Brevet FR2230435A1 — publié le 19741220

Les mac@ines classi@@es de @@@lage de @@lets par @odve- ment planétaire comportent une matrace @@@@@@ve et une matrice fixe. Les pièces, par exemple des ébauches @e bou@chs, sont @@- troduites les unes à la @uite des autres a une extrémité de la matrice fixe et elles sont roulées par mouvement planétaire entre les deux matrices de manière qu'un filetage soit réalisé sur ces pièces. Ces pièces ne comportent généralement qu'un seu filet et leur diamètre à flanc de filet peut être, par exemple, de 12,5 mm.Le diamètre de la matrice r@tative est généralement beaucoup plus grand que celui de la vis et il peut atteindre, par exemple, 300 mm de manière que la charge soit repartie sur une grande surface et que le rayon de la surface dc contact de la matrice avec la pièce soit diminué. Le diamètre de la matrice dépend du diamètre flanc de filet; de la pièce pour une matrice fixe de rayon constant.Pour exemple cité cidessus, le rapport des diamètres de la matrice rotative et de la pièce est de 24:1 Dans les machines antérieures de roulage par mouvement planétaire, l'introduction des pièces dans la machine doit sref fectuer de manière synchronisée et le nombre des pièces traitées pour une rotation de la matrice doit constituer un rapport défini et entier avec la dimension de la matrice.Dans exemple précédent synchronisme dans lequel le rapport des diamètres est de 24/1,la machine roule en# quatre ou six pièces pour chaque révolution de la matrice. La came d'alimentation des machines antérieures est toujours commandée de manière qu'un cycle se répète un nombre entier de fois pour une révolution de la matrice. Ainsi, trois, quatre, cinq, six, etc. cycles peuvent se dérouler pour chaque tour de la matrice. Il a été jugé, dans l'art antérieur, que ce procédé était le seul pouvant être mis en oeuvre. Par conséquent, le commencement de l'usinage de la pièce coïncide toujeurs avec @'une des nombreuses extrémités de filets de la matrice. Cependant, dans le cas où, par exemple quatre des extrémités des filets de la matrice sont tonjours utilisées, ces extrémités se @risent @@@nt le@ autres extrémités et abrègent ainsi la durée de @ie d@@@a L'invention se rapporte à un procédé destiné à augmenter la durée de vie de la matrice.Selon ce procédé, la position de départ est déplacée progressivement sur toute la périphérie d'une matrice rotative. L'invention concerne également une machine de roulage de filets dans laquelle le commencement du roulage est synchronisé avec le commencement d'un filet, la position du commencement du roulage étant déplacée progressivement autour de la matrice. Les remplacements des matrices rotatives de la machine selon l'invention étant moins fréquents que ceux des matrices des machines classiques, une économie de matière est réalisée. De plus, la machine selon l'invention permet de choisir une matrice rotative d'épaisseur radiale convenable, de manière qu'unie économie de matière soit réalisée. la machine de roulage de filets par mouvement planétaire selon l'invention comprend un bâti sur lequel une matrice tourneautour d'un axe. Cette matrice comporte, à sa périphérie, un nombre N de filets. Une deuxième matrice est montée sur le bati et comporte un filetage approximativement semblable à celui de la matrice rotative. Des éléments font tourner cette dernière et un dispositif fait passer les pièces à usiner, les unes à la suite des autres, dans la zone délimitée entre la matrice rotative et la deuxième matrice. Un dispositif synchronise itavance des pièces de manière qu'une distance S soit maintenue entre ces pièces. S est un multiple donné de la distance périphérique séparant les entrées des filets de la matrice rotative. Be rapport N/S peut être différent d'un nombre entier. 