Tour automatique. Tous les tours automatiques connus ac- tuellement sont pourvus d'un dispositif -de changement ,de vitesse à deux, trois. ou quatre vitesses, permettant d'adapter la vitesse de rotation de la broche aux ,diverses opérations nécessaires à l'usinage d'une pièce.
Ces -dispo- sitifs sont généralement logés dans la partie inférieure du bâti -du tour, à côté ou juste au- dessus du moteur d'entraînement de celui-ci. Une foule -de dispositifs de changement .de vitesse différents, soit dans leur commande automatique, soit encore dans leur construc tion, ont été mis au point par les construc teurs de tours automatiques.
Ils sont en géné ral constitués par au moins -deux trains d'en grenages parallèles reliant mécaniquement, par l'intermédiaire d'accouplements à friction, l'arbre ,du moteur à la broche.
Plusieurs de ces boîtes de vitesse compor tent des engrenages à chaîne; or, les vitesses de rotation rapides -de la broche actuellement permises, grâce aux outils en métal dur, occa- sionnent une usure très rapide -de ces chaînes -de transmission, et, dans certains cas, on atteint déjà aujourd'hui la vitesse limite que ,de telles transmissions:
peuvent .supporter. En outre, plus la vitesse linéaire -de la chaîne ,de transmission est grande, plus les frottements sont grands et donc le rendement de la trans- mission moins élevé.
Enfin, un dispositif de changement -de vitesse comportant trois ou quatre vitesses différentes, comporte en géné ral trois ou quatre trains d'engrenages paral lèles reliés à l'axe de la broche par l'inter médiaire -de deux engrenages à chaînes et de deux accouplements à friction.
Ces deux chaînes travaillent alternativement, mais toutes deux sont entraînées continuellement, l'une d'entre elles tournant à vide. Aux grandes vitesses, ces chaînes tournant à vide occasionnent un freinage non négligeable.
Certains constructeurs ont proposé des dispositifs de changement de vitesse compor- tant,des trains baladeurs; ceci dans le but de permettre la suppression -des chaînes. Toute fois, dans ces dispositifs, le baladeur devant être actionné à. la main, il est clair qu'ils ne peuvent être utilisés sur des tours automati ques.
D'autres constructeurs enfin ont construit des dispositifs de changement de vitesse pré sentant deux arbres, un arbre menant et un arbre mené, ce dernier étant constitué par l'axe de la, broche, et deux accouplements doubles à friction commandés automatique ment afin d'avoir quatre vitesses différentes.
Toutefois, ces dispositifs de changement de vitesse ne permettent pas d'assurer au cours de l'usinage d'une pièce les vitesses de d'une pièce les vitesses de coupe les plus rationnelles, car ils ne permet tent pas de réaliser des changements de vi tesse présentant un grand rapport entre la vi tesse maximum et la, vitesse minimum.
En effet, les métaux durs utilisés pour les outils de chariotage permettent une vitesse de coupe très élevée, qui est environ trois fois plus élevée que celles nécessaires pour les outils en acier rapide utilisés pour des opérations de tronçonnage, et sept à huit fois plus élevée que les vitesses maxima permises pour une opération de taraudage par exemple.
Pour obtenir de tels rapports de vitesses au moyen de .deux engrenages, il serait nécessaire de prévoir des engrenages de dimensions exagé rées et présentant une grande masse d'inertie, ou encore de prévoir un arbre intermédiaire afin de pouvoir placer trois engrenages en série entre l'arbre menant et la broche.
La présente invention a pour objet un tour automatique monobroche comportant un dis positif de changement de vitesse commandé automatiquement et présentant des trains d'engrenages parallèles reliant mécanique ment un arbre menant à l'arbre de la broche par l'intermédiaire d'au moins quatre em braya=ges à friction constitués par au moins deux accouplements à friction doubles dont l'un est monté sur l'arbre menant et l'autre sur l'arbre de la broche.
Ce tour élimine les inconvénients cités par le fait qu'au moins l'une des parties montées folles sur leur arbre de chacun des deux accou plements doubles est solidaire d'un organe denté présentant deux engrenages, l'un de. ces- dits organes dentés étant monté fou sur l'arbre menant, l'autre sur l'arbre de la broche et chacun des engrenages que comportent ces deux organes dentés étant relié mécanique ment à un engrenage solidaire -de l'une des parties de l'un des. accouplements doubles, montée folle sur l'autre arbre.
