Brevet FR2100619A1 — publié le 19720324

La présente invention concerne une machine à tailler et à meuler à entrainement en rotation, pour usiner une pièce entraînée en rotation, pour lui donner une configuration circulaire, elliptique, ovale ou autre forme et/ou pour meuler la pièce à usiner ayant cette configuration. La présente invention concerne une machine à entailler et/ou meuler une pièce, la machine étant disposée pour exécuter un mouvement planétaire tel que, lors de sa rotation, elle fait tourner la pièce à usiner de façon excentrée par rapport à l'outil à tailler ou la meule prévue à un endroit fixe. Ce mouvement est obtenu sans qu'il soit nécessaire d'avoir un mécanisme à came. Le lieu géométrique, plan, de forme elliptique, oblongue, ovale ou autre, décrit par le côté tournant de la pièce à usiner, s'appuie contre l'outil tranchant ou la meule pour tailler ou meuler la pièce à usiner et lui donner la configuration choisie. La machine selon l'invention est facile à mettre en oeuvre et peut exécuter le découpage ou le meulage désirés, à grande vitesse. Sur un tour classique destiné à mettre en forme une pièce en la tournant de façon circulaire, il est impossible d'obtenir une forme elliptique, oblongue ou ovale. Il est également extrêmement difficile pour une meule classique de meuler de façon précise une pièce suivant une telle forme. Généralement, pour obtenir un produit ayant une telle forme, on utilise un tour muni d'un mécanisme à came pour découper ou meuler le produit suivant cette forme. Cependant, n'importe quel tour ou meule classique nécessite beaucoup d'habileté pour réaliser le découpage ou le meulage. En outre, pour des raisons mécaniques, de telles machines ne peuvent fonctionner à grande vitesse, ce qui se traduit par un très faible rendement et des frais de fabrication très élevés. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des machines connues et se propose de créer un appareil qui permet d'obtenir facilement des formes circulaires, elliptiques, ovales ou autres pour des produits en matières minérales, tels que des métaux, du verre, ou des matières fibreuses, telles que le bois ou le papier, des résines synthétiques ou analogues et en permettant, si cela est souhaité, de meuler efficacement une pièce ayant une telle forme. La machine de l'invention est carac térisée en ce qu'elle comprend dans un châssis une bague extérieure rotative et une bague intérieure portant la pièce par un mandrin et reliée à la bague extérieure par une tige de connexion coulissant dans la bague intérieure, et perpendiculaire à une tige d'entraînement fixée à l'arbre d'entraînement de la machine, de telle sorte qu'en modifiant la position du palier de support de l'arbre d'entraînement, la bague intérieure exécute un mouvement de rotation excentré, tout en maintenant-la pièce en contact avec un outil à tailler ou à meuler. Suivant l'invention, la machine est caractérisée en ce qu'elle comprend un palier de support d'un arbre d'entrainement, ce palier étant monté sur le côté extérieur du châssis de telle façon que la position de montage du palier puisse être modifiée et réglée, une tige de support fixée à une extrémité et perpendiculairement à l'axe de l'arbre d'entralnement, une bague de piste extérieure montée à l'intérieur du châssis de façon à pouvoir être tournée dans une position déterminée, une bague de piste intérieure logée à l'intérieur et parallèlement à la bague extérieure, avec une tige de connexion passant librement à travers la paroi cylindrique de la bague intérieure, un mandrin étant prévu sur l'extrémité latérale de la bague intérieure pour maintenir rigidement la pièce à usiner, cette tige de connexion qui passe par les centres de la bague extérieure et de la bague intérieure et s'étend perpendiculairement à leurs axes et coupe à angle droit la tige de support, étant fixée à la bague extérieure, la bague intérieure permettant le mouvement coulissant de la tige de support et de la tige de connexion et étant disposée pour pouvoir tourner de façon excentrée en modifiant la position de l'arbre d'entraînement par rapport à la bague extérieure, auquel cas la