CH135797A - Machine pour la fabrication d'organes de commande à rainure hélicoïdale pour la direction des véhicules. - Google Patents

Description

  



  Machine pour la fabrication d'organes de commande à rainure hélicoïdale pour
 la direction des véhicules.



   Cette invention a pour objet une machine
 perfectionnée établie en vue de son emploi
 dans la fabrication des organes servant à ac
   tionner    les mécanismes de direction et pré
 sentant des rainures hélicoïdales à pas variable.



   Comme on le   sait,    on utilise déjà des organes de commande de ce genre formés sur l'arbre du mécanisme de direction ou reliés à cet arbre. Dans la rainure hélicoïdale de l'organe est engagé un bras porté par l'arbre oscillant situé à angle droit par rapport à l'arbre de direction, de telle sorte que lorsqu'un organe de commande de ce genre reçoit un mouvement de rotation autour de son axe, l'arbre oscillant qui s'y rapporte reçoit un mouvement d'oscillation accéléré en raison du mouvement du bras d'une position située au milieu de la longueur de la rainure vers l'une ou l'autre des extrémités de la rainure.

   Gé  néralement, cette    rainure hélicoïdale possède un pas ou une inclinaison de   90  environ au    milieu de sa longueur (ou au point auquel
 l'arbre de direction occupe sa position   nor-   
 male de marche en ligne droite) et cette in
   cRina-ison augmente progressvement    de ce point vers chacune des extrémités de la rainure, cette rainure à pas variable déterminant une accélération croissante du mouvement de l'arbre oscillant pendant que le bras de cet arbre se meut au milieu de la rainure vers l'une ou l'autre des extrémités de cette rainure.



   La rainure d'un organe de commande de ce genre doit être établi avec une précision extrême. La machine selon l'invention permet, après avoir établi une ébauche destinée à un organe de commande en lui donnant les dimensions et la forme convenables, de tailler exactement une rainure hélicoïdale à pas variable et de forme voulue dans cette ébauche.



   Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la ma chine selon l'invention. 



   Fig. 1 est un plan d'une partie de la machine ;
 Fig. 2 est une vue de face à plus grande échelle d'une portion du mécanisme de la fig.   1    ;
   Fig. 3 est    une vue d'arrière des pièces   de la fig.    2 ;
 Fig. 4 est un détail en coupe à plus   grande échelle suivant 4-4    (fig. 7) ;
 Fig.   5    et 5a sont des perspectives à plus grande échelle de l'accouplement entre la came principale ou organe reproducteur et son dispositif de commande ;
 Fig. 6 est une coupe suivant   6-6    (fig. 1) ;
 Fig.   7    est. une coupe suivant   7-7    (fig. 1) ;
 Fig. 8 représente à plus grande échelle les organes de fixation de l'ébauche ;
 Fig. 9 est une coupe longitudinale de la fig. 8 ;

  
 Fig. 10 est un détail en coupe suivant   10-10    (fig. 7).



   Le mécanisme représenté peut être monté sur un support. 1 de toute construction convenable tel que le banc d'un tour ordinaire.



  Sur ce banc sont montées une poupée fixe 2 et une poupée mobile 1. 2. Ces poupées peu  ventêtremontées    sur le bâti de support de toute manière convenable de façon qu'elles puissent être rapprochées ou éloignées l'une de   l'autre et-peuvent être. maintenues    fermement dans toute position réglée à, l'aide de tout dispositif convenable. La poupée fixe 2 porte un arbre ou broche 2a qui est muni d'un dispositif qui sera décrit plus loin servant à fixer et supporter une des extrémités d'une ébauche B servant à l'établissement de l'organe de commande.



   L'arbre 2a reçoit un mouvement de rotation de la. façon qui sera décrite plus loin pour faire tourner l'ébauche   B.    La poupée mobile   12    est munie de la broche filetée usuelle   12a    réglable à la main et munie d'un centre et   l'ébauche B    est centrée entre les deux poupées pendant la taille de la rainure, comme il sera expliqué plus loin. Sur le banc 1 est montée, entre les deux poupées, une plaque de support réglable 18 sur laquelle peut coulisser, dans le sens longitudinal de cette plaque, un chariot   8    qui peut être déplacé en bloc vers l'arrière ou vers l'avant sur la plaque de base 18.

