Brevet FR2173100A1 — publié le 19731005

L'invention concerne l'evécution automatique d'hélices de pas différents sur une même machine, et ce suivant un programme établi à l'avance. On connaît des dispositifs qui permettent d'engendrer des hélices ou des courbes répétitives. L'invention permet de changer le pas à n'importe quel moment sans avoir à procéder à des changements de roues ou de reproducteurs. Cette possibilité est obtenue en munissant la machine d'un dispositif qui assure la sélection et la mise en action du système générateur choisi, les autres systèmes générateurs restant immédiatement utilisables grâce à ce sélecteur. D'après l'invention, un appareillage pour exécuter des hélices de pas différents sur une même machine, en fonction d'un programme établi à l'avance et dans lequel un moteur entraîne en va-et-vient une table porte-pièce et en rotation un mandrin d'entraînement de la pièce à usiner, est caractérisé en ce que, entre ce mandrin et la transmission venant du moteur est interposé un dispositif d'embrayage qui met en prise à volonté l'un ou l'autre d'au moins deux ensembles comprenant chacun une partie portée par un socle fixe et au moins une partie mobile par rapport à la table porte-pièce, l'outil qui sert au tracé de l'hélice occupant une position fixe sur le socle. Sur les dessins annexés, on a représent#chématique ment et à titre d'exemples divers-modes de réalisations de l1in- vention. La figure 1 est une perspective d'une machine qui utilise une commande à crémaillères fixes et un appareillage à crabots. La figure 2 est une perspective analogue d'une machine qui utilise le déplacement angulaire entre deux butées d'une barre du type "barre sinus". La figure 3 est une perspective analogue d'une machine qui utilise une vis d'avance de table et un diviseur avec unem- brayage baladeur du type à crabots qui sélectionne les rapports à établir. La figure 4 est une vue de face d'un mandrin qui utilise un système sélecteur à doigt escamotable dans un dispositif à reproduction. La figure 5 est une coupe par V-V de la figure 4. Sur la figure 1, on voit en 1 un socle fixe sur lequel est montée une table porte-pièce 2 mobile longitudinalement dans une glissière 3 et sur laquelle est monté par un moyen connu quelconque, non représenté, un outil 4 qui doit tracer une hélice 5 ou Sa sur une pièce à usiner cylindrique 6 portée à une extrémité par un mandrin d'entrainement 7 et à l'autre par une contre-pointe 8. Le bâti 1 porte également deux crémaillères parallèles 9, 10 parallèles à la table 2. Un moteur 11 entraîne directement un mandrin 7 p par l'intermédiaire d'un réducteur 12 qui, par l'intermédiaire d'une vis sans fin 13, entraîne également un crabotage 14 grâce auquel le mouvement de rotation du réducteur 12 est transmis à l'un de deux pignons 15 et 16 qui engr8nent respectivement avec les crémaillères 9 et 10. L'ensemble formé par la vis sans fin 13, le crabotage 14 et les pignons 15, 16 est porté par un palier 17 fixé sur la table 2. Une commande non représentée permet de déterminer à volonté celui des pignons 15 et 16 qui, à un moment donné, doit entre relié par le crabotage 14 au réducteur 12.Suivant le pignon en prise à un moment donné avec la crémaillère associée, la table 2 se déplace plus ou moins vite le long des crémaillères 9 et 10 tandis que la pièce 6 tourne à une vitesse constante et que l'outil 4 est fixé. On peut ainsi soit tracer successivement sur une même pièce deux hélices 5 et Sa de pas différents, soit à un moment quelconque changer le pas d'une hélice en cours de traçage. Les différentes flèches montrent le sens de rotation possible des diverses pièces. Pour faire fonctionner la machine de la figure 1, on met en prise avec le réducteur 12, à l'aide du crabotage 14, celui des pignons 15 et 16 qui correspond au pas voulu pour l'hélice 5. On met ensuite en marche le moteur 11. Quand l'hélice ou la portion d'hélice à tracer est terminée, on arrête le moteur et, suivant le cas, on ramène la table 2 à sa position de départ, après quoi l'on actionne le crabotage 14 pour changer le pignon et l'on commence une nouvelle hélice, ou l'on se contente d'actionner le crabotage pour changer le pignon et continuer le tracé de la même hélice mais avec un pas différent. Ces opérations peuvent être commandées manuellement et individuellement mais elles le sont de préférence automatiquement et en fonction d'un programme déterminé. Bien entendu, on pourrait prévoir plus de deux ensembles pignons-crémaillères, en disposant un nombre approprié d'embrayages pour relier la vis sans fin 13 du réducteur 12 au pignon approprié. Bien entendu également, on pourrait prévoir une ta ble 2 fixe