Brevet FR2201155A1 — publié le 19740426

La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif pour produire une pièce ovale exacte à partir d'une piece circulaire, sans utiliser de matrice ovale pour découper la pièce de circonférence ovale au moyen d'un dispositif à tracer. Les éléments à circonférence ovale tels que : écrous, axes, pistons ovales, etc., présentent de grands avantages lorsqu'ils sont engagés dans des trous ovales ou autres parties complémentaires car le contact s'effectue sur toute la circonférence, ce qui est différent pour des éléments à périphérie multi-angulaire. Cependant, il est particulièrement difficile de finir la circonférence d'un poinçon ou d'une matrice pour la production en série d'éléments de forme ovale précise. Pour obtenir une circonférence ovale par découpage, on utilise généralement un procédé de découpage au tracé. Cependant, pour utiliser un tour à reproduire, c'est-à-dire pour procéder au découpage tout en guidant un outil de coupe le long d'un modèle de coupe, et pour actionner simultanément l'outil et la pièce à usiner, le modèle doit être réalisé de façon très précise. Jusqu'à présent, on a réalisé les matrices ou modèles par un procédé laborieux qui consiste à lui donner manuellement une forme dégrossie, puis à la rectifier en l'agrandissant par projection. Afin de remédier aux inconvénients de ce procédé, on a proposé un autre procédé qui consiste à donner une forme approximativement ovale à une pièce, en utilisant une roue excentrique. Cependant, ce procédé ne peut être appliqué à la production d'ovales précis. La présente invention a pour objet un procédé pour réaliser avec précision une plaque ovale, qui constitue par exemple une matrice de découpage d'une pièce ovale et qu'on désigne en général par le terme de "modèle de coupe", directement à partir d'une plaque circulaire ou d'un axe circulaire. Suivant l'invention, on obtient une pièce ovale déterminée, en faisant tourner la pièce à usiner, et en la découpant par contact avec une lame de coupe qui effectue un mouvement de rot a tion prédéterminé. Le procédé suivant l'invention est caractérisé en ce qu'on fait tourner une pièce circulaire à transformer en pièce ovale, autour de son axe central; on taille sa circonférence avec une lame de coupe tout en donnant un mouvement circulaire à ladite lame de coupe de façon que le tranchant de ladite lame décrive une circon férence de diamètre correspondant à la moitié de la différence entre le grand axe et le petit axe de l'ovale à usiner; ledit tranchant tournant en même temps dans le même sens que le sens de rotation de la pièce à usiner, mais à une vitesse double de celle de ladite pièce. L'invention vise également un dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen des dessins annexés qui repré- sentent à titre d'exemples non limitatifs plusieurs modes de réalisation de l'invention. La figure 1 représente un schéma général de démonstration de la théorie d'un ovale; la figure 2 est un schéma montrant le principe de la présente invention; la figure 3 est une vue de coté montrant le fonctionnement d'un dispositif suivant l'invention; la figure 4 est une vue de côté montrant un mode de réalisation du système rotatif dans un dispositif suivant l'invention; la figure 5 est une vue en perspective montrant un autre exemple de système rotatif; la figure 6 représente un autre exemple. Dans ce qui précède, on a utilisé le terme général d' "ovale" pour désigner une courbe fermée de forme allongée, mais il est bien entendu que ce terme s'applique à l'ovale particulier que constitue une ellipse. Dans ce qui suit, il sera surtout question de l'ellipse, mais on utilisera indifféremment pour désigner cette courbe le terme de "ovale" ou de "ellipse" dans la description ainsi que dans les revendications. On sait qu'une ellipse a pour équation lorsque l'axe des x est constitué par la ligne passant par les deux foyers et l'axe des y par l'axe de symétrie vertical, l'origine étant constituée par le centre de l'ellipse. En outre, on peut considérer deux cercles concentriques x2 + y2 = a2 et x2 + y2 = b2 (a > b > o), ayant pour centre l'origine O comme représenté sur la figure 1, R représentant le point d'inter section du rayon OQ du grand cercle avec la circonférence du petit cercle, et Q se déplaçant sur la circonférence du grand cercle. Le lieu des points d'intersection P d'une perpendiculaire à l'axe des x issue de Q et d'une droite parallèle à l'axe des x et passant par R, est exprimé de la façon suivante - si (x,y) sont les coordonnées de P x 8= X sin 8= y cos o= a -# d'où On constate par conséquent que ce lieu est toujours constitué par une ellipse. Il est donc possible d'obtenir un ovale ou ellipse prédéterminé, en traçant le lieu de P, de façon que le grand axe de l'ovale prédéterminé soit le diamètre du grand cercle, et le petit axe, le diamètre du petit cercle. En poursuivant cette étude, on a constaté que le point d'intersection R se trouve toujours au sommet d'un triangle rectangle ayant QR pour hypothénuse, et que P est un point fixe sur la circonférence d'un cercle de diamètre QR, le point P décrivant la circonférence suivant le mouvement de QR. C'est-à-dire que, comme on peut le voir sur la figure 2, lorsqu'un cercle E de diamètre égal à la moitié de la différence entre le grand axe et le petit axe d'un ovale se déplace tout en tournant autour de son propre centre entre un cercle C ayant le petit axe pour diamètre et un cercle D ayant le grand axe pour diamètre, un point sur la circonférence du cercle E décrit une ellipse prédéterminée. Dans ce cas, comme on peut le voir sur la figure 2, le cercle E tourne d'un demi-tour lorsqu'il se déplace sur un quart des cercles C et D, et par conséquent, il effectue deux tours autour de son axe lorsqu'il fait le tour complet des cercles C et D. La différence de longueur entre le grand axe et le petit axe qui détermine la forme de l'ellipse; c'est-à-dire le diamètre du cercle E, peut être modifiée suivant la forme qu'on désire donner à l'ellipse. En outre, lorsque les dimensions des cercles C et D, c'est-àdire leurs rayons d'origine O, sont modifiées en fonction des longueurs du grand axe et du petit axe prédéterminés, la distance du centre du cercle E, à l'origine 3, est également modifiée. L'invention ayant essentiellement pour objet de réaliser un modèle de former il n'est pas nécessaire de fixer les dimensions de l'ovale lui-même. Il est suffisant de rouvoir modifier le diamètre du cercle E. Comme reerésenté sur la figure 2, lorsqu'un cercle E se déplace autour des cercles C et D, tout en tournant autour de son centre, un point fixe du cercle E, décrit un ovale. Réciproquement, lorsqu'on fait tourner les cercles C et D et que le cercle E tourne autour de son centre entre les circonférences des cercles C et D, le point fixe du cercle E se déplace de la distance du cercle D au cercle C. On en a déduit un procédé, (voir figure 3), qui consiste à faire tourner une plaque circulaire ou un axe cylindrique, c'està-dire une pièce 1 à usiner, avec une vitesse fixe, et en même temps à faire décrire au tranchant d'un outil de coupe 3, un mouvement circulaire autour d'une circonférence imaginaire 2, circonscrite dans la pièce 1. Dans ce cas, la circonférence imaginaire 2 correspond au cercle E représenté sur la figure 2, elle a un diamètre fixe, et elle doit tourner dans le même sens que la pièce 1, à une vitesse double de celle de la pièce 1. La figure 4 représente un exemple de système rotatif de ce type, dans lequel la pièce 1 est portée par un axe rotatif 4. Une roue dentée 5 fixée à l'axe 4 engrène, au moyen d'une roue dentée intermédiaire 6, avec une roue dentée 7, portée par un axe 7', et comportant un nombre de dents égal à la moitié de celui de la roue dentée 5. Le tranchant de l'outil de coupe est situé au-dessus de la surface de l'axe 7' et décrit la circonférence 2' qui correspond à la circonférence imaginaire 2. La figure 5 représente un mode de réalisation correspondant à la figure 3, dans lequel la lame ou outil de coupe 3 à appliquer sur la pièce 1 comporte un bras 8, à une extrémité duquel se trouve un trou 9, dont le centre est