   Comme représenté dans les fig. 2 et 3, le chariot 8 est muni de coulisses longitudinales en queue   d'aronde 8e    qui sont assemblées à frottement doux avec des glis  sières    en queue   d'aronde opposées 18e    de la plaque de base 18 ; le chariot 8 est muni d'un écrou ou d'un élément tubulaire taraudé   8f    (fig. 10) dans lequel est engagé un arbre fileté 18f qui est supporté de façon à pouvoir tourner dans des coussinets 18b de la plaque de base 18, mais ne peut se déplacer longitudinalement par rapport à ses coussinets.

   L'arbre fileté 18f est muni d'un volant   18e    dont la. rotation détermine le déplacement de l'ensemble du chariot. 8 et des pièces montées sur ce chariot sur la plaque 18 soit vers   l'avant,    soit vers l'arrière.



   Le chariot 8 porte à ses extrémités des paliers   8d    et Sx (fig. 7) qui supportent les tourillons   9e,    9d d'un organe oscillant   9b    portant l'arbre porte-outil et pouvant osciller autour desdits tourillons, cet organe étant destiné à recevoir un mouvement d'oscillation en bloc vers la. droite ou vers la. gauche, c'està-dire latéralement sur le chariot.



   L'organe oscillant   9b    porte à sa partie supérieure une saillie radiale longitudinale 9e dans laquelle tourillonne un arbre 10 qui est monté de façon à pouvoir tourner dans   l'orga. ne oscilla. nt Db,    mais qui ne peut pas se déplacer longitudinalement par rapport à lui. L'arbre 10 porte à son extrémité avant une   fraise 10e    et peut être muni à son extrémité arrière d'un coussinet ou roulement de butée lOb de toute construction convenable prenant appui contre un bras 99 de l'organe oscillant 9b comme représenté.



     L'outil 100-est    une fraise. L'arbre 10 peut recevoir son mouvement de rotation de tout dispositif convenable. Il est muni. d'une poulie   10 (l    recevant sa commande d'une poulie motrice supérieure convenable (non représentée) par une courroie   lOX.    



   L'organe oscillant   9b    est muni à son extrémité   arrière d'un bras 9a    qui est espace de la. poulie   10d    pour permettre au   reproduc-    teur C dont il sera. question plus loin, d'être disposé entre ce bras 9a et l'extrémité de   l'ar-      I) re 10.    Le reproducteur est fixé solidement en position de la façon qui sera expliquée plus loin.



   Le reproducteur C présente une rainure de came hélicoïdale à pas   variable    (fig. 1) qui détermine la forme de la rainure   hélicoï-    dale fraisée dans l'ébauche B de l'organe de commande. Dans la rainure m du reprodocteur C est engagé un doigt ou tige 11 qui est inséré dans la creusure d'une pièce   9h    solidaire du bras   9a, et ce    doigt 11 est normalement poussé vers l'extérieur de façon à s'engager convenablement dans la. rainure m du reproducteur C par une vis de réglage lia (fig. 4) butant contre l'extrémité interne du doigt 11 de façon à maintenir ce doigt constamment en prise avec la rainure m du reproducteur et à empêcher tout temps perdu ou toute trépidation.



   Lorsque le reproducteur C reçoit un mouvement de rotation comme il sera expliqué plus loin, il fait osciller l'organe oscillant   9b    latéralement sur le chariot 8, ce qui a pour effet de faire mouvoir la 10  suivant un arc dans le sens longitudinal de   l'ébauche 2 ?.    De préférence, le reproducteur
C et l'ébauche   B reçoivent    un. mouvement de rotation positif en synchronisme à l'aide du dispositif suivant.