et un outil 4 mobile longitudinalement par rapport à la pièce à usiner 6. Dans ce cas, le chariot porte-outil serait déplacé le long du socle t par un système à pignons, crémaillères et crabotage analogue à celui qui a été décrit et représenté. Sur la figure 2, on voit encore une table portepièce 2' mobile dans une glissière 3' par rapport à un socle 1', et un outil fixe 4 qui trace une hélice 5 ou Sa sur une pièce à usiner 6 maintenue entre un mandrin d'entraînement 7 et une contrepointe 8. Mais ici, la table est déplacée longitudinalement en vaet-vient par un moteur 11', et la rotation du mandrin 7 est assurée par un dispositif à "barre sinus". Sur le socle 1' sont dispqées deux butées 18, 19 entre lesquelles une barre sinus 20 peut pivoter d'un angle C autour d'un pivot 21, et en contact avec chacune desquelles la barre peut être placée; la barre 20 possède un sabot 22 qui coulisse dans une rainure 23 et qui porte un ergot fileté 24 sur lequel est vissé un écrou de blocage 25. L'ergot 24 est bloqué par l'écrou 25 dans une boutonnière 26 d'une crémaillère 27 qui engrêne avec un pignon 28 calé sur l'axe 29 du mandrin 7. La boutonnière 26 permet un réglage précis de la position de l'ergot 24. La crémaillère 27 coulisse dans une glissière d'un support 30 porté par la table 2' et perpendiculaire à la longueur de celle-ci.La vitesse de rotation de la pièce 6 dépend donc de la position de la barre 20, ce qui permet de faire varier entre deux limites correspondant aux butées 18, 19, l'angle de l'hélice 5 ou Sa. Comme précédemment, on peut donc à volonté faire tracer successivement deux hélices 5 et Sa, ou undseule hélice dont le pas est modifié à un moment donné par déplacement de la barre sinus 20 de la position représentée en traits pleins sur la figure 2 à celle qui est schématiquement représentée par la ligne 20a en traits mixtes. La machine de la figure 2 fonctionne de la manière suivante : on amène la barre sinus 20 en contact avec celle des butées 18 et 19 qui correspond au pas désiré pour l'hélice 5, l'ergot 24 se trouvant au voisinage du pivot 21, et l'on met en marche le moteur 11';; quand l'hélice ou la portion d'hélice tracée est terminée, on arrête le moteur et, suivant le cas, on ramène la table 2' à sa position de départ, après quoi l'on amène la barre 20 en contact avec la butée correspondant au pas désiré pour l'hélice Sa qui est ensuite tracée, ou l'on se contente de dépla cer la barre sinus de l'angle ( pour continuer le tracé de la même hélice 5 avec un pas dif#érent. Comme dans le cas de la figure 1, ces opérations peuvent être commandées manuellement ou automa tiquement. Sur la figure 3, on voit encore un socle fixe 1" sur lequel peut coulisser une table porte-pièce 2". La pièce 6 à usiner est portée par un mandrin d'entratnement 7 et une contre-pointe 8, et l'outil fixe 4 peut tracer des hélices 5 ou Sa. Un moteur 11" déplace la table 2" .par l'intermédiaire d'une vis d'avance 31 reliée au moteur 11" par une transmission non représentée. La vis 31 est solidaire de la table 2" et se trouve en prise avec un écrou 32 supporté par un porte-écrou 33 fixé en 34 au socle fixe 1".Sur la vis 31 sont calés des pignons 35 et 36. Le pignon 35 est constamment en prise avec un pignon 37 monté de façon amovible dans un support 38 solidaire de la table 2". Le pignon 36 est constamment en prise avec un pignon 39 monté de façon amovible dans un support 40 solidaire de la table 2". Le pignon 37 engrdne avec un pignon 41 et le pignon 39 avec un pignon 42. Les pignons 41 et 42 sont montés sur un mêms axe qui, par l'intermédiaire d'un diviseur 43, entrain en rotation le mandrin 7.Des crabots 44 actionnables par un mécanisme non représenté permettent de relier à volonté au diviseur 43 l'un des pignons 41 ou 42, c'est-à-lire de faire varier à volonté la vitesse d'entraSnement du mandrin 7, puisque les pignons 35, 37, 41, et 36, SQ, 42 représentent des démultiplications différentes, que l'on peut modifier à volonté en remplaçant les pignons 37 et/ou 39 par d'autres pignons comprenant un nombre de dents différent qui peuvent engrêner à la fois avec les pignons 35 et 41 (respectivement avec les pignons 36, 42) trace à leur montage amovible et coulissant suries supports 38 et 40. On peut donc faire tracer à 11 outil 4, à volonté, deux hélices 5 et Sa de. pas différents, ou une hélice unique dont le pas est modifié au moment voulu par actionnement des crabots 44. La machine de la figure 3 fonctionne de la manière suivante : on actionne les crabots 44 de façon à mettre en prise le pignon 41 ou le pignon 42 avec le diviseur 43 et à réaliser l'hélice 5; on met ensuite en marche le moteur Iln; quand hélice ou