pièce à usiner maintenue par le mandrin de la bague intérieure est tournée tout en entrant en contact de façon excentrée avec un outil de coupe ou de meulage pour être ainsi taillée ou meulée de façon adéquate. Grâce à la machine selon la présente invention, on peut réaliser une production de masse pour des opérations mécaniques sur des pièces à usiner ayant une forme elliptique, oblongue, ovale ou autre. On peut également meuler efficacement et sans heurts des pièces ayant de telles formes. La présente invention est décrite plus en détails à l'aide de divers modes de réalisation repré sentés schématiquement à titre d'exemples dans les dessins annexés, dans lesquels - La figure I est une vue de face d'un premier mode de réalisation d'un mécanisme selon la présente invention, dans lequel la bague intérieure est entraînée directement. - La figure 2 est une coupe longitudinale, vue de coté selon la ligne 2-2 de la figure 1. - La figure 3 est une vue en plan, coupée transversalement selon la ligne 3-3 de la figure 1. - La figure 4 est une vue de face d'un autre mode de réalisation du mécanisme selon l'invention, dans lequel la bague extérieure est entraînée directement. - La figure 5 est une vue en plan, coupée selon la ligne 5-5 de la figure 4. - La figure 6 est un plan de coupe pris selon la ligne 6-6 de la figure 4. La présente invention permet deux modes de réalisation. L'un de ces modes de réalisation concerne un mécanisme dans lequel la bague intérieure est entraînée directement et assure un entraînement correspondant de la bague extérieure. Le second mode de réalisation-concerne un mécanisme dans lequel on entraîne directement la bague extérieure qui entraîne la bague intérieure. Dans ce qui suit, on décrira en détails ces deux mécanismes différents constituant les modes de réalisation de la présente invention. Exemple n0 1 Cet exemple concerne un mécanisme dans lequel la bague intérieure est entraînée directement et représenté dans les figures 1 à 3. Selon ces figures, il est prévu un châssis extérieur 12 susceptible d'être fixé à un bloc de base 10 et des éléments de châssis extérieurs 13,14 amovibles par rapport à l'élément de châssis 12. Ces divers éléments sont maintenus réunis par des boulons 15,16 pour constituer un châssis extérieur. A l'intérieur des parois périphérIques intérieures 18,19 de ce châssis extérieur, on a monté en rotation par des éléments métalli-ues annulaires 20 et 21, une bague de piste cylindrique extérieure 22 constituée par une partie de petit diamètre 41 et une partie de plus grand diamètre 42 qui sont réunies par une partie centrale à décalage.Sur le bord périphérique de la ortie de grand diamètre 41 sont prévus des paliers à billes 23 permettant un contact par glissement sur la surface de paroi intérieure de l'élément de châssis extérieur 14, de manière à faciliter une bonne rotation de la bague extérieure 22. A l'intérieur de la bague extérieure 22 se trouve une bague intérieure cylindrique 24. La bague intérieure et la bague extérieure portent une tige de connexion 25 qui passe à travers la partie de faible diamètre 41 de la bague extérieure 22, et par le centre de chacune des bagues 22,24. Cette tige s'étend à travers la paroi cylindrique de la bague intérieure 24, perpendiculairement à son axe. Les deux extrêmités de cette tige de connexion 25 sont fixées à la partie de faible diamètre 41. On voit ainsi que les deux bagues cylindriques 22 et 24 sont reliées par la tige de connexion 25 dans la direction de rotation de cette tige. Sur chaque partie de la paroi de la bague intérieure 24 où passe cette tige de connexion est intercalé un élément métallique 26 pour permettre à la bague intérieure de glisser axialement sur la tige de connexion 25. Dans la partie de grand diamètre 42 de la bague extérieure 22 est prévue une tige d'entraînement 27 fixée transversalement à une extrémité 43 d'un arbre d'entraînement 36 disposé axialement par rapport à cette bague, de telle façon que la tige d'entraînement 27 passe par le centre de la bague intérieure 24 et s'étende à travers la paroi cylindrique, pour tourner perpendiculairement à l'axe de cette bague. A chaque