1,2 invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure unique est une vue en perspective d'une machine selon l'invention. la figure unique représente une machine 11 selon l'invention. Cette machine comprend un bâti 12 sur lequel tourne une broche 13 à 11 extrémité de laquelle un support 14 est fixé. Un moteur 15 entralne, au moyen d'un réducteur convenable représenté schématiquement en 16, la broche 13.Une matrice rotative 18 est fixée par des brides 17r sur le support 4. Une seconde matrice 19 est fixée au bat 12 au moyen d'type seernoee 20 dont la position peut être réglée par des vis 21 de poussée et des vis 22 de traction passant dans un élément fixe 23 et entrant en contact avec la semelle 20. La surface extérieure et cylindrique de la matrice rotative 18 comporte plusieurs filets 24. La matrice fixe 49 comporte également une surface intérieure et approximativement cylindrique comprenant également plusieurs filets 25 semblables aux précédents. 'les vis 21 et 22 permettent de régler les posi- tions relatives de ces deux filetages de manière que des pièces successives 26 puissent être introduites entre les matrices 18 et 19 par ltextrémité 28 de la matrice fixe 19. Cette dernière peut entourer sur une distance convenable la matrice 18, par exemple sur un sixième, un quart ou un tiers de la phériphérie de la matrice 18. La matrice 18 tourne sur un axe 30. Un mécanisme 31 fait avancer les pièces successives 26 vers l'extrémité 28 d'arrivée. lie mécanisme 31 peut comporter un guide 32-au moyen duquel les pièces sont amenées par gravité vers l'extrémité 28 d'entrée. Un poussoir 33 coulisse longitudinalement, par intermittence, de manière à faire passer la Première pièce du guide 32 dans l'espace délimité entre les matrices. Un dispositif 35 est destiné à synchroniser ltlntroduc- tion des pièces successives avec la rotation de la matrice 18. Ce dispositif 35 est relié directement par engrenages à la brc- che 13. Un pignon conique 36, fixé sur cette broche 13, engrène avec un autre pignon conique 37 solidaire d'un arbre transversal 38. 'les extrémités extérieures de ce dernier et d'un deuxième arbre transversal 39, parallèles à cet arbre 38, comportent des pignons 40 et 41. L'autre extrémité de l'arbre 39 est reliée à une boîte 42 de vitesse,de rapport 1:1 et à renvoi d'angle, dont un arbre 43 de sortie est relié à une came 44 comportant un lobe unique. Un levier 45, pivotant en 46, comporte un galet suiveur 47 déplacé par la came 44. Ce levier comporte également un galet 48 commandant le poussoir 33. Be moteur 15 fait tourner la matrice 18. Be dispositif 35 déclenche périodiquement le mécanisme 31 de manière à introduire les pièces successives 26 dans la zone délimitée entre les matrices 18 et 19. les engrenages 40 et 41 de la machine 11, dont l'accès est aisé, permettent de déterminer le rapport N/S dans lequel N est le nombre de filets de la matrice 18 et S la distance entre les pièces successives, cette distance étant exprimée en un multiple donné de la distance périphérique comprise entre les entrées des filets de la matrice 18. Il a été jugé, antérieurement, qu'unie telle machine ne pouvait fonctionner que dans le cas où le rapport N/S étant égal à un nombre entier.Dans l'exemple cité ci-dessus, le diamètre à flanc de filet de la pièce est de 12,5 mm et le diamètre correspondant de la matrice rotative est de 300 mm. Par conséquent, cette matrice doit comporter 24 filets pour que la réalisation d'un filet 'unique sur une pièce soit possible. Dans le cas où une telle machine comporte un mécanisme d'alimentation réglé pour introduire quatre pièces pour une révolution de la matrice, seules quatre des entrées de ces 24 filets sont utilisées pour l'attaque des pièces. Il a été observé que les quatre filets dont les entrées sont toujours utilisées sont les premiers à se briser. Il en résulte une détérioration de la matrice et cette dernière doit être remplacée.Un tel remplacement est onéreux, car les filets sont d'abord usinés, par exemple