Brevet FR2304440A1 — publié le 19761015

Sur certaines machines-outils à broche rotative, notam- ment les fraiseuses, l'effort de coupe peut passer brutalement d'une valeur importante à zéro, puis reprendre aussi brutalement sa valeur initiale. Cela se produit notamment, quand on attaque une surface à dresser par un de ces angles, comme cela est inévi- table au commencement de chaque passe ; on retrouve le même phénomène, quand on travaille avec des fraises à denture droite ou peu hélicoïdale, comme des fraises de forme dites à profil constant où une dent attaque chaque fois par toute sa largeur. Ce phénomène, dénommé coupe interrompue, fait claquer les engrenages de la oheîne cinématique dans leur jeu, ce qui donne un bruit désagréable et tend à faire casser les tranchants des outils quand au moment de leur attaque, ils s'immobilisent pendant un temps, marne extrêmement court et recoivent ensuite comme un coup de marteau quand le jeu de la chaîne cinématique se trouve brutalement rattrapé. On sait qu'un volant placé sur la broche de la machine ou sur un arbre situé en amont et en liaison sans jeu avec ladite broche apporte un bon remède à ce dernier inconvénient. Mais, pour qu'un pareil volant soit efficace, il faut qu'il soit très important et en fait, il est souvent monté sur la partie arrière de la broche et à l'air libre ; ceci en exclut l'emploi sur des fraiseuses universelles où la broche doit pouvoir être orientée dans toutes les directions. Pour la même raison d'efficacité il se trouve parfois sur un arbre de commande tournant plus vite que la broche, La transmission à celle-ci doit alors être sans jeu appréciable. De plus, si le volant est utile pour des fraises de relativement grand diamètre, pour lesquelles la broche tourne lentement, il peut être nuisible et même dangereux quand la broche tourne vite.L'énergie nécessaire pour le mettre en vitesse est alors trop importante ainsi que celle perdue pour l'arrêt; de plus, pour des raisons de sécurité une broche doit pouvoir être immobilisée quasi instantanément en cas d'accident. Dans le but de remédier à ces inconvénients, la présente invention a pour objet des perfectionnements aux machines-outils à broche rotative comprenant un volant entraîné par l'arbre d'en- traînement de la broche, caractérisés en ce que au moins un volant est entraîné par l'intermédieire d'au moins un galet roulant sur au moins un galet porté par l'arbre de broche, des moyens étant prévus pour à volonté, mettre on pression ou débrayer ledit @@@@@@ entraînement par galets roulant les uns sur les autres. Ainsi on peut disposer, en choisissant convenablement les diamètres des différents galets, d'un volant tournant à une vitesse plusieurs fois multiple de celle de la broche, avec une transmission totalement dépourvue de jeu, et avec la possibilité de débrayer le volant quand son action n'est plus utile ou même dangereuse. L'invention vise également les dispositions ci-après a) Le volant est monté sur un arbre portant un galet qui roule sur un galet monté sans Jeu ou solidaire de la broche et cet arbre est monté dans le carter de la machine par l'intermé- diaire de paliers montés dans une douille excentrique actionnée par une came, ce qui permet, àvolonté, la mise en pression des galets l'un contre l'autre ou leur débrayage. b) La douille excentrique est montée dans des joues de liaison placées de part et d'autro des galets et entourant leurs paliers, lesdites joues étant reliées, de façon articulée, au carter de la machine. c) Le galet du volant est entraîné par l'intermédiaire d'un train de galets satellites portés par l'arbre de broche et roulant dans un anneau planétaire, des moyens étant prévus pour, à volonté, freiner et rendre fixe ledit anneau planétaire, ou au contraire le laisser tourner, d) Les galets du volant, les galets satellites et ltan- neau planétaire ont des axes parallèles et le freinage est obtenu par serrage des flancs de l'anneau planétaire entre des brides mobiles, ou tout