situé sur une ligne parallèle à l'axe de rotation de la pièce 1, et passant par le tranchant 3' de la lame de coupe 3. Dans le trou 9, est introduit un maneton excentrique 12 d'une manivelle 11 entraînée en rotation par un arbre 10 fixé à l'axe 7' de la roue dentée 7 représentée sur la figure 4. Le tranchant 3' de la lame de coupe 3 reçoit ainsi un mouvement circulaire prédéterminé. Dans ce cas, le degré d'excentricité du maneton 12 par rapport à l'axe 10, détermine les dimensions de la circonférence imaginaire 2, et il peut être modifié en fonction de la forme souhaitée de l'ovale à découper. Par conséquent, il est nécessaire soit de préparer plusieurs types de manivelles 11 à choisir suivant le cas, soit de réaliser le maneton 12 de façon qu'il puisse coulisser vers l'axe 10 et être fixé dans une position prédéterminée. La base de la lame de coupe 3 portant le tranchant 3' qui se déplace sur la circonférence prédéterminée 2', est fixée soit à un support au moyen d'une biellette appropriée 13 comme on peut le voir sur la figure 5, soit à un support au moyen d'une manivelle 14, comme représenté sur la figure 6. Dans le cas où on utilise une manivelle 14, si celle-ci présente sensiblement le même degré d'excentricité que la manivelle 11, l'ensemble de la lame de coupe 3 effectue un mouvement circulaire et également un mouvement longitudinal, tout en restant sensiblement parallèle à elle-même. Etant donné que la lame de coupe n'est pas affectée par un mouvement d'inclinaison comme dans le montage de la figure 3 et de la figure 5, il est plus facile de régler la position du tranchant 3 sur la pièce 1. L'invention présente de nombreux avantages: il est possible d'usiner un ovale exact, facilement en déplaçant le tranchant 3' de la lame de coupe 3 dans le même sens de rotation que la pièce 1, avec une vitesse double de la vitesse de rotation de la pièce 1. En outre, la taille peut être effectuée sur un tour classique en plaçant la pièce à usiner sur le tour, en l'entraînant par le tour, et en montant la lame de coupe sur un banc de transmission entraîné par un arbre de transmission le long de l'axe de rotation de la pièce, de façon à être accouplé avec de dernier. Par conséquent, il n'est pas nécessaire d'utiliser un équipement spécial. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour usiner par découpage une pièce ayant une circonférence ovale, caractérisé en ce qu'on fait tourner une pièce circulaire à transformer en pièce ovale, autour de son axe central; on taille sa circonférence avec une lame de coupe tout en donnant un mouvement circulaire à ladite lame de coupe de façon que le tranchant de ladite lame décrive une circonférence de diamètre correspondant à la moitié de la différence entre le grand axe et le petit axe de l'ovale à usiner; ledit tranchant tournant en même temps dans le même sens que le sens de rotation de la pièce à usiner, mais à une vitesse double de celle de ladite pièce. 2.- Dispositif pour usiner par découpage une pièce ayant une circonférence ovale, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour maintenir et entraîner en rotation une pièce circulaire à usiner et des moyens de coupe pour tailler la circonférence de la pièce en rotation, lesdits moyens de coupe comportant une lame de coupe portée par un axe rotatif, ledit axe rotatif de la lame de coupe étant distinct et parallèle à l'axe de rotation de la pièce à usiner, et tournant dans le même sens que ladite pièce à usiner, avec une vitesse double de celle de ladite pièce, le tranchant de ladite lame de coupe effectuant un mouvement circulaire de diamètre prédétermine, au moyen d'une manivelle entraînant ledit axe rotatif de ladite lame de coupe. 3.- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la base de la lame de coupe est montée sur un support au moyen d'une biellette. 4.- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la base de la lame de coupe est montée sur un support au moyen d'une manivelle dont l'excentricité est sensiblement la même que l'excentricité de la manivelle entraînant l'axe rotatif de ladite lame.