partie de la paroi de la bague intérieure 24 où se trouve la tige d'entraînement, est intercalé un élément métallique pour permettre à cette bague de coulisser axialement par rapport à la tige d'entraînement 27. Comme cela ressort de ce qui précède, cette tige d'entraînement 27 est placée suivant une direction perpendiculaire à celle de la tige de connexion 25 mentionnée ci-dessus, pour former ainsi un croisillon comme cela apparaît en vue de côté. Cette relation par croisillon ne se modifie pas même si les angles de rotation des deux tiges 25,27 varient. Grâce à ce montage, la tige d'entraînement 27 est tournée en correspondance avec la rotation de l'arbre d'entraînement 36. Elle produit une rotation correspondante de la bague intérieure 24, et la bague extérieure 22 est également entraînée en rotation par la tige de connexion 25 qui passe à travers la paroi de ladite bague intérieure 24. Au cours de cette rotation, la bague intérieure 24 peut effectuer un mouvement excentré par rapport à l'arbre d'entraînement 36. Le bord périphérique d'un côté de la bague intérieure 24 s'appuie contre des paliers à billes 30 qui sont en contact avec la surface intérieure de glissement 29 de l élément de châssis extérieur 14. Le bord périphérique de l'autre côté de la bague intérieure 24 est en saillie vers l'extérieur à travers un orifice 34 de l'élément de châssis extérieur 12. Il est monté de façon que son centre soit placé sur l'axe de la bague intérieure 24. Le mandrin 33 est supporté par une griffe 32 qui est logée dans une gorge 35 délimitée par l'élément de châssis extérieur-12, et qui maintient le mandrin 33 pour éviter qu'il ne fasse de mouvement d'oscillation. L'arbre d'entraînement 36 qui porte à son extrémité la partie centrale de la tige d'entraînement 27 qui s'étend à travers la paroi cylindrique de la bague intérieure 24, est maintenu par un palier d'arbre39susceptible de coulisser dans les châssis de guidage 37,38 prévus sur le côté extérieur de l'élément de châssis extérieur 14. Sur chaque partie de l'élément de châssis extérieur 14 où la portion intérieure 54 du palier 39 est maintenue, est réalisé un écartement 55 pour permettre au palier 39 de se déplacer dans une direction perpendiculaire à l'arbre d'entraînement 36. Sur les deux côtés du palier 39 sont prévus des blocs de support 50,51 fixés à l'élément de châssis extérieur 14.Ces blocs de support ont des taraudages filetés 53,54 dans lesquels sont vissées des tiges de réglage 44, 45 pour maintenir le palier 39 à l'aide de leurs extrêmités intérieures, comme représenté dans la figure 2. Elles règlent la position du palier 39 entre les châssis de guidage 37 et 38. Ainsi, en faisant tourner de façon adéquate les tiges de réglage 44,45, on peut faire glisser le palier 39 jusqu'à une position choisie entre les blocs de support 50 et 51, de sorte que le centre de l'axe de l'arbre d'entraînement 36 supporté dans le palier 39 puisse être modifié pour le fixer à un endroit déterminé sur la ligne horizontale à l'intérieur de la bague extérieure 22. Ainsi, la tige d'entrainement 27 fixée à l'arbre d'entraînement 36 peut être déplacée par coulissement à travers l'élément métallique 28 dans la paroi de la bague intérieure 24, en permettant à l'arbre d'entraînement 36 d'effectuer un mouvement excentré par rapport à l'axe de la bague intérieure 24. La tige d'entraînement 27, fixée perpendiculairement à l'arbre d'entraînement 36, est entraînée en rotation en fonction de la rotation de l'arbre d'entraînement 36, de telle façon que la bague intérieure 24 montée sur la tige d'entraînement 27 est entraînée en rotation de façon excentrée par rapport à l'arbre d'entraînement 36, tout en se déplaçant le long de l'axe de la tige d'entraînement 27. D'un autre côté, la bague extérieure 22 est également entraînée en rotation par la tige de connexion 25 qui est entraînée à tourner par la bague intérieure 24.Quoique l'axe de la bague intérieure 24 soit excentré par rapport à l'axe de la bague extérieure 22, cette dernière n'effectue pas de mouvement de rotation excentré. Dans le mécanisme de rotation selon le présent mode de réalisation, on a la relation