par meulage, puis ils sont trempés de manière à pouvoir supporter le roulage de plusieurs millions de pièces, par exemple. La matrice rotative doit être réalisée avec précision et soin. Be fait d'avoir à la remplacer alors que seuls quatre de ses 24 filets sont brisés, constitue une dépense inutile, bien que ce procédé soit utilisé depuis de nombreuses années. Dans la machine selon l'invention, les 24 entrées de filets de la matrice rotative 18 sont utilisées pour l'attaque des pièces, l'utilisation de chacune de ces 24 entrées de filets étant répétée périodiquement. Selon 3-! art antérieur, la seule manière de faire fonctionner une machine du type décrit est d'actionner le poussoir 33 un nombre exact de fois p( une révolution de la matrice 18. te tableau A, relatif à l'art antérieur, comporte, dans la première colonne, le nombre N de filets de la matrice rotative,et dans la deuxième colonne, la distance S conprise entre deux pièces successives et correspondant à un multiple entier donné de la distance périphérique comprise ente les entrées de filets de la matrice rotative. La troisième colonne représente le rapport de N/S. TABLEAU A Nombre d'entrées N S N/S Rapport N/S de filets réduit utilisées 30 6 30/6 5 5 24 6 24/6 4 4 30 5 30/5 6 6 25 5 25/5 5 5 20 5 20/5 4 4 28 4 28/4 7 7 24 4 24/4 6 6 20 4 20/4 5 5 27 3 27/3 9 9 24 3 24/3 8 8 21 3 21/3 7 7 La quatrième colonne contient les nombres correspondant à la réduction au plus petit commun dénominateur des fractions de la troisième colonne, ce dénominateur étant, dans le cas présent, égal à un et indiquant donc que le rapport choisi est toujours égal à un nombre entier. La cinquième colonne contient le nombre d'entrées de filets utilisées. Il est à remarquer que les nombres de cette cinquième colonne sont égaux aux nombres correspondants de la quatrième colonne. Selon l'invention, il ntest pas nécessaire que le mécanisme d'avance soit déclenché un nombre entier de fois pour chaque tour de la matrice rotative et, en fait, il est souhaitable que ce mécanisme ne fonctionne pas en synchronisme avec la machine. e tableau B concerne la machine et le procédé selon l'invention et comporte cinq colonnes semblables à celles du tableau A. A la première ligne de ce tableau, N est égal à 31 et S est égal à 6. Par conséquent, le rapport N/S est égal à 31/6. Cette fraction est irréductible et, par conséquent, la cinquième colonne indique que les 31 entrées de filets sont utilisées. TABLEAU 3 N S N/S Rapport N/S Nombre d'entrées réduit de filets utilisées 31 6 31/6 31 29 6 29/6 29 28 6 28/6 14/3 14 27 6 27/6 9/2 9 26 6 26/6 13/3 13 25 6 25/6 25 23 6 23/6 23 22 6 22/6 11/3 11 21 6 21/6 7/2 7 20 6 20/6 10/3 10 19 6 19/6 19 31 5 31/5 31 29 5 29/5 29 28 5 28/5 28 27 5 27/5 27 26 5 26/5 26 24 5 24/5 24 23 5 23/5 23 22 5 22/5 22 21 5 21/5 21 19 5 19/5 19 31 4 31/4 31 29 4 29/4 29 27 4 27/4 27 26 4 26/4 13/2 13 25 4 25/4 25 23 4 23/4 23 22 4 22/4 11/2 11 21 4 21/4 21 19 4 19/4 19 32 3 32/3 32 TABLEAU 3 (Suite) N S N/S Rapport N/S Nombre d'entrées réduit filets utilisées 31 3 31/3 31 29 3 29/3 29 28 3 28/3 28 26 3 26/3 26 Les pignons 36 à 41 déterminent le rapport N/S de la machine 11. pour que ce rapport soit égal à 31/6, le rapport des pignons 36 et 37 doit être de 4:1. Par conséquent, le rapport des pignons 4C et 41 doit être égal à 31:24. Le rapport total est alors de 4/i x 31/24. Ce rapport est égal au rapport voulu, c'est-à-dire à 31/6. Le tableau B montre que le nombre des combinaisons possibles est supérieur à celui des combinaisons pou vant entre obtenues avec les nombres du tableau A. D'après les nombres de la cinquième colonne du tableau 9, il apparaît que le nombre d'entrées de filets utilisées est d'autant plus grand que le rapport N/s est une fraction irréductible.Dans le cas où ce rapport peut être réduit, le nombre d'entrées utilisées est inférieur au nombre total de filets de la matrice rotative 18. 