Brevet FR2108812A1 — publié le 19720526

Le problème est de pouvoir monter sur un tube ou un arbre moteur rond non filetS ni autrement usiné, des outils, par exemple outils à polir, comme brosses rondes, meules, ripes circulaires, et de les y fixer fermement pour qu'ils puissent effectuer leur travail sans tourner sur l'axe. En dehors de la présente invention, nous ne connaissons pas de moyen de réaliser cela sans usiner le tube ou l'arbre. Accessoirement utiliser ce procédé pour monter en série plusieurs outils, en particulier plusieurs outils de polissage sur le même arbre. La représentation schématique des forces à mettre en jeu est donnée par la figure 1 sur laquelle: 1 représente 11 arbre moteur, 2 représente l'outil, par exemple brosse ou meule, vu de profil, 3 et 3' représentent les forces obliques qui doi VE2it être appliquées à outil pour le faire tourner à la meme vitesse angulaire que l'arbre. Ces forces peuvent être {vécomposées chacune en deux forces orthogo nables: une force dirigée dans le sens de la rotation, soit 3S, 31', et deux fGr- ces de pression opposées 32 et 32'. Principe de l'invextion: d'un côté de l'outil bloquer par une noix ou bracelet ordinaire, servant de butée. De l'autre côté il faut pousser une noix spéciale contre l'outil, et en même temps la serrer fortement à l'arbre. Pour cela on uti lise une noix faite de deux parties 4 et 5 capables de glisser l'une contre l'autre, de manière à transformer le mouvement de serrage de l'une d'elles en mouvement de translation le long de l'arbre (figure 2). La surface de glissement est faite de deux plans 61 et 62 qui forment entre eux un dièdre 6 obtus ou au maximum de 45 degrés, l'arête théorique de ce dièdre reniontrant sensiblement l'axe de l'arbre.1. Chaque partie de cette noix spéciale est faite de 2 moitiés symétriques 41 et 42, 51 et 52. Ces moitiés laissent entre elles un trou cylindrique qui sert de logement à l'arbre. La partie de cette noix spéciale qui est la plus éloignée de l'outil à serrer est désignée par le chiffre 4 sur les dessins et ses 2 moitiés par 41 et 42. La première fonction de cette partie est d'enserrer étroitement l'arbre 1 et de s'y agripper pour fournir à la fois les efforts 31 et 32 entre l'arbre et l'autre partie de la noix. Donc le trou pour arbre de cette partie est d'un diamètre sensiblement égal au diamètre de l'arbre qu'elle enserre, de manière à y adhérer le plus possible moyennant serrage. Le deuxième fonction de cette partie 4 est de fournir les deux plans inclinés 61 et 62 oui servent à la transformation en mouvement de translation parallèle à l'axe de l'arbre, du mouvement de serrage de la partie 5 de la noix. Autrement dit cette partie a les fonctions de bracelet d'ancrage à l'arbre, et d'appui incliné pour la suivante. La partie de cette noix spéciale qui est au contact de l'outil, qui est glissée entre la première partie de la noix et l'outil, est désignée par le chiffre 5, et ses deux moitiés par 51 et 52. La fonction de cette partie est de presser dit tenent contre l'outil et lui transmettre le mouvement de rotation de l'arbre, c'est-à-dire transmettre les efforts 31 et 32 entre la première partie 4 de la noix et l'outil. Les deux moitiés 51 et 52 de cette partie ont chacune une face plane inclinée. Ces deux faces forent un dièdre rentrant qui est complémentaire du dièdre sortant de la partie 4, la somme de cems deux dièdres faisant sensiblement un angle de 360 degrés. Quand on serre l'une vers l'autre les deux moitiés 51 et 52, les faces planes inclinées de la partie 5 glissent contre le dièdre sortant de la partie 4, et la partie 5 est poussée dans son ensemble vers l'outil à fixer, conte un coin, avec une force qui peut atteindre ou dépasser la force de serrage, selon l'angle formé par le dièdre 6. Pour que la poussée parallèle à l'arbre puisse se développer, il faut que les deux moitiés 51 et 52 ne butent pas l'une centre l'autre, donc que le diamètre du treu central de cette partie soit nettement supérieur au diamètre de l'arbre, et il doit subsister entre les lèvres latérales 511 et 521 de chaque moitié un inter valle non nul nême en