suivante entre la bague extérieure 22 qui tourne autour d'un axe fixe 00 comme représenté dans la figure 2, et la bague intérieure 22 qui est centrée en un point situé sur la ligne PP parallèle à la ligne 00 et passant par un plan horizontal contenant ladite ligne. C'est-à-dire que la bague intérieure 24,en elle-même, est entrainée en rotation en décrivant un lieu géométrique qui est un petit cercle dont le diamètre est O-a (a étant la distance entre la ligne 0 et la ligne P). Ainsi, en admettant que le centre de la bague intérieure tourne deux fois sur son lieu géométrique formé par le petit cercle, pendant chaque révolution de la bague, et que la bague extérieure 22 tourne en synchronisme avec la bague intérieure 24, on peut remarquer que la bague intérieure est entraînée en rotation de façon excentrée par rapport à la bague extérieure. Le point d'excentricité maximale du centre de la bague intérieure se trouve à la distance a de la ligne 0-0 et le point le plus proche coincide avec le centre 0 de la bague extérieure.Si la bague intérieure 24 est entraînée en rotation en ayant son axe centré sur la ligne P-P, décalé de la distance a de l'axe fixe 0-0 de la bague extérieure 22, on a > sur la pièce à usiner 60. un point fixe, par exemple le point C, par où passe toute partie du bord périphérique de la pièce à usiner, alors que la partie restante tourne de façon excentrée. Cela signifie que l'on obtient un lieu de parcours elliptique, oblong ou ovale, autour du point C qui est un point fixe. On place alors un outil tran chant ou une meule 48 à ce point fixe C. Dans le cas d'un outil tranchant, la distance a entre la ligne axiale fixe 0-0 et la ligne axiale P-P de la bague intérieure est choisie de façon adéquate pour obtenir une pièce de forme elliptique voulue. De la même façon, en modifiant de façon adéquate la position de l'outil tranchant par fixation de cette distance a, il est possible d'obtenir une pièce usinée de forme ovale ou en forme d'oeuf. Exemple n0 2 Cet exemple concerne un mécanisme dans lequel c'est la bague extérieure qui est entraînée directement. Ce second mode de réalisation du mécanisme selon l'invention est représenté dans les figures 4,5 et 6. L'élément de châssis extérieur 62 est fixé solidairement à un bloc de base 61 et les éléments de châssis extérieurs amovibles 63,64 sont réunis par des boulons 65 pour constituer un seul élément de châssis extérieur. Entre les éléments de châssis extérieurs 63 et 64 est prévu un intervalle 90 qui reçoit une poulie 67 à gorge, fixée à la bague extérieure 72. Une courroie 66 passe sur cette poulie à gorge en s'y adaptant de façon lâche. A l'intérieur des parois périphériques intérieures 68,69, délimitées par les éléments extérieurs de châssis 63,64, est montée, par des éléments métalliques annulaires 70,71, une bague extérieure cylindrique 72 constituée d'une partie de petit diamètre 81 et d'une partie de grand diamètre 82. La bague extérieure 72 est entraînée en rotation par la courroie 66. Un roulement à billes 73 est prévu sur le bord périphérique de la partie de grand diamètre 82 et est en contact glissant avec la paroi intérieure de l'élément de châssis extérieur 64, de façon à permettre une rotation sans heurts de la bague extérieure 72. A l'intérieur de la bague extérieure 72 est logée une bague intérieure 74. Comme représenté dans la figure 6, la bague intérieure et la bague extérieure sont munies d'une tige de connexion 75 qui passe à travers la partie de petit diamètre 81 de la bague extérieure 72 et par les centres des deux bagues. Cette tige passe également à travers la paroi cylindrique de la bague intérieure 74. Ces deux bagues sont montées dans une direction dans laquelle la tige de connexion 75 est entraînée en rotation de telle façon que les bagues tournent simultanément dans la même direction. A chaque partie de la paroi cylindrique de la bague intérieure 74 où passe la tige de connexion 75, est intercalé un organe métallique 76 pour permettre le coulissement de la bague intérieure, axialement par rapport à ladite tige de connexion. Les deux extrémités de la tige de connexion 75 sont fixées à la paroi