   Sur l'arbre 2a est montée une roue à vis sans. fin   2b    (fig. 1 et 6) qui engrène avec une vis sans fin 3a portée par un arbre 3 tourillonnant dans des paliers de la poupée fixe   2.    L'arbre 3 est disposé à angle droit par   rapport à l'arbre 2a,    et son extrémité ar  rière    tourillonne dans des   coussinets 8c po-r-    tés par une console   8Z    assujettie à l'extrémité arrière du chariot 8 ou d'une seule pièce avec ce chariot.



   Une vis, sans fin 3b montée à rainure et languette sur l'extrémité arrière de l'arbre 3 engrène avec une roue à vis sans fin   7d    portée par un arbre 7 tourillonnant dans des coussinets de la console   8z,    comme représente, cet arbre 7 étant accouplé avec un   organe 7    qui actionne le reproducteur C comme il sera décrit plus loin.



   Sur l'arbre 3 est monté entre les vis sans fin 3a et   3b    un pignon hélicoïdal   3e    engrenant avec un pignon hélicoïdal   4c porté    par un arbre 4 disposé à angle droit par rapport à l'arbre 3 et tourillonnant dans des paliers d'une console 5. L'arbre 4 est muni d'une roue à vis sans fin 4a qui engrène avec une vis sans fin 6a portée par un arbre 6 tou  rillonnant dans    des paliers convenables assujettis à la console 5 sur le côté et au-dessous de l'arbre 3, l'arbre 6   s'étendant, à an-    gle droit par rapport à l'arbre 4 et   parallè-      lement à l'arbre    3. Cet arbre 6 peut être ac  tionné    à l'aide de tout. dispositif convenable.



  Dans la construction représentée, il est muni d'une poulie étagée   6b    qui peut être reliée par   r    une transmission à une poulie convenable, non représentée.



   Grâce à l'engrenage hélicoïdal décrit ou à un autre engrenage convenable, une grande réduction de vitesse et un, accroissement corresponda. nt du couple sont obtenus entre la poulie   6b    et l'arbre 2a et entre la poulie   6b    et l'arbre 7 actionnant le reproducteur.



     L'arbre 7 est disposé à angle    droit par rapport à l'arbre   3'et est disposé parallèle-    ment à l'arbre 4 et à l'arrière de cet arbre.



  Cet arbre 7 est destiné à actionner le reproducteur C et est relié mécaniquement à cet organe de la façon qui sera décrite plus loin.



   Le reproducteur C reçoit la forme d'un   co, rps cylindrique    muni de tourillons axiaux mi et   W2 à    ses extrémités opposées, et le corps de cet organe présente une rainure de came hélicoïdale à pas variable m dont le pas et le contour correspondent à ceux de la rainure    qui doit être fraisée dans les ébauches 2 ? des-    tinées à constituer les organes de commande comme il sera expliqué plus loin.



   Les tourillons du reproducteur sont montés dans des paliers 8a et   8b    portés par le chariot   8,    de sorte que lorsque le reproducteur est en position, il est situé entre l'extrémité de l'arbre 10 et   le bras 9a de l'organe oscil-    lant   9b,    et la. rainure m dudit reproducteur peut recevoir le doigt 11 comme il a été précédemment décrit.



   Le tourillon interne n'du reproducteur est muni d'un prolongement (fig. 5a) qui présente une série de   languettes ? s allant    en se rétrécissant longitudinalement et destinées à être assemblées de façon coulissante avec une série correspondante de rainures   7e    pratiquées    dans-un organe d'accouplement 7b (fig. 5)    prévu à l'extrémité adjacente de l'arbre 7.



  Cet assemblage effectue un accouplement assurant un entraînement absolument positif entre l'arbre 7 et le reproducteur C.



   Le corps de l'ébauche   13 de 1'organe    de commande est exactement cylindrique comme représenté (fig. 8 et 9) et possède les   dimen-    sions convenables ; cette ébauche présente une partie rétrécie   b2 à chacune    de ses extrémités et des épaulements b à la jonction des parties rétrécies avec le corps, ces épaulements étant destinés à s'adapter contre les coussinets de butée à l'intérieur de la boîte (non   repré-      sentée)    du mécanisme de direction lorsque l'organe de commande est   assemblé à l'inté-    rieur de cette boîte.