la partie d'hélice à tracer est terminée, on arrête le moteur et, suivant le cas, on ramène la table 2u à sa position de départ, après quoi lton actionne les crabots 44 pour changer le pignon en prise avec le diviseur et commencer le traçage d'une hélice Sa, ou l'on se contente d'acticnner les crabots 44 et de continuer le tracé de l'hélice avec un pas différent.Comme dans les exemples précédents, ces opérations peuvent être commandées manuellement ou automatiquement. Sur la figure 4, on voit un socle fixe 1t" sur lequel peut coulisser une table porte-pièce 2"'. La pièce 6 à usiner est portée par un mandrin d'entrafnenent 7 et une contre-pointe 8, et l'outil fixe 4 peut tracer des hélices 5 ou Sa. Le socle 1"' porte un moteur 11"' qui déplace en va-et-vient la table 2"' par l'intermédiaire d'une transmission non représentée. Sur le socle 1"' est fixé un porte-gabarit 45 dans lequel peut tourner et coulisser un gabarit 46 sur lequel sont tracées des hélices 47 et 47a à reproduire. Un doigt escamotable 48 est monté à demeure dans le porte-gabarit 45 et peut venir en prise, par rotation du gabarit 46, avec l'une ou l'autre des hélices 47 et 47a.La figure 5 montre clairement la disposition de ces hélices et du doigt escamotable; dans l'exemple représenté, on passe de l'une à l'autre en faisant tourner le gabarit 46 de 900. L'axe d'entraînement 49 du mandrin 7 est porté par support 50 fixé à la table 2"' et est relié co-axialement de fa çon amovible au gabarit 46 par un dispositif quelconque non représenté. On peut ainsi remplacer le gabarit 46 par un autre gabarit sur lequel sont tracées des hélices 47 ou 47a ayant des pas différents. Le fonctionnement de ce dispoitif résulte de la description qui précède : quand la table 1"' se déplace sous l'action du moteur il"', le doigt 48 en prise avec-une hélice (47 par exemple) du gabarit 46 qui coulisse dans le support fixe 49 fait tourner ce gabarit et donc l'axe 49, le mandrin 7 et la pièce 6. L'outil 4 trace alors l'hélice. En faisant tourner de 900 le gabarit 46 dans son support 45 après escamotage momentané du doigt 48, on peut faire effectuer à l'outil 4 le tracé d'une autre hélice Sa, ou continuer la mêms hélice mais avec un pas différent .Si l'on désire tracer deux hélices de pas différents, on ramène la table à àsa position de départ, après quoi l'on escamote le doigt 48, on fait tourner le gabarit 46 de l'angle voulu et l'on remet en prise le doigt 48 avec l'hélice 47 ou 47a appropriée; si l'on désire continuer l'hélice avec un pas différent, on se contente d'arroter le moteur et d'amener le doigt 48 en prise avec la nouvelle hélice du gabarit. Bien entendu, on pourrait tracer plus-de deux hélices 47, 47a sur le gabarit 46, et passer de l'une à l'autre en faisant tourner le gabarit d'un angle approprié. Bien entendu également, les machines qui viennent d'être décrites avec référence aux figures 1 à 5 comprennent en outre des dispositifs connus classiques pour faire démarrer et arroter le moteur de la machine, pour ramener automatiquement la table porte-pièce à son point de départ lorsque le tracé d'une hélice est terminé, et pour mettre en prise au moment voulu la trans mission correspondant aux caractéristiques des hélices à réaliser, soit après le retour de la table porte-pièce à sa position de départ, soit à un moment quelconque de l'avance de cette table si la même hélice doit changer de pas. Ces dispositifs peuvent être actionnés de façon classique à partir d'un programme établi à 1'avance Il-doit être bien entendu que les modes de réalisation décrits et représentés ne ltont été qu'à titre d'exemples et peuvent subir de nombreuses modifications sans sortir de l'esprit de l'invention. Zn particulier, les dispositifs utilisés pour la génération de l'hélice peuvent trie de n'importe quel type connu autre que ceux qui ont été décrits, à condition que l'on prévoie des moyens appropriés pour passer de l'un à l'autre; des systèmes d'un type donné qui permettent d'obtenir des hélices différentes. RESENDICADIONS 1 - Appareillage pour exécuter des hélices de pas dif férents sur une même machine, en fonction d'un programme établi à l'avance, dans lequel un moteur entraîne en va-et-vient une table porte-pièce et en rotation un mandrin d'entraînement de la pièce à usiner, et caractérisé en ce qu'entre ce mandrin et la transmission venant du moteur est interposé un dispositif d'embrayage qui met en prise à volonté l'un ou l'autre d'au moins deux ensembles comprenant chacun une partie portée par un socle fixe et au moins une partie mobile avec et par rapport à la table porte-pièce, l'outil de travail occupant une position fixe sur le socle. 