Le dessin annexé montre, schématique ment et à titre d'exemples, un tour selon l'in vention, ainsi que plusieurs variantes -d'exé cution d'un dispositif de changement de vi tesse.
La fig. 1 est une vue d'ensemble de profil d'un tour, certaines parties étant arrachées; La fig. 2 est une vue en coupe selon la droite A-A de la fig. 1 d'une première va riante d'exécution d'un dispositif de change ment de vitesse; La fig. 3 est une vue en coupe d'une forme d'exécution d'un accouplement à un seul sens d'entraînement; Les fig. 4 à 9 sont -des vues schématiques destinées à illustrer le fonctionnement du .dis- positif.
La fig. 10 est unie vue en coupe selon la ligne A-A de la fige. 1 d'une seconde va riante d'exécution -d'un dispositif de change ment de vitesse; Les fig. 11 à 14 sont des vues schémati ques destinées à illustrer le fonctionnement du dispositif représenté à la fig. 10.
Selon la fig. 1, le tour automatique 1 com- porte, fixé dans la, partie ,inférieure de son bâti, un moteur d'entraînement 2 sur l'arbre duquel est fixée une poulie 3. Un arbre 4, pivoté -dans les paliers 6-7 solidaires -du bâti du tour, est entraîné par le moteur 2 par l'intermédiaire d'une courroie 8 ou autre organe de transmission souple. Cet arbre 4 entraîne desmodromiquement un axe 9 par l'intermédiaire d'un train d'engrenages 10-11.
Enfin, cet axe 9 est relié par l'intermédiaire d'un train d'engrenages interchangeables 12-13 à un arbre menant 14 d'un dispositif de changement de vitesse. Ledit dispositif comporte (fig. 2) quatre trainsi d'engrenages parallèles reliant cet arbre menant 14 à un arbre mené 15, quatre accouplements à fric- tion 16-16a, 17-17a, 18-18a, 19-19a, et un accouplement à un seul sens d'entraîne ment 20.
Les quatre accouplements à friction sont constitués par deux accouplements dou bles à friction, les parties menantes 16-17 ainsi que les, parties menées 18-19 étant res pectivement solidaires l'une de l'autre et figées angulairement par rapport aux arbres 14, respectivement 15, mais peuvent coulisser axialement sur ceux-ci. Les mouvements d'en gagement et de dégagement de ces accouple ments: doubles à friction sont commandés, comme dans les tours connus, par des cames 92-23 fixées sur des arbres auxiliaires 21-24.
Les parties 16a, 17a, 18a, 19a sont pivo tées folles sur l'arbre menant 14, respective ment l'arbre mené 15. Les parties 17a, :18a et 19a sont solidaires chacune -d'un organe denté 25-26-r27 constitué par deux engrenages 30-31, 32-â3, â4-35 solidaires l'un de l'autre.
La partie 16a, par contre, est soli daire d'un engrenage 28. Enfin, sur l'arbre 14 est encore monté l'accouplement à un seul sens d'entraînement 20 (fig. 2 et 3), dont l'une ,des parties est :solidaire d'une roue den tée 29, tandis que l'autre est solidaire die l'arbre 14.
L'engrenage 28 engrène avec l'engrenage 32 qui est solidaire de l'engrenage 33 engre- nant avec l'engrenage 30 qui, lui-même, est solidaire -de l'engrenage 31 engrenant avec l'engrenage 34. Ce dernier est solidaire de l'engrenage 35 et engrène avec un engrenage 29. Ces engrenages constituent quatre trains d'engrenages reliant l'arbre 14 à l'arbre 15 et qui, par le jeu -des accouplements doubles à friction, peuvent être couplés .chacun séparé ment, ou plusieurs en ,série (fig. 4 à 9) selon le rapport de transmission désiré.
L'arbre mené 15 est ici constitué par l'axe de la broche 40; mais il est évident que cet arbre mené 15 pourrait aussi entraîner l'axe de la, broche par l'intermédiaire d'engrenages par exemple à dentures engrenant les uns avec les autres à l'exclusion de tout engrenage à chaîne. Les schémas des fig. 4 :a 9 illustrent le fonctionnement de ce changement de vitesse.