fin de serrage. Btant donné, d'une part que les faces de frottement des deux parties sont planes, d'autre part qu'elles ferment un dièdre, ensuite que les deux moitiés 51 et 52 de la seconde. partie sont tirées l'une vers l'autre lors du serrage de cette partie, le centre est autema tique F rapport à l'axe du tube ou de l'arbre. Un iode de réalisatioi est représenté par les figures 2, 3 et 4. Dans ce mode de réalisation, les moitiés correspondantes sent rapprochées l'une vers l'autre et serrées grâce à des boulens et des écrous, ou à des tiges filetées et des écrous (43 et 53), situés de part et d'autre de l'arbre pour chaque partie. La figure 2 représente une noix vue de profil: la figure 3 la même noix vue selon l'axe de l'arbre qu'elle entoure ou son axe propre, la face vue étant celle de la partie peussante 16 de la mix. La figure 4 représente une vue de dessus de la nême noix en supposant conservées les positions de la noix des figures 2 et 3 Sur la figure 3, l'axe 1 vue en coupe est représenté hachuré. On voitsur cette figure la couronne libre 15 qui persiste entre la partie peussante 5 et l'arbre 1. Sur les figures 2 et 3, la partie poussante comporte du cOté de l'outil une butée 16 faite de deux demi-cylindres-ou plutôt de deux demi-couronnes. Les surfaces de la noix au contact de l'arbre et au contact de l'outil à maintenir peuvent être gravées de cannelures de manière à améliorer leur coëfficieit d'adhérence. Applications: montage de plusieurs outils sur un nême arbre, par exemple réalisatien d'une machine à polir faite de plusieurs bresses ou de plusieurs meules montées en série. Avec ce montage un même arbre peut servir à plusieurs outils sans qu'il soit besoin de le fileter, et l'accès à un outil est indépendam des autres. On peut remarquer que l'empLi d'une partie de poussée 5 n'est nécessaire que d'un seul c8té de l'outil ou d'un bloc d'outils serrés côte-à-côte. Pour pouvoir monter ou démonter des outils tels que brosses ou meules de manière indépendante les uns des autres, il faut diviser chacun d'eux en deux moitiés, avec, à la partie interne de la jante, une gorge enserrer l'arbre, et il faut munir l'ensemble d'un système de fixation, comre par exemple percer des trous 211 en des positions déterminees de la jante 21 de l'outil 2 (figure 6). On assemble sur l'arbre au moyen de deux demi-rondelles 18.Ces deux demi-rondelles, ou bien sur une de leurs faces portent des chevilles pourentrer dans les trous correspcnd ants des jantes des outils, ou bien sont elles-mêmes percées de trous 181, auz mêmes cotes que les jantes (figure 7), de manière à faire l'assemblage avec des boulons ou des vis, ou de simples chevilles à pression, dont chacune traverse un trou dans la 1/2 rondelle et le trou correspondant dans la 1/2 jante. Une fois ltensemble monté, la fente 18.2 séparant les deux 1/2 rondelles, est perpendiculaire à la fente 22 séparant les deux 1/2 outils, ainsi les deux 1/2 rondelles et les deux 1/2 jantes peuvent assurer mutuellemant leur planarité. Il peut y avoir deux couples de 1/2 rondelles par jante de l'outil à fixer, une pour chaque face. Une autre application est une méthode de polissage intérieur des tubes, et la machine correspondante. Le procédé courant de la brosse unique montée enbout d'ar- bre ne peut pas être utilisé au-delà d'une certaine longueur de tube à polir intérieurement, parceque l'arbre n'étant pas maintenant si sa longueur peut vibrer, et surtout parcequton ne peut pas forcer sur la brosse pour accélérer le polissage. La méthode exposée ici le permet: on monte une série de brosses ou de meules sur un arbre ou sur un tube creux, soit aussi long que le tube à polir, soit au moins moitié moins long, le diamètre extérieur des outils de polissage étant égal ou légèrement supréieur au diamètre intérieur du tube à polir. On enfonce l'ensemble dans le conduit, et on fait tourner l'arbre ou le tube muni de ses outils. On imprime au tube à polir des mouvements de va-et-vient pour égaliser l'usure et pouréévacuer la poussière, et de temps en temps une légère rotation sir son axe. Pour augmenter la pression des brosses ou des