2 - Appareillage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que cette mise en prise peut se faire soit à un moment quelconque du mouvement de la table porte-pièce, soit lorsque cette pièce est revenue à sa position de départ, pour tracer suivant le cas une hélice dont le pas est modifié en un point de sa longueur ou, successivement, deux hélices de pas différents. 3 - Âppareillage suivant l'une quelconque des revendications t et 2, applicable à une machine dans laquelle le moteur est monté sur la table porte-pièce mobile et entraîne en rotation la pièce à usiner par l'intermédiaire d'un réducteur et en va-etvient la table par l'intermédiaire d'un pignon qui engrêne avec une crémaillère fixe portée par le socle, caractérisé en ce qu'il y a au moins deux pignons entraînés depuis le réducteur et en prise chacun avec une crémaillère fixe, et un crabotage permettant de mettre en prise avec le réducteur, à volonté, un des pignons de façon à entraîner la table porte-pièce à une vitesse qui, associée à la vitesse constante de rotation du mandrin porte-pièce, permet à l'outil de tracer une hélice ayant les caractéristiques voulues. 4 - Appareillage suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, applicable à une machine utilisant un moteur et une barre sinus fixés au socle et une crémaillère solidaire de la table porte-pièce et en prise avec un pignon calé sur l'arbre du mandrin porte-pièce, le moteur entraînant en va-et-vient la table porte-pièce par un moyen quelconque connu, et caractérisé en ce que la barre sinus est pivotée en un point du socle et peut venir prendre appui et être bloquée contre l'une ou l'autre de deux butées également fixées au socle et dont la distance angulaire a une valeur déterminée correspondant aux différences de pas entre les deux hélices qu'on désire tracer sur la pièce à usiner, un coulisseau ajusté en position fixe par rapport à la crémaillère se deplaçant le long de la barre sinus sous l'action du déplacement de la table porte-pièce et déplaçant la crémaillère par rapport au pignon associé de façon à faire tourner ce pignon et donc la pièce à usiner à une vitesse déterminée par la position de la barre sinus. 5 - Appareillage suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, applicable à une machine comprenant un embrayage du type baladeur interposé sur la liaison entre un diviseur relié au mandrin d'entraînement de la pièce à usiner et la transmission depuis un moteur fixe qui déplace en va-et-vient la table portepièce par l'intermédiaire d'une vis d'avance, caractérixé en ce que sur la vis d'avance sont calés deux pignons qui engrènent respectivement avec des pignons interchangeables, eux-mêmes en prise avec d'autres pigons montés sur l'arbre du diviseur et du mandrin d'entraînement et reliés à cet arbre par des crabots que l'on met à volonté en prise de façon à relier à l'arbre du diviseur l'un ou l'autre des pignons entraînés par la vis d'avance de la table. 6 - Appareillage suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les pignons interchangeables sont montés sur des supports qui peuvent recevoir des pignons de différents diamètres, de façon à pouvoir faire varier le rapport de réduction entre chacun des pignons calés sur la vis d'avance et chaque pignon monté co-axialement avec l'arbre du diviseur. 7 - Appareillage suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, applicable à une machine munie d'un dispositif réducteur comprenant un gabarit sur lequel est tracée au moins une hélice avec laquelle est en prise un doigt fixe par rapport au socle, le gabarit étant monté sur l'arbre du mandrin de la pièce à usiner et la table porte-pièce étant entraînée par un moteur fixé au. socle, caractérisé en ce que le gabarit porte au moins deux hélices à reproduire, par exemple à 900 l'une de l'autre, et que le dcigt fixe par rapport au socle est escamotable de façon à pouvoir, après adaptation du gabarit dans son support, c'est-à-dire après escamotage du doigt et rotation du gabarit de l'angle voulu, par exemple 900, revenir en prise avec une autre hélice à reproduire. 8 - Appareillage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens connus pour réaliser automatiquement la commande des différentes opérations, notamment la mise en marche et l'arrêt du moteur ainsi que l'actionnement du dispositif d'embrayage, en fonction d'un programme pré-établi et du^ment enregistré. 9 - Appareillage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en-ce qu'il comprend des organes de commande manuelle, individuelle ou groupée, pour réaliser les diverses opérations et notamment la mise en marche et l'arrêt du moteur ainsi que l'actionnement du dispositif d'embrayage.