.
- La figure 5 montre une coupe suivant V - V de la figure 4.
- La figure 6 montre un détail analogue à celui des figures 3 et 4, mais avec les dits organes dans une phase suivante de travail.
La figure 7 montre un détail en coupe, ob- tenu suivant VII - VII de la figure 6.
La figure 8 montre un détail relatif à une variante de réalisation de la machine.
- La figure 9 montre le dit détail vu à 90 par rapport à la figure 8.
- La figure 10 montre un détail relatif à une seconde variante.
La machine en question comprend un socle 24 @ dont sont solidaires deux supporte 2 et 3 qui soutien- nent un arbre 4. Le dit arbre, qui constitue l'arbre principal de la machine, est actionné par un moteur (non représenté par simplicité) par l'intermédiaire des cour. roies 5 et de la poulie 6 de manière à tourner dans les supports 2 et 3 autour de son axe.
Sur l'arbre 4 est monté un tambour rotatif 1 constitué par un corps 7 et une pièce 13 solidaire du
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dit corps 7; ce tambour porte une série d'organes aptes à effectuer l'usinage ou bien le filetage des écrous, corme il sera expliqué ensuite$
Sur l'arbre 4 est claveté un engrenage 6 qui engrène avec un engrenage 9 dont le pivot 10 est porté par le support 3 de cet engrenage$ tournant autour de son axe, est solidaire un engrenage 11 qui engrène avec un engrenage 12 ménagé dans ledit corps 7.
comme on le voit par la figure 1, Ion rapporte de transmission des dits engrenages sont tels que le corps 7, c'est-à-dire le tambour 1, est obligé de tourner avec une vitesse angulaire notablement plus faible que celle de l'arbre 4.
Pour effectuer l'usinage ou bien le filetage des écrous (déjà percés précédemment) il est prévu une série de mandrins 14 portés par le tambour 1, chacun d'eux pouvant tourner autour de son axe ; le présent exemple il y a six de ces mandrins, angulairement équidistants les uns des autres. Le nombre de ces mandrins peut également être supérieur ou inférieur à six.
Chaque mandrin 14 comprend un corps 15 au. quel est appliquée une pièce 20 amovible.
Le corps 15 comprend une partie cylindrique 16 traversant un trou de la pièce 13 du tambour et pouvant tourner dans le dit trou, ce qui fait que le dit corps 15 peut tourner, par rapport au tambour, autour de l'axe de la dite partie 16. Cette partie 16 compara te un trou longitudinal 19 coaxial à la dite partie 16.
Dans ce trou 19 est située la portion reti- ligne d'un outil 17 dontla portion terminale 18 consti- tue l'outil proprement dit ou bien l'instrument apte à effectuer le filetage. Une portion courbe de l'outil 17 est située dans la cavité 21 du mandrin et non extrémité
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vient en contact avec le corps du mandrin qui en tournant entraîne l'outil dans la rotation autour de l'axe de la partie 16 ou bien autour de l'axe de la dite portion rectiligne de l'outil 17.
Du dit mandrin, ou plus exactement de la partit 16, est solidaire un engrenage 22 qui engrené avec un . engrenage 23 solidaire de l'arbre 4.
On a ainsi six engrenages satellites 22 avec un seul planétaire 23; puisque, comme on l'a vu, le tambour 1 tourne avec un nombre de tours plus petit que celui de l'arbre 4, l'axde (axe géométrique) de chaque partie 16, étant solidaire du tambour, tourne également autour de l'axe de l'arbre 4 avec le dit nombre de tours plus petit que celui du dit arbre 4, ce qui fait que chaque mandrin,outre qu'il participe à la rotation du tambour, tourne également à grande vitesse autour du dit axe de la partie 16.
En correspondance de chaque mandrin 14 est prévu un système apte à soutenir les écrous pendant l'usi- nage en empêchant les dits écrous de tourner,
Le dit système est constitué par deux pièces 25 symétriques l'une de l'autre par rapport à un plan passant par l'axe de l'arbre 4 et toutes deux solidaires du corps 7, c'est-à-dire du tambour 1.
L'écrou est soutenu et guidé sans tourner dans la mesure où il vient à se trouver entre les parois 26 des pièces 25, les dites parois (deux pour chaque pièce 25) correspondent au profil polygonal de l'écrou et déli- mitent un passage coaxial au trou 19.
Du tambour 1 est solidaire une came à secteurs ou bien une came constituée par six secteurs 27 égaux entre eux, en même nombre que les mandrins 14.
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Chaque secteur 27, qui est lui-môme une came, comprend une surface 28 dont les génératrices sont pa- rallèles & l'axe de l'arbre 4 et situées à distance variable du dit axe: les dites génératrices, en parcou- rant la surface 28 dans un sens donné, se rapprochent avec continuité du dit axe.