'les nombres de la troisième rangée représentent un tel cas, le rapport étant alors de 28/6. Ce rapport peut être réduit à 14/3 et, dans ce cas, seules 14 des 28 entrées de filets de la matrice le sont utilisées. Ce nombre est cependant beaucoup plus élevé que le nombre entrées utilisées avec une machine classique. Il est souhaitable que le rapport (N+1)/S ou (N-1)/S soit un nombre entier. Dans ee cas, toutes les entrées de filets sont utilisées. D'après le tableau B, toutes les entrées de filets sont mises en oeuvre lorsque le rapport N/S est une fraction irréductible. Dans ce cas, toutes les entrées de filets de la matrice 18 sont utilisées tour à tour suivant une certaine séquence pour l'attaque du roulage de pièces. Par exemple, si le rapport est 26/5 et Si 26 000 pièces sont filetées, chacune des 26 entrées de filets, situées à la périphérie de la matrice 18, sont utilisées pour l'attaque de 1000 pièces. Par conséquent, l'usure est répartie uniformément sur la matrice 18 et la durée de vie de cette dernière en est largement augmentée. le grand nombre de combinaisons possibles, comme représenté dans le tableau 3, présente également l'davantage dtéconomiser de la matière lors de la réalisation de la matrice 18. Lorsqutune machine Il de roulage de filets est réalisée et envoyée à un client, ce dernier utilise les matrices rotative et fixe montées sur la machine. Ces matrices peuvent s'user ou ltentrée d'un filet peut se briser et il est alors nécessaire de remplacer les matrices. La nouvelle matrice doit évidemment convenir à la machine. le diamètre extérieur nominal de la matrice rotative 18 peut être, par exemple, de 905 mm.Toute variation légère et éventuelle de ce diamètre peut être compensée par une modification de l'épaisseur de la matrice fixe 19. le diamètre de la matrice rotative 18 dépend du diamètre à flanc de filet de la pièce pour un rayon constant de la matrice fixe 19. Lorsque le diamètre extérieur et nominal de la matrice rotative 19 est de 705 mm, le diamètre de son support 14 doit être de 266,7 mm. Pour que l'épaisseur radiale de la matrice rotative 18 soit suffisante pour obtenir la solidité voulue, le diamètre'extérieur de cette matrice doit être compris entre 292 et 317 mm. A titre d'exemple, il est supposé qu'un boulon du type "12,5 mm-13 United Screw" doit être roulé. Un manuel indique que le diamètre à flancde filet dtun tel boulon est de 11,40 mm et que le pas est de 5,2 filets par cm. Be calcul pour déterminer le nombre d'entrées de filets et le diamètre de la matrice rotative dépend du diamètre nominal D de 305 mm comparé au diamètre d de la pièce, égal à 11,40 mm.Le rapport obtenu est de 26,7:1. Si la machine, du type antérieur, est réglée pour traiter cinq pièces pour chaque révolution de la matrice rotative, il est possible d'essayer, suivant le procédé antérieur, la combinaison correspondant à la quatrième rangée du tableau A. Cette rangée indique que-le rapport de N/S doit entre de 25/5. Par conséquent, la matrice rotative doit comporter 25 entrées de filets et le rapport D/d doit entre de 25:1 pour qu'une seule entrée de filets soit réalisée sur la pièce. D'après les calculs, on obtient un rapport de 286/11,40 mm. le diamètre D de la matrice rotative étant de 286 mm, la différence entre ce diamètre et le diamètre du support 14, égal à 266 mm, est de 20 mm, soit 10 mm d'épaisseur radIale. Cette épaisseur est trop faible pour qu'une matrice rotative puisse supporter les fortes pressions de roulage. Par conséquent, il est nécessaire dtadopter un rapport de N/S de 30/5, la matrice rotative comportant alors 30 entrées de filets. le diamètre D de la matrice rotative est donc de 30 fois 11,40 mm, c'est-à-dire 342 mm.La différence entre cette valeur et les 266 mm du support donne 76 mm, soit 38 mm d'épaisseur radiale. Cette épaisseur est beaucoup trop forte et entraîne une perte de matière