meules sur le métal à polir on peut avaitageusement rendre les masses tournantes dynamiqnmant dyssymétriques par rapport à leur axe. Pour cela deux procédés: - soit fixation de masselottes 9 dyssymétriaues, de place en place sur l'arbre intercalées entre les outils (figures 9 et 8). G9 désigne sur ces figure le centre de gravité de la masselotte; - soit si on utilise un tubre creux 10 corme arbre, créer une dyssymétrie de masse à l'intérieur de l'arbre en utilisant par exemple une 1/2 tige de métal plein 11 qui à la coupe présente la forme d'un 1/2 cercle ou d'un secteur de cercle (figure 9). Le centre de gravité de cette masse est désigné par G11 sur la figure 8. Cette 1/2 barre intérieure este empêchée de tourner par des chevilles 12 disposées de place en place, par exemple 3 chevilles par arbre suffisent ppisqu'on n'a pas de problème de vibration, la 1/2 barre étant plaquée contre la face interne du tube servant d'arbre. Ce procédé de déséquilibrage intérieur offre l'avantage que le changement de position de la masse à l'intérieur de l'arbre est très vite fait: il suffit de déplacer les viroles et d'enlever les aiguilles ou chevilles pour faire tourner la masse 11 jusqu'à la nouvelle position choisie. Au lieu de servir à transmettre la force d'un arbre moteur à un outil monté sur cet arbre, ces noix peuvent inversement être utilisées à transmettre la force de torsion d'une poulie motrice à un arbre portant un ou plusieurs outils, ou être utilisées au montage d'un palier sur l'arbre. Ces noix peuvent encore être utilisées à la confection d'étagères qui doivent être parfaitement horizontales, à partir de tubes servant de support, et planchess ou de plaques servant dtétagères 10) zoix de serrage et de calage utilisable sur tuje ou sur barre, et applications telles que cette noix se compose de deux parties disposées l'une à coté de l'autre sur le tube ou la barre, chaque partie étant elle-même divisée en deux moitié: sises de part et d'autre du tube ou de la barre, la première deces deux parties ayant pour fonction d'assurer mi solide amarrage de la noix en enserrant étroi tentant et fortement le tube ou barre entre ses deux moitiés, la seconde partie ayant pour fonction de prendre appui sur la première partie et de pousser parallèlement à la direction du tube ou de la barre sur les outils ou les pièces qui sont à fixer au dit tube ou à ladite barre, de manière à assurer leur calage, la poussée nécessaire à ce calage étant obtenue lors du rapprochement des deux moitiés de la seconde partie l'une vers l'autre autour du tube ou de la barre, par le jeu de refoulement mutuel de faces planes obliques complémentaires de la première et de la seconde partie de la noix, ces faces planes obliques étant chacune portée par une moitié différente de chaque partie, et formant deux à deux un DIXDRE sortant pour la première partie, et un dièdre rentrant pour la seconde partie de la noix, ces dièdres étant au contact l'un de l'autre en position assemblée, ce genre de noix pouvant être utilisé à la confection d'une machine à polir. 20) Pre-ière et seconde parties de la noix selon la revendication 1, telles que les deux moitiés de chacune d'elles une fois en place autour du tube ou de la barre, soient globalement symétriques sar ranport à l'axe dece tube ou de cette barre. 3 ) Pre-nière partie de la noix selon l'une quelconque des combinaisons des reven dications 1 et 2, telle que les deux moitiés qui la composent soient percées dans la région centrale de cette partie, d'orifices ayant chacun la forme d'un demicylindre, le rayon de ce cylindrs étant choisi pour s'adapter au plus juste au tube ou à la barre que ces deux moitiés doivent enserrer. 40) Seconde partie de la noix selon l'une quelconque as combinaisons des reven dications 1 et 2, telle oue les deux moitiés ui la oemposent soient percées dans la région centrale de cette partie, d'orifices ayant chacun la forme d'un tunnel ou d'un demi-cylindre dont l'axe est sensiblem nt confondu avec l'axe du cylindre correspondant de la première partie, une fois la noix en place. 