embrayage équivalent. e) Le système planétaire est du type à galets coniques et l'anneau planétaire est immobile en rotation mais mobile parallèlement à l'axe de l'arbre de broche entre une position d'embrayage par contact avec les satellites et une position débrayée. f) Le système de freinage et débrayage est du type à pression hydraulique. Les modes d'exécution ci-après sont décrits à titre d'exemple Figure 1 coupe axiale de la broche, des galets d'entraîne- ment et du ou des volants Figure 2 coupe suivant EF de la figure i Figure 3 coupe suivant ABC de la figure 2 Figure 4 coupe axiale de la broche et d'un train...... planétaire d'entrainement du volant en position embrayée Figure 5 coupe GH de la figure 4 Figure 6 détail du roulement d'un galet satellite Figure 7 détail du bloquage de l'anneau en position débloquée qui correspond au volant débrayé Figure 8 coupe axiale de la broche et d'un train planétaire d'entraînement du volant avec galets coniques en position embrayée Figure 9 même train planétaire débrayé. Sur la broche 1, entraîné par l'engrenage 2 est claveté le grand galet 3 qui est appliqué avec une force importante sur le petit galet 4 (figure 1). Le galet 4, monobloc avec son axe, porte aux deux extrémités deux volants 5 et 6. Pour pouvoir débrayer les volants, les deux roulements 10 et 11 sont montés dans une douille excentrique 13 (figures 1, 2 et 3) qui porte un levier 14 actionné par une came 15. En faisant tourner la came dans le sens de la flèche, on fait basculer l'excentrique 13 autour de l'axe de ses portées 16, l'axe 17 du petit galet et des volants stécarte alors de celui du grand galet et de la broche en séparant le petit galet 4 du grand galet 3. Afin d'éviter une poussée trop importante du galet 3 qui pourrait faire fléchir la broche et déformer ses roulements de précision, les roulements 8, 9, 10 et 11 sont montés dans deux joues de liaison 18 et 19 qui supportent directement la réaction du galet 4 sur le galet 3. Ceci nécessite une attache 20, articulée sur 18, 19 et le carter 12. Dans le but d'obtenir un meilleur équilibre des forces sur la broche 1 une variante de l'invention basée sur le principe d'un train planétaire a été étudiée (figures 4, 5, 6 et 7). La broche 1 porte le boicier 21 des satellites 22 ; le planétaire central 23 est d'une pièce avec son axe tubulaire 24 qui porte le volant 25 et qui est supporté par le roulement 26, l'ensemble des satellites jouant le rôle du deuxième roulement. L'anneau planétaire à roulement intérieur 27 peut être rendu fixe, pour que le train plauétaire remplisse son rôle d'entraînement multiplicateur ontre la broche 1 et le volant 25 ou être libéré, pour interrompre ledit entratnement. Il tourne alors avec le bottier 21 des satellites 22 et le volant reste immobile ou se trouve entraîné par les frottements à la vitesse de la broche. Pour obtenir une pression convenable des satellites 22 sur le planétaire 23 et sur la piste intérieure de anneau plané faire 27, celui-ci est monté comme une frette avec un serrage qu'il est possible de calculer ou mieux de déterminer expérimentalement. Pour éviter toute réaction radiale sur l'axe 28 du satellite, celuici peut être rectifié suivant figure 6. La distance entre les centres 0' et 0" est de l'ordre d'un centième de mm pour un satellite de 50 mm de diamètre. Ceci produit un léger Jeu dans le sens radial du mécanisme planétaire tout en permettant un jeu nul dans le sens tangentiel. L'anneau planétaire à roulement intérieur 27 est immobilisé en envoyant de l'huile sous pression dans le cylindre hydraulique annulaire 29 sous le piston 30 ; celui-ci pousse la pièce circulaire 30 en contact avec la bride circulaire 31 alors que les tirants 32 qui relient la bride 33 au cylindre 29 réagissent à cette poussée en provoquant le serrage des brides circulaires 31 et 33 sur l'anneau planétaire intérieur 27. La bague 34, clavetée dans le carter 35 sert d'entretoise. Les brides 31 et 33 sont coniques de l'ordre de 2/10 mm ; ceci leur permet de se comporter comme des rondelles élastiques et de s'écarter suivant figure 7 quand la pression d'huile sur le piston annulaire 30 est ramenée à zéro l'anneau planétaire 27 peut alors tourner librement. Ce système hydraulique peut être remplacé par n'importe quel autre moyen de produire un serrage, comme par exemple un filetage ; on peut aussi faire appel à des ressorts logés dans la bague 24 pour ne pas faire appel à l'élasticité des brides 31 et 33 sans que cela ne change le sens de l'invention Le système planétaire à galets cylindriques peut aussi être remplace par un système planétaire à galets coniques suivant figure 8. Le point 40 est alors le sommet commun aux cônes du planétaire 41, solidaire de l'arbre tubulaire 42 et du volant 43, du satellite 44 et de l'anneau planétaire à roulement intérieur 45. Avec cette disposition le roulement à billes à contact oblique 46 qui peut également être un roulement à rouleaux coniques produit une précharge permanente axiale, de façon à ce que les satellites coniques 44 soient en contact permanent avec le planétaire 41. La poussée axiale sur les satellites est supportée par les butées 47. En roulant dans la piste intérieure de l'anneau planétaire 45 immobilisé en rotation en 55, 56 ceux-ci, entrainés par leurs axes 48 solidaires du bottier de satellites 49 monté sur la broche 1 impriment un mouvement de rotation rapide au planétaire 41, à son axe 42 et au volant 43. Ceci a lieu quand on met sous pression le cylindre hydraulique 50 dont anneau 45 forme le piston. Quand la pression hydraulique sur l'anneau 45 est relachée, les ressorts 51 repoussent cet anneau dont la piste intérieure ne touche plus les satellites La broche et le portesatellites 49 tournent alors autour de leur axe, les satellites 44 se déroulant sur le planétaire 41 immobile avec son axe 42 et le volant 43. En meme temps les ressorts 52 poussent le fond de cylindre hydraulique 53 et le cylindre 40 de façon à ce que sa face 54 entre en contact avec le volant 43 et l'immobilise. V E N D I C A T I O N S I.- Perfectionnements aux machines-outils à broche rotative comprenant un volant entraîné par arbre d'entrainement de la broche, caractérisés en ce que au moins un volant est entraîné par 11 intermédiaire d'au moins un galet roulant sur au moins un galet porté par l'arbre de broche, des moyens étant prévus pour à volonté, mettre en pression ou débrayer ledit entraînement par galets roulant les uns sur les autres. 2.- Perfectionnements aux machines-outils selon la revendication 1, caractérisés en ce que le volant est monté sur un arbre portant un galet qui roule sur un galet solidaire de la broche et cet arbre est monté dans le carter de la machine par l'inter- médiaire de paliers montés dans une douille excentrique actionnée par une came, ce qui permet, à volonté, la mise en pression des galets ilun contre ltautre ou leur débrayage. 3.- Perfectionnements aux machines-outils selon la revendication 2, caractérisés en ce que la douille excentrique est montee dans des joues de liaison placées de part et d'autre des galets et entourant leurs paliers, lesdites joues étant reliées, de façon articulée, au carter de la machine. 4.- Perfectionnements aux machines-outils selon la revendication 1, caractérisés en ce que le galet du volant est entraîné par l'intermédiaire d'un train de galets satellites portés par arbre de broche et roulant dans un anneau planétaire, des moyens étant prévus pour, à volonté, freiner et rendre fixe ledit anneau planétaire, ou au contraire le laisser tourner. 5.- Perfectionnements aux machines-outils selon la revendication 4, caractérisés en ce que les galets du volant, les galets satellites et l'anneau planétaire ont des axes parallèles et le freinage est obtenu par un système d'embrayage capable d'immobiliser anneau planétaire entre des brides mobiles. 6.- Perfectionnements aux machines-outils selon la revendication 4, caractérisés en ce que le système planétaire est du type à galets