   Une des extrémités rétrécies   h2 de l'ébau-    che est adaptée à l'intérieur d'une pièce tubulaire 20 (fig. 9) qui est munie d'une queue conique   2Oa destinée à s'engager dans    une creusure'conique de la. broche 12a de la   a    poupée mobile 12 ; et l'autre extrémité rétrécie   b2 de l'ébauche    est insérée dans une ou  verture    d'une tête 21 assujettie à la   bro-    che 2a.



     La.    tête 21 est munie d'une nervure   2la    destinée à s'appliquer contre l'épaulement   b    (fig. 9) et l'extrémité de la tête 21 est   coni-    que comme indiqué en 21b et est munie d'une série de griffes radiales 22 qui traversent des fentes radiales de la. tête 21 et dont les extrémités internes sont destinées à entrer en prise avec l'élément   rét, réci b2 de l'ébau-    che, leurs extrémités externes étant biseautées et entrant en prise avec la face interne biseautée   2. 3a    d'un rebord   2,    d'un écrou 23 qui entoure la tête 21 et se vis. se sur un élément fileté   21e    de la tête (fig. 9).

   Lorsqu'on fait tourner l'écrou   23    dans un sens, les faces biseautées opposées du rebord   23e    et des griffes 22 entrent en prise, ce qui oblige les griffes à serrer positivement le tourillon   b2    de l'ébauche B pour qu'il participe à la rotation de la broche 2a. En faisant tourner l'écrou 23 dans le sens opposé, il est facile de dégager les griffes 22 de l'ébauche B.



  Quoiqu'il soit préférable d'employer le dispositif qui vient d'être décrit pour accoupler   l'éba.    uche avec la broche 2a, on pourrait, sans sortir du cadre de l'invention, employer tout autre dispositif approprié.



     La.    tête   21    est déplaçable longitudinalement par rapport à la broche 2a. Dans   l'exem-    ple représenté, cette tête est munie d'une queue   21le    qui est montée de façon qu'elle ne puisse pas tourner à l'intérieur d'une creusure convenable de l'extrémité 2f de la broche 2a et qui peut être déplacée dans le sens longitudinal de la broche et fixée à l'aide   d'un    écrou   2x    monté sur une partie filetée   21f de la.    queue, lequel écrou bute contre l'extrémité 2f de la broche 2a.

   En disposa. nt la tête 21 de façon qu'elle puisse être déplacée dans le sens longitudinal de la broche 2a et en disposant aussi la broche ou centre 12a de façon réglable, on peut régler la position de l'ébauche B dans le sens longitudinal et par rapport   à.      l'axe    du support   oscilla. nt 9b,    de sorte que   l'axe    longitudinal exact de   l'é-    bauche sera. situé directement au droit et audessus de l'a. xe autour duquel est monté le support   oscillant 9s.   



   Grâce à ce dispositif et au mode de cen  tra. ge de l'ébauche    B dans la. machine, on est sûr que les rainures de l'organe de com  mande 2 ? seront taillées uniformément    et exactement et que l'organe de commande terminé s'adaptera exactement dans le boîtier du mécanisme de direction lorsqu'il y sera assemblé.



   Un cadran 9s (fig. 1 à 3,7 à 10) est assujetti à l'organe oscillant   9b    près de la fraise 10e et un index 9t est assujetti au chariot 8 en relation de commande fixe par rapport au cadran. Ce dispositif indique en tout temps la position exacte de la fraise par rap port à la longueur de la rainure qui doit être taillée dans l'organe de commande. Lorsque l'index 9t est placé en regard du trait zéro de la graduation du cadran, la fraise doit être en regard du milieu exact du mouvement arqué de la fraise. Lorsque l'organe oscillant   9b    est déplacé vers la droite ou vers la gauche, le trait de graduation placé en regard de l'index indique la position qu'occupe la fraise e   10c par rapport à l'ébauche    pendant la taille, et montre la fraction de la longueur de la rainure qui a été taillée.



   La fraise   10e    est faite d'acier à outil de premier choix, et son profil en élévation correspond de préférence exactement à la section transversale de la rainure qui doit être taillée dans l'ébauche   B.    Les flans destinés à constituer les organes de commande sont exactement conformés et finis, à l'exception de la rainure hélieoïdale, avant leur mise en place dans la machine.