cylindrique de la bague extérieure 72. La bague intérieure 74 est entraînée en rotation par la rotation de la bague extérieure 72 grâce à la tige de connexion 75. A l'intérieur de la partie de grand diamètre 82 de la bague extérieure 72, se trouve une tige de support 77 fixée transversalement à une extrémité 94 de l'arbre d'entraînement 86. Cet arbre est mobile par rapport à la ligne axiale Q-Q de la bague extérieure 72. La tige de support 77 est montée de façon qu'elle passe à travers la paroi cylindrique de la bague intérieure 74, au centre de celle-ci. En chaque point de cette paroi cylindrique où passe la tige de support est interposée une pièce métallique 78 pour permettre le coulissement de la bague intérieure 74 suivant la direction de l'axe de la tige de support 77. Des paliers 80 prévus à l'extrêmité de la bague intérieure facilitent la bonne rotation de celle-ci. Il est à noter que cette tige de support 77 est montée suivant une direction perpendiculaire à celle de la tige de connexion 75 et, même si leurs angles de rotation varient, leur position en croix reste inchangée. Si l'axe R-R de la bague intérieure 74 se déplace par rapport à l'axe Q-Q de la bague extérieure 72 en déplaçant l'arbre 86 comme indiqué dans la figure 5, la bague intérieure 74 peut effectuer un mouvement excentré par rapport à l'axe Q-Q de la bague extérieure 72. L'autre bord périphérique de la bague intérieure 74 est maintenu par un organe de fixation 92 ayant une bride 91. Un mandrin 84 est également supporté par cet organe de fixation 92 et il est relié à l'axe R-R de la bague intérieure 74. Ce mandrin 83 passe à travers un orifice 84 en en dépassant. Cet orifice 84 est réalisé dans l'élément de châssis extérieur 62. Une plaque tournante 95 est fixée à ce mandrin pour tourner avec celui-ci. Une griffe 89 est montée sur la plaque tournante 95 pour maintenir ainsi solidairement une pièce à usiner 60. L'organe de fixation 92 est supporté solidairement par l',elément de châssis extérieur 62 pour éviter le basculement ou les oscillations de la bague intérieure 74 et de la plaque tournante 95 au cours de leur rotation. Comme cela ressort de la figure 6, l'arbre mobile 86 fixé à la partie centrale de la tige de support 77 passe à travers la paroi cylindrique de la bague intérieure 74 et est supporté par un palier d'arbre 88 susceptible de coulisser dans les éléments de châssis de guidage 96,97 prévus sur la face extérieure de l'élément de châssis extérieur 64. La portion de base 87 de ce palier 88 est engagée de façon libre dans un intervalle 85 réalisé dans l'élément de châssis extérieur 64, de manière à pouvoir être déplacé latéralement pour changer sa position. Sur les deux côtés de ce palier 88 sont prévus des blocs de support 98,99 fixés à l'élément de châssis extérieur 64. Ces blocs de support comportent des taraudages 101,102 traversants dans lesquels sont vissées les tiges de réglage 103,104 qui maintiennent le palier 88 par leur extrémité inférieure, comme représenté dans la figure 5. Pour fixer le palier 88 dans une position adéquate entre les éléments de châssis de guidage 96,97, on agit sur les tiges de réglage. On remarque ainsi que l'axe R-R de l'arbre mobile 86 maintenu par le palier 88 peut être fixé dans une position choisie, adéquate, sur une ligne parallèle à l'axe Q-Q de la bague extérieure 72. La tige de support 77 fixée à l'arbre mobile 86 est entraînée en rotation par la rotation de la bague intérieure 74. Cette dernière tourne de façon excentrée par rapport à l'axe Q-Q de la bague extérieure 72, tout en glissant suivant la direction axiale de la tige de support 77. Ainsi, selon la figure 5, quoique l'axe Q-Q de la bague extérieure 72 reste toujours à une position déterminée, l'axe R-R de la bague intérieure 74 peut modifier sa position. Pour cela, on règle le palier 88 comme décrit ci-dessus et on entraîne en rotation la bague intérieure 74 à l'aide de la bague extérieure 72 et de la tige de connexion 75. Les deux axes peuvent occuper des positions excentrées l'une par rapport à l'autre, de telle façon que, pour le mouvement relatif décrit ci-dessus, la bague intérieure 74 exécute des