Les mouvements; d'engagement et de dé gagement des accouplements à friction sont commandés par les cames 22, respectivement 23, par l'intermédiaire de leviers (dont un seul, 36, est représenté).
L'arbre menant 14 étama entraîné à vitesse constante par le moteur 2, -on remarque que la broche peut être entraînée à .six vitesses différentes, .selon .les positions respectives ,des deux accouplements doubles à friction.
1. Accouplement 19-19a en position en gagée (fig. 4): L'entraînement de la broche s'effectue par l'intermédiaire de l'accouplement à un seul sens d'entraînement, .des engrenages 29 et 35, de l'organe denté 27 et de l'accouplement 19-19a. Les accouplements 16--16a et 17-17a sont en position dégagée.
Les organes dentés 25 et 26 tournant fous sur leur arbre, cette vitesse est la plus petite. 2. Accouplements 17-17a .et 19-19a en position engagée (fig. 5): L'entraînement de la broche ,s'effectue par l'intermédiaire -de l'accouplement à friction 17-17a,,des organes dentés 25,et 27 par leurs engrenages 31 et 34 qui sont en prise, de l'ac couplement à friction 19-19a.
Le rapport de transmission entre les engrenages 31 et 34 doit être plus grand que celui entre les .engrenages 29 et 35, de manière que la partie menée 29 de l'accouplement à un seul sens d'entraîne ment tourne plus vite que la partie menante de cet accouplement.
3. Accouplements 17-17a et 18-18a en position engagée (fig. 6): L'entraînement s'effectue par les engre nages 30 et 33 des organes dentés 25 et 26, l'organe denté 27 et l'engrenage 29 tournant fous.
4. Accouplements 1,6-16a et 18-18a en position engagée (fig. 7): L'entraînement de la broche s'effectue par l'engrenage 28 -en prise avec l'engrenage 32 de l'organe denté 26.
Les organes -dentés 25 et 27 tournent à vide. 5. Accouplements 16-16a et 19-19a en position engagée (fig. 8): L'entraînement s'effectue par l'engrenage 28, les organes dentés 26, 25 et 27.
6. Accouplement 18-18a en position en gagée (fig. 9) L'entraînement de la broche s'effectue alors par l'accouplement à un seul sens d'en traînement et les organes dentés 27, 25, 26, à une vitesse légèrement supérieure à celle sous chiffre 1. Les accouplements 16-16a et <I>1.7-17a</I> sont en position dégagée.
Comme on peut s'en rendre compte, les quatre premières vitesses sont obtenues. par accouplement de l'un ou de l'autre des quatre trains d'engrenages, tandis que les deux autres sont obtenues par la, mise en série de trois d'entre eux. Grâce à cette combinaison, il est possible d'obtenir une très grande et une très petite vitesse sans recourir pour cela à des engrenages de dimensions exagérées.
Pour per mettre la. mise en série de plusieurs trains d'engrenages, il est nécessaire qu'au moins deux engrenages soient solidaires l'un de l'autre et de l'une des parties de l'un des deux accouplements doubles montées folles sur leur arbre, et chacun desdits engrenages soit en prise avec un engrenage solidaire de l'une des deux parties de l'autre accouplement double à friction montées folles sur leur arbre.
La commande automatique d'un accouple ment double dans ses trois positions (deux engagées, une libre) présentant parfois cer- taines difficultés de réalisation, on peut, si on le désire, prévoir pour chacun des accouple ments doubles deux positions engagées .seule ment, et afin de conserver la possibilité de réaliser six vitesses différentes, prévoir l'or gane denté 26 en deux parties portant cha cune l'un des engrenages 32-33 et entraîner ces deux parties au moyen d'un accouplement à un seul sens d'entraînement.
Ce dernier pourrait aussi être prévu entre l'engrenage 28 et la partie 16a. Si l'on désire réduire au minimum le nombre de pièces en mouvement, c'est-à-dire éviter de faire tourner des engre nages à vide, on peut également prévoir l'or gane denté 27 en deux parties reliées par un accouplement à un seul sens d'entraînement. Dans ce dernier cas, l'accouplement 20 peut être supprimé.