   Le fonctionnement de la machine est le suivant :
 Lorsque la, machine est convenablement montée, le reproducteur C occupe la position décrite et l'ébauche est convenablement placée comme indiqué dans les fig. 1,2,7,8 et 9. On règle de façon que le milieu longitudinal de la partie cylindrique de l'ébauche
B (ou le milieu longitudinal de la rainure hélicoïdale qui doit être pratiquée dans   l'é-      ba. uche)    soit situé directement en regard du milieu. longitudinal de la rainure   nu    du reproducteur C.



   On manoeuvre le chariot 8 de façon à dégager la fraise   10e    du chemin de l'ébauche
B   ? avant de    placer celle-ci dans la position de coupe.



   Lorsqu'une   ébauche J ? a, été convenable-    ment placée et centrée entre les poupées 2 et   12,    en regard du reproducteur C et   parallè-    lement à cet organe de   la,    façon précédemment décrite, l'ouvrier fait pivoter l'organe   oscillant 9    vers un côté jusqu'à ce qu'il constate que le doigt 11 est placé à l'une des extrémités de la rainure du reproducteur dans une position telle que la fraise   10e    vienne di  rectement    en regard de la partie dé l'ébauche   B    dans laquelle l'extrémité correspondante de la rainure doit être taillée.



   On fait alors tourner l'arbre porte-fraise 10, mais l'ébauche B est maintenue fixe entre les centres, et le reproducteur est aussi empêche de tourner, pendant que l'opérateur (manoeuvrant le chariot 8) fait avancer la   fraise 10e    vers l'ébauche B jusqu'à ce que la fraise ait pénétré de la. profondeur désirée dans cette ébauche.



   Pour faciliter la pénétration de la. fraise dans   l'ébauche,    un trou convenable peut avoir été percé dans cette ébauche avant de placer celle-ci entre les centres. Pendant cette   pé-      nétration    de la fraise dans   l'ébauche,    l'ébauche B est maintenue fixe et le reproducteur
C est aussi maintenu fixe.



   Lorsque la fraise a pénétré initialement dans l'ébauche B, l'opérateur embraie   l'ac-    couplement 3r à   l'a. ide. d'un    levier d'embrayage 3s, ce qui fait tourner l'arbre 3 qui transmet sa commande au reproducteur C et à l'ébauche B pour faire tourner ces deux organes exactement en synchronisme.

   La fraise   10e    reçoit un mouvement de rotation continu à une vitesse convenable pendant la taille de la rainure hélicoïdale dans l'ébauche B   etcelle-    ci et le reproducteur C reçoivent un mouvement de rotation très lent et à des vitesses relatives prédéterminées ; et l'effet combiné de la ro  tation du reproducteur    C, de l'ébauche B et de la   fraise 100    sur son arbre et du mouvement latéral communiqué à la fraise par le pivotement de l'organe   9b    (déterminé par l'engagement du doigt 11 dans la rainure m du reproducteur C) est de tailler dans   l'é-    bauche B une rainure hélicoïdale qui cor  respond    exactement à celle du reproducteur.



   Le reproducteur est établi de telle sorte que, si l'on commence par exemple à l'extrémité de gauche de la rainure, la fraise rotative décrit, un chemin allant de gauche à droite à une vitesse qui diminue graduellement jusqu'au moment où la fraise atteint le milieu longitudinal de la rainure. A partir de ce point médian et jusqu'à l'extrémité de droite de la rainure, la fraise reçoit alors un mouvement qui est graduellement accéléré,   d'où    il résulte que, au milieu longitudinal, la rainure hélicoïdale taillée dans l'ébauche possède pratiquement une inclinaison ou un pas de   90'par rapport à l'axe de l'ébauche,    l'inclinaison ou pas de la rainure augmentant graduellement de ce milieu vers chacune des extrémités de la. rainure et étant maximum aux'extrémités de la. rainure.