mouvements planétaires en tournant autour d'un axe excentré ainsi qu'autour de son axe propre. On obtient ainsi un lieu géométrique oblong ou ovale.Cependant#, lorsque les deux axes Q-Q et R-R sont alignés l'un avec l'autre, la bague intérieure et la bague extérieure ont le même axe et elles effectuent de simples mouvements de rotation. C'est pourquoi, pour aboutir au but proposé, on positionne les deux axes de façon à les séparer l'un de l'autre de la distance b. Plus la distance b est grande, et plus le mouvement obtenu décrit une ellipse ou un cercle aplati. Le positionnement de l'arbre mobile 86 et le réglage du palier 88 doivent être faits convenablement en fonction de la dimension de la pièce à usiner 60. L'outil tranchant 48 destiné à travailler la pièce à usiner 60, occupe touJours une position fixe. Au cours de cette opération sur une partie de la surface de la pièce à usiner 60, le bord tranchant de l'outil touchant la pièce occupe un point fixe c et la partie restante passe successivement par ce point, en décrivant une ellipse ou un cercle selon le lieu géométrique de la bague intérieure 74. On taille ainsi la pièce à usiner suivant une forme choisie. L'opération est effectuée de la même façon que dans l'exemple 1. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Machine à tailler et à meuler, caractérisée en ce qu'elle comprend un organe pour supporter une pièce à travailler et des moyens pour entraîner excentriquement l'organe de support 2.- Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un arbre d'entraînement monté à rotation dans un bâtit une tige d'entraînement fixéeà à cet arbre transversalement à son axe, une bague extérieure cylindrique montée dans le bâti de manière à pouvoir tourner autour d'un axe fixe, l'axe de la tige étant parallèle à l'axe de la bague extérieure, mais décalé par rapport à lui, une bague intérieure cylindrique disposée à l'intérieur de la bague extérieure, les axes des deux bagues étant parallèles, la tige d'entraînement passant librement à travers la paroi de la bague intérieure, l'organe de support de pièce étant connecté à cette bague intérieure pour tourner avec elle 3t une tige de connexion passant à travers la bague extérieure et passant librement à travers la bague intérieure, l'axe de cette tige passant à travers les axes des bagues intérieure et extérieure et s'étendant perpendiculairement à eux, la bague intérieure, et par conséquent l'organe de support, pouvant ainsi être entraînés en rotation excentrique par la rotation de l'arbre d'entraînement. 3.- Machine suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le bati comporte des moyens pour monter à rotation, en position ajustable, l'arbre d'entraînement de manière à varier la distance de laquelle 1 axe de la tige d'entraînement est décalée de l'axe de la bague extérieure cylindrique, en vue de modifier l'excentricité. 4.- Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend une bague extérieure cylindrique montée à rotation dans un b#ti pour être mise en rotation par un premier organe d'entraînement, une bague intérieure cylindrique disposée à l'intérieur de cette bague extérieure, l'axe de cette bague intérieure étant déplaçable autour de l'axe de la bague extérieure lorsque celle-ci tourne, et étant parallèle à l'axe de la bague extérieure mais décalé de celui-ci, une tige de connexion, disposée perpendiculairement à l'axe de la bague intérieure et portée par la bague extérieure, passant librement à travers la bague intérieure de sorte que celle-ci est coulissable le long d'elle, un arbre monté à rotation sur le bati et portant une tige de support s'étendant transversalement à son axe, cette tige de support passant à travers la bague intérieure transversalement à son axe, de sorte que #la bague intérieure peut coulisser le long d'elle, l'organe de support de pièce étant connecté à cette bague intérieure. 5.- Machine suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le bâti comporte des moyens pour monter l'arbre à rotation et en position ajustée pour varier la distance dont l'axe de la bague intérieure est décalé par rapport à l'axe de la bague extérieure.