L'organe denté 25, par contre, devant transmettre un couple entraîneur aussi bien lorsqu'il est attaqué par l'engrenage 34 que lorsqu'il est attaqué par l'engrenage 33, doit être prévu en une seule pièce, ou du moins doit être constitué par -des pièces rendues soli daires les unes des autres.
La, fig. 10 montre une variante d'exécu tion ne comportant aucun accouplement à un seul sens d'entraînement et qui, par le seul jeu des deux accouplements doubles à fric tion, permet de réaliser quatre vitesses diffé rentes.
Dans cette figure, les mêmes chiffres de référence que ceux utilisés dans la fig. 1 ont été utilisés pour désigner les, organes ayant même fonction.
L'organe denté 27 ne comporte qu'un seul engrenage 34 qui est en prise avec un train d'engrenages interchangeables 40---41 engre nant avec l'engrenage 31 de l'organe denté 25. Comme on peut s'en rendre compte par l'examen des schémas fig. 11 à 14, ce dispo sitif de changement -de vitesse comporte: 1. Une petite vitesse de filetage (fig. 11), accouplements 16-16a et 19--19a en position engagée; 2.
Une grande vitesse de filetage (fig. 12), accouplements 17-17a et 19-19a en position engagée; 3. Une petite vitesse de tournage (fi-. 13), accouplements 16-16a et 18-18a en position engagée; 4. Une grande vitesse de tournage (6g.14), accouplements 17-17a et 18-18a en position engagée.
A la petite et la grande vitesse de file tage, la broche est actionnée en sens inverse des grandes et petites vitesses de tournage.
En principe, dans cette forme d'exécution, les accouplements d'oublee à friction ne peu vent être amenés que dans leurs deux posi- tions engagées; toutefois, il est évident que si l'on désire placer un frein de broche, on peut prévoir une troisième position intermédiaire pour laquelle aucune :des parties montées folles sur leur arbre n'est en prise avec la partie montée rigidement sur l'arbre.
Comme ou peut aisément s'en rendre compte, aucun organe de transmission souple, chaîne ou autre, n'est interposé entre l'arbre menant du dispositif de changement de vi tesse et la broche.
Il s'ensuit .que la vitesse maximum ,de cette dernière n'est plus: limitée par la vitesse maximum .admissible pour une chaîne de transmission, et qu'il est -dès lors possible,de faire tourner .la broche à une vi tesse plus grande, c'est-à-dire tourner la pièce à la vitesse -de coupe admissible aujourd'hui, grâce aux aciers rapides et métaux :durs uti lisés dans la fabrication -des burins et outils de décolletage.
De plus, bien que le dispositif de changement de vitesse décrit ne comporte que,deux arbres (un arbre menant e t un arbre mené constitué par l'arbre de ,la broche), le rapport entre le plus grand et le plus petit rapport de transmission peut être relative- ment grand, par exemple égal à 8 ou 10, et peut être obtenu au moyen d'engrenages de diamètre relativement petit.
Il s'ensuit que l'énergie cinétique des masses en mouvement est relativement faible, ce qui présente l'avan tage de permettre un passage rapide d'une vitesse à l'autre. Enfin, la vitesse -de rotation de la pièce pour une vitesse de coupe donnée étant fonction du,diamètre de la pièce en usi nage, il est nécessaire .de pouvoir adapter la vitesse angulaire de l'arbre menant 14 au dia mètre de la pièce .à usiner.
Ce réglage -de la vitesse de rotation de l'arbre menant est ob tenu très aisément, grâce au train d'engre nages interchangeables 12-13. Le train d'én- grenages 40-41, par contre, permet de modi fier le rapport entre le plus grand et le plus faible rapport -de transmission du dispositif de -changement de vitesse, et donc d'adapter les vitesses de rotation -de la broche aux genres de travaux à effectuer et à la matière à usiner.
Il est évident que des engrenages inter- changeables. 40-41 pourraient aussi être pré vus dans le dispositif de changement ,de vi tesse selon la forme d'exécution représentée à la fig. 1. Dans # cas, on disposerait de trois vitesses dans un sens de rotation et -de trois vitesses dans l'autre.