Claims (1)

1. REVENDICATION : Machine pour la fabrication. d'organes de commande à rainure hélicoïdale pour la direction des véhicules, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens pour tenir et faire tourner une ébauche dans laquelle doit être pratiquée la rainure hélicoïdale, un outil coupant rotatif, des moyens pour faire mouvoir cet outil et l'ébauche l'un par rapport à l'autre de façon à obliger l'outil à pénétrer dans l'ébauche ou à en sortir, et une came de commande sous l'action de laquelle l'outil est déplacé latéralement à une vitesse variable dans le sens longitudinal de l'ébauche, pendant la taille, de telle sorte qu'une rainure hélicoïdale. à pas variable est taillée dans l'ébauche.

   SOUS-REVENDICATIONS : 1 Machine suivant la revendication, dans laquelle l'outil est déplacé suivant un arc s'étendant dans le sens longitudinal de l'ébauche.

   2 Machine selon la revendication, dans la quelle ladite came de commande est rota tive, des moyens étant prévus pour la faire tourner en même temps que l'ébau che.

   3 Machine selon la revendication, dans la quelle l'outil rotatif est monté dans un support mobile, des moyens portés par le support entrant en prise avec la came de telle sorte que l'outil reçoive son mouve ment latéral.

   4 Machine selon la revendication et la sous revendication 2, dans, laquelle la came de commande présente une rainure hélicoï- dale à pas variable, dans laquelle est en gagé un organe actionnant l'outil pour lui donner ledit mouvement latéral.

   5 Machine selon la revendication et la sous revendication'3, comportant une plaque indicatrice et un index coopérant avec elle, l'un de ces organes étant assujetti au support oscillant de l'outil et l'autre relativement fixe.

   6 Machine selon la revendication et la sous revendication 2, dans laquelle les moyens pour tenir et faire tourner l'ébauche d'or gane de commande sont établis de façon que celle-ci soit disposée parallèlement à la came, l'outil rotatif étant disposé à angle droit par rapport à la came at à l'ébauche.

   7 Machine suivant la revendication et les sous-revendications 1 et 6, dans laquelle le support pour l'outil est monté de fa çon à pouvoir osciller.

   8 Machine selon la. revendication et les sous-revendications 1,6 et 7 portant une plaque indicatrice assujettie au support oscillant et un doigt indicateur relative ment fixe placé à côté de cette plaque.

   9 Machine selon la revendication et la sous revendication 1, comportant des moyens pour tenir et faire tourner l'ébauche d'or gane de commande parallèlement à la came, un outil rotatif disposé à angle droit par rapport à la came et à l'ébauche et entre elles, un support oscillant pour l'outil, et des moyens portés par le sup port et entrant en prise avec la came rai nurée de telle sorte que le support os cille pour faire mouvoir l'outil latérale ment suivant un arc s'étendant longitudi nalement par rapport à l'ébauche.

   10 Machine selon la revendication et la sous revendication 2, dans laquelle la came re productrice est munie de tourillons grâce auxquels elle est supportée en position, un arbre moteur étant placé à l'aligne ment axial de la came, et un assemblage coulissant a rainure et languette étant prévu entre un des tourillons de la came et l'extrémité de l'arbre moteur.

   11 Machine selon la revendication et les sous-revendications 1 et 2, comportant des moyens pour tenir une came repro ductrice, des moyens pour tenir une ébau , elle parallèlement à la came, un organe oscillant monté entre la came et l'ébauche, l'outil rotatif étant monté dans l'organe oscillant et se mouvant avec lui, un dispositif pour faire tourner l'outil, un arbre pour faire tourner la came, un arbre rotatif pour faire tourner l'ébauche, un arbre moteur et un engrenage à vis sans fin entre l'arbre moteur et l'arbre de commande de la came et entre l'arbre moteur et l'arbre de commande de l'ébauche, de telle sorte que ces derniers arbres peuvent recevoir un mouvement de rotation en synchronisme.

   12 Machine selon la revendication et les sous-revendications 1, 2 et 11, compor tant un dispositif servant à régler la po sition de l'organe oscillant dans le sens longitudinal entre la came et l'ébauche.