lors de la réalisation de la matrice. Une épaisseur convenable est comprise entre 12,5 et 19 mm. D'auprès le procédé selon l'invention, la cinquième rangée du tableau B donne un rapport N/S de 26/6. La matrice rotative comporte alors 26 entrées de filets et le produit de 26 par 11,40 donne 296 mm. la différence entre cette valeur et les 266 mm du diamètre du support est de 31 mm, soit une épaisseur radiale de 15,5 mm. Cette valeur convient à une matrice rotative 18. Il est également possible de choisir la rangée suivante du tableau Bdanslaquelle le rapport N/S est de 27/6. le produit 27 par 11,40 donne 308 mm pour le diamètre extérieur de la matrice 18, soit une épaisseur radiale de 21 mm. Cette valeur est également satisfaisante. Il est donc possible de choisir entre plusieurs valeurs afin que ltépaisseur de la matrice rotative soit satisfaisante et n'entraîne pas de perte de matière lors de la réalisation dune telle matrice. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la machine décrite et représentée sans sortir du cadre de ltinvention. REVENDICATIONS 1. Machine de roulage de filets par mouvement planétaire, caractérisée en ce qu'elle comporte une matrice tournant sur un axe par rapport à un bâti et comprenant N entrées de filets à sa périphérie, une deuxième matrice montée sur le bâti et sur laquelle un filetage, dtun pas égal à celui de la matrice rotative, est réalisé, la machine comportant également un dispositif destiné à faire tourner ladite matrice rotative, un dispositif destiné à introduire plusieurs pièces successives dans la zone délimitée entre la matrice rotative et la deuxième matrice, et rn dispositif destiné à synchroniser l'introduction des pièces de manière que ces dernières soient espacées drune distance S, cette distance étant un multiple donné de ltespace- ment périphérique compris entre les entrées de filets de la matrice rotative, le rapport N/S n'étant pas un nombre entier. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de synchronisation introduit les pièces sur les entrées de filets de-la matrice rotative. 3. Procédé de roulage de pièces au moyen d'une matrice rotative et d'une deuxième matrice, caractérisé en ce qutil comprend la réalisation drun filetage à N entrées à la périphérie de la matrice rotative, N étant un nombre donné, la réalisation, sur la deuxième matrice, d'un filetage approximativement semblable au filetage de la matrice rotative,ce procédé comprenant également l'entrée en rotation sur un axe de ladite matrice rotative, de manière que cette dernière coopère avec la deuxième matrice, l'introduction de plusieurs pièces successives dans la zone délimitée entre les matrices, et la synchronisation de l'introduction de ces pièces successives de manière que ces dernières soient espacées d'une distance S, S étant un multiple du nombre des entrées de filets de la matrice rotative et le rapport N/S n'étant pas un nombre entier. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que S est un nombre entier, N étant, notamment, également un entier. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que le rapport N/S est une fraction irréductible et, notamment, en ce que le rapport (N+1)/S ou (N-1)/S est un nombre entier. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que la seconde matrice est fixe. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'introduction des pièces s'effectue à une extrémité d'entrée de a matrice fixe et, notamment, à l'une des entrées de filets de la matrice rotative. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 et 3, caractérisé en ce g que le filetage de la deuxième matrice comporte plusieurs entrées. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que le filetage de la deuxième matrice comporte plusieurs entrées, l'espacement entre ces entrées étant égal à l'espacement périphérique entre les entrées du filetage de la matrice rotative.