La largeur de chaque surface 28 c'est-à-dire sa dimension dans le sens de l'axe du tambour, correspond à l'épaisseur de l'écrou 32, c'est-à-dire aux dimensions de ce dernier dans le non* de son propre axe. Chaque sec- tour de came 27 se termine, en correspondance de son extrémité la plus éloignée de l'axe du tambour 4, par une surface comprenant deux portions planes 29 s'adap- tant exactement à deux faces adjacentes d'un écrou 32.
Les deux surfaces 29 sont oc-planaires par rapport aux deux surfaces 26 d'une des deux pièces 25,
Pour l'alimentation en écrous à usiner, il est prévu une pièce 30 fixe, par rapport au socle 24, en position verticale t à l'intérieur de cette pièce 30 il y a un conduit vertical 31 le long duquel descendent les écrous 32 provenant d'une trémie (non représentée),
La projection verticale du conduit 31 vient tomber sur les surfaces 28 qui glissent au dessous du dit conduit.
A la pièce 30 est articulé un doigt de rete- nue 33 soumis à l'action d'un ressort 34 qui, en réa- gissant entre le dit doigt et un petit support 35 soli- daire de la pièce 30, presse constamment le dit doigt vers le bas,
A la.pièce 30 est fixée une plaquette profi- lée 36 par l'intermédiaire des vis 37, plaquette apte à empêcher la chute en avant des écrous, le dit tambour 1 porte des dispositifs aptes
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à pousser les écrous pendant l'usingae, et exactement six dispositifs dont chacun correspond à un mandrin.
Chaque dispositif comprend un poussoir consi- tué par un élément 38 présentant deux cavités 39 et
41 dont la première renferme un ressort 40 tandis que la seconde est apte à recevoir la partie opérante 18.
Chaque élément 38 peut coulisser axialement dans un siège ménagé dans une pièce 12 solidaire du corps 7 du tambour; le dit élément 38 est coaxial au trou 19 de la dite partie 16 du mandrin correspondant,
Le ressort 40 réagit entre l'élément 38 et une tige 43 solidaire de la pièce 42, en tehdant à pousser l'élément vers le mandrin;
pour ne pas empocher les coulissements de l'élément 38, la dite tige traverse une ouverture 44 de l'élément en question,
L'élément #8 porte en saillie un galet 45 qui se trouve constamment en contact avec la surface 47 d'une came constituée par un corps annulaire 46 coaxial à l'arbre 4 et fixé au corps 3, ou bien au socle 24.
Ce corps 46 comprend une surface 46 qui se trouve dans un plan perpendiculaire à l'axe de l'arbre
4: or, si on suppose qu'on parcourt la surface 47 le long du tour complet de 360 , on observe que la distance { de la dite surface 47 avec la surface 48 est variable, c'est-à-dire que c'est la surface 47 qui constitue la came proprement dite apte à agir sur les galets 45 et par conséquent sur les éléments 38.
Pendant la rotation du tambour 1 chacun des six galets 45 glisse sur la surface 47 de la pièce fixe 46. Quand un galet 45 se trouve au point de la dite surface 47 qui est à distance minimum du plan de la sur. face, 48 l'élément 38, poussé par le ressort 40, est
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dans la position la plus avançât en direction du mandrin
14 correspondant et la partie opérante 18 .et' l'in- t'rieur de la cavité 41.
Considérons par exemple un tour complet du tambour 1, accompli à partir de la dite position; dans le dit tour, le galet 45, parcourant d'abord une portion de la surface 47 de la came qui va en s'éloignant du plan de référence 48, recul* en faisant ainsi s'éloigner du mandrin l'élément 38 contre l'action du ressort 40 qui est comprimé; ensuite, la surface 47 se rapprochant de la surface 48, l'élément 38 peut se rapprocher du mandrin sous l'action du ressort 40.
Le tour complet terminé, l'élément 38 se re. trouve ainsi dans la position où il renferme la partie
18.
On va maintenant décrire le fonctionnement de la? machine en question.
Chaque mandrin est initialement "changré" ou bien on enfile sur l'outil 17 quelques écrous pour main. tenir cet outil dans la position correcte; pour effectuer cette opération on enlève puis on remet la dite pièce 20,
On suppose la machine en mouvement : la rotation de l'ar- bre 4 est commandée par un réducteur, grâce aux courroies 5 et à la poulie 6, et, par suite, par l'intermédiaire des engrenages 9, 10, 11 et 12, est commandé le tambour 1 qui tourne avec un nombre de tours plus petit que celui du dit arbre 4.
Les axes des parties 16 tournent, en compagnie du tambour 1, autour de l'axe de l'arbre 4; en outre, par l'intermédiaire de l'engrenage
23 et des satellites 22, sont entraînés à tourner les six mandrins, chacun autour de l'axe de la pièce respecti- ve 16.