50y Seconde partie de la noix selon la revendication 4, telle qu'une au moins des dimensions du tunnel ou du cylindre central soit supérieure à la digensin corres pondante du cylindre central ou orifice central de la première partie. 60) Noix selon l'une quelcoiçue des combinaisons des revendications 1, 2, 3, 4 et 5, telle que les moitiés dde chaque partie soient rapprochées l'une de l'autre lors dum ontage et maintenues serrées par des boulons et des écrous ou des tiges filetées et des écrous. 70) Noix selon l'une quelconque des combinaisôns des revevldicatiols 1, 2, 3, 4 et 5 telle que les surfaces au contact du tube ou de la barre formant arbre, et les surfaces au contact de ltoutil ou de la pièce à maintenir et entraîner, soient gravées de cannelures ou de sculptures, de manière à améliorer leur cotfficient d'adhérence. 80) Machine à polir selon la revendication 1, telle qu'elle soit faite d'une sé rie d'outils à polir comme brosses rondes ou meules, montés en série sur un arbre moteur, les dits outils étant maintenus en place sur cet arbre et empêchés de tourner par rapport à lui, par des noix couvertes par le présent brevet. 90) Machine à polir selon la revendication 8, utilisable pour polir l'intérieur des tubes, telle que la répartition des masses de cette machine ne soit pas svmé trique par rapport à son axé de rotation, de manière à créer une force centrifu ge lors de la rotation de ladite machine, force capable d'appliquer les outils de polissage contre la paroi intérieure du tube à polir. 100).#achine à polir utilisable pour polir l'intérieur des tubes selon la reven dication 9, telle que la dyssymétrie de répartition des masses par rapport à l'axe de l'arbre, soit obtenue en fixant au dit arbre des masselottes escentrées. 110) Machine à abolir utilisable pour polir l'intérieur des tubes selon la reven dication 9, telle que la dyssymétrie de répartition des masses r rapport à l'axe de l'arbre, soit obtenue en utilisant pour arbre un tube, et en mettant à l'inté rieur de ce tube un demi-cylindre plein, ou un secteur de cylindre plein, ayant sensiblement le même rayon que l'intérieur du tube servant d'arbre, et maintenu en place au moyen de goupilles traversant l'arbre. 120) Machine à polir selon la revendication 11, telle ue les goupilles scient maintenues en place par des viroles ou par des bagues situées autour de l'arbre, ou par des bracelets situés autour dê l'arbre. 130) Outils à polir comme brosses ou meules ou râpes circulaires selon la reven dication 8, tels que chacun dteux est divisé en deux moitiés, ces deux moitiés étant, lorsque ledit outil est monté en place sur l'arbre moteur, solidarisées par un système de fixation, le plan séparant les deux moitiés dudit outil pas sant alors sensiblement par l'axe de l'arbre, de sorte qu'on peut monter un outil usagé et le remplacer sans avoir à déplacer les autres outils montés en série sur le mtme arbre. 140) Système de fixation selon la revendication 13, tel qu'il est constitué par deux demi-rondelles comportant des dispositifs élémentaires de fixation situés en regard de dispositifs élémentaires correspondants de la jante des outils quand l'ensemble du système de fixation et de l'outil est en position assemblée. 150) Dispositifs élémentaires de fixation selon la revendication 14, tels qu'ils consistent en trous, filetés ou non, pour vis pu pour boulons, ou pour chevilles, lesdites chevilles entrant à forde ou non dans ces trous. 160) Dispositifs élémentaires de fixation selon la revendication 14, tels qu'ils consistent en chevilles portées par le système de fixation. 170) Système de fixation selon la revendication 14, tel qutune fois ltensembe du système de fixation et de l'outil assemblé, la fente qui sépare les deux moitiés du système de fixation et la fente qui sépare les deux moitiés de outil, soient sensiblement à angle droit, de manière que le système de fixation et la jante de outil assurent mutuellement leur planarité. 180) Système de fixation selon l'une quelconque des combinaisons des revendications 14, 15, 16, 17, tel qu'il y ait deux couples de 1/2 cercles ou de 1/2 rondelles de fixation par outil à fixer, une pour chaque face de la jante.