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On considère le cycla à partir d'un instant donné, par exemple celui correspondant à la figure 3 où | in un écrouq à usiner, précédemment descendu de la pile con- tenue dans le conduit 31, se trouve appuyé sur la sur- 1 face 28 du secteur 27 qui à ce moment passe au des- sous de la dite pile (voir figure 3 où le secteur 27 considéré est indique par A). Le point de la dite sur- face où se trouve l'écrou (voir figure 3) est à un* certaine distance des surfaces planes 29 du secteur 27 suivant (indiqué par B) qui, à ce moment-lA, avance vers le fond du conduit 31, Le tambour 1, en regardant les figures 2, 3, 4 et 6 tourne dans le sens de la flèche F.
L'extrémité 49 du doigt 33 touche sur un coté (voir figure l'écrou appuyé sur la,dite surface 28 en empêchant ainsi l'écrou de se déplacer vers la gauche (en regardant la figure 3) par entraînement de la part de la dite surface:
cette dernière glisse ain- si sous l'écrou qui, au contraire, reste immobile,
La paroi 50 du doigt 33 touche (voir figu- re 3) l'angle 51 de la pièce 30, ce qui fait que le dit doigt, bien que poussé vers le bas par le ressort, ne peut pas tourner au delà de cette position,
Le doigt 33 sert également à donner à l'écrou un meilleur équilibre. Quand, à un certain point, les parois 29 du acteur 27 suivant (indiqué par B) arri- vent à toucher deux faces respectives de l'écrou, celui- ci est pressé par les parois 29 contre l'extrémité 49 du doigt qui, à son tour, réagissant élastiquement à cause du ressort 34, presse l'écrou contre les parois 29 en lui donnant un positionnement précis,
A partir de cet instant, par suite de l'action
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des parois 29 du secteur 27 indiqué par B, le (Joli* commence à tourner en se soulevant,
L'élément 38, qui se trouvait en position re- culée par rapport au mandrin en correspondance duquel l'é- crou considéré s'est mis en place en position de centrage, avance, poussé par le ressort 40, dans la mesure o la surface 47 de la came fixe le permet.
L'extrémité 52 de l'Aliment 38 pousse l'écrou (centré par les parois 29 en collaboration avec le doigt 33), ce qui fait que le dit écrou pénètre entre les surfaces 26 où il rencontre la partie 18 de l'ou- til, c'est-à-dire la partie opérante et, de cette façon, l'usinage a lieu,
Cependant le doigt 33, après avoir tourné d'un certain angle dans le sens de la flèche F1 (voir figure 4) en se soulevant contre l'action du ressort 34, en un certain point se trouve libre et tourne, poussé par le dit ressort, dans le sens opposé à celui de la dite flèche
F1 en se portant, par son extrémité 46, sur la surface
28 du nouveau secteur 27 qui avance (secteur indiqué par B (voir figure 6).
Sur le dit nouveau secteur l'ex- trémité du doigt va rencontrer un nouvel écrou qui, l'écrou précédemment considère s'étant éloigna de dessous la pile d'écrous du conduit 31, descend maintenant sur le secteur qui avance (secteur B).
On va maintenant considérer l'écrou par lequel, comme il a été dit ci-dessus, a commencé l'usinage,
L'élément 38 continue à avancer (le ressort 40 le pousse et la came 47 continue à le permettre) et par suite à pousser l'écrou celui-ci avance sur la pièce opérante 18 et, étant soutenu et guidé par les pa. rois 26 des pièces 25, peut. seulement se déplacer axia.
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lement et non tourner tandis que, dans son trou, l'outil
18, qui n'avance pas axialement, tourne en effectuant l'usinage.
L'avancement de l'écrou, constant et progrès sif, suivant le pas du dit écrou, sur l'outil 18, est assuré par le profil de la came 46 ou bien de la surface . 47. L'outil 18 effectue l'usinage en tournant avec la vitesse maximum de taille permise.
Dans le mouvement relatif entre la partie 18, c'est-à-dire l'outil, et l'élément 38, la partie 18 pénètre dans la cavité 41 (voir figure 1, en bas),
Une fois l'usinage terminé, à la limite de la course de l'élément 38, l'écrou usiné s'ajoute à la file d'écroua sur l'outil 17.
Evidemment, au fur et à mesure qu'arrivent sur la pied de l'outil les écrous usinés ( chaque mandrin et.* feotue l'usinage d'un écrou à chaque tour du tambour), il y a descente d'écrous le long de la partie courbe du dit pied de l'outil 17, Quand un écrou entame la portion courbe de l'outil il est expulsé du mandrin par la force centrifuge et tombe dans l'espace 54 du carter 53 du .fond duquel il descend ensuite dans un collecteur (non représenté).
En en venant maintenant à considérer l'instant du cyde où l'élément 38 considéré a ateint le pint de rapprochement maximum avec le mandrin, l'usinage étant terminé, il se produit ensuite que le dit élément 38, & cause de la surface 47, s'éloigne du mandrin.
Si on considère donc un mandrin avec l'élément respectif 38, il se passe ceci que, au cours d'une période (par période on entend la durée d'une rotation complète, ou bien de 360 , du tambour) le mandrin *floc.
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tue l'usinage d'un écrou. En effet, à chaque tour du tam- bour, un secteur donné 27 (par exemple le secteur A) passe une fois sous le chargeur, c'est-à-dire la pièce 30, en recevant un écrou du conduit 31; ainsi donc, en un tour du tambour, il y a course complète aller et retour @ de l'élément 38.
Ce dernier, comme on l'a vu, arrive & pousser l'écrou quand ce dernier s'est mis en place, en se cen- trant parfaitement, contre les surfaces 29 d'un secteur
27 (secteur B si le secteur sur lequel est appuyé l'é- crou est le secteur A), avance tandis que s'accomplit l'usinage, et ensuite recule jusqu'à la distance maximum du mandrin. Quand un nouvel écrou se trouvera mis en place en correspondance du dit mandrin considéré, c'est-à- dire après une période complète, par la mise en place de l'écrou qui, précédemment, est parvenu aux parois 29 correspondant à ce mandrin (parois 29 du secteur B dans le cas considéré}, l'élément 38 entrera à nouveau en action comme il a été dit plus haut.
Puisque les mandrins sont six (dans le présent exemple) comme aussi les secteurs 27 et les éléments 38, à chaque tour du tambour il y a usinage de six écrous.
En effet si on considère par exemple le tambour à un moment où un mandrin commence l'usinage, en venant 1 , peine de passer en correspondance du conduit 31, à ce dit moment dans les cinq autres mandrins cinq écrous sont en phase d'usinage progressivement avancés;
après une période complète, c'est-à-dire après que le tambour a ac- compli un tour complet à partir de cet instant, six écrous ont été progressivement déchargés et entretemps six autres se sont portés, en descendant un à un du conduit 31, dans le dites conditions initialse mentionnées ci-dessus, c'etst-
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a-dire un en début d'usinage et les cinq autres en phase d'usinage progressivement avancé,
Dans l'exemple de réalisation des figure* et 9 et est introduite une variante, en ce séné qu'au lieu des secteurs 27 il y a un levier 55 centré sur le corps 7 c0axialement à l'arbre 4.
Dans ce cas égale- ment il y a un tambour avec les six' mandrins et les élé- ments respectifs de poussée; ces derniers présentent une certaine différence par rapport aux précédents comme on va le voir ci-après.
Un ressort 56 fixé au dit levier 55 et à un point fixe avec le socle tend à maintenir ce levier immo- bile contre une paroi 57 également fixe avec le socle.
Un siège profilé 58 du levier est apte A contenir un écrou.
L'élément de poussée (un pour chaque mandrin, comme dans l'exemple précédent) est dans ce cas indiqué , @ par 38'. Quand, dans la rotation du tambour, un élément de poussée 38' et, par conséquent, le mandrin y relatif, passent en correspondance de l'écrou 32 logé dans le siège 58, au moment où l'écrou se trouve exactement cen- tré avec le mandrin, l'élément de poussée 38' qui avance vers l'écrou à usiner heurte, de sa partie 61, une pièce 60 solidaire d'une tige 59 solidaire à son tour du le- vier 55. De cette façon, le levier 55 suit le tambour dans sa rotation en provoquant un allongement du ressort 56.
Quand la partie 61, dans l'avance en sens longitudi- nal de l'élément 38', abandonne la pièce 60, le levier 55, à cause du ressort 56, revient contre la paroi fixe 57.
Mais, entre temps, l'extrémité de l'élément 38' a commencé à pousser l'écrou entre les parois 26 contre
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l'outil (non représenté) apte 1 effectuer son usinât
Le levier 55 assure la permanence de l'écrou en position de centrage par rapport aux parois 26 tandis que l'élément 38' commence à pousser le dit écrou. En- suite, quand le levier 55 revient en arrière, libéré de la partie 61, (la surface 62 du levier passe sous la surface 63 de l'élément 38'), l'écrou a désormais péné- tré entre les parois 26.
Le nouvel écrou de la pile s'appuie sur la surface 64 du levier et, au retour de celui-ci, descend dans le siège 58. Dans l'exemple de la figure 10, qui comprend le levier 55 comme dans celui des figures 8 et 9, il ya une variante constituée par le corps 30' contenant les écrous, lequel, dans ce cas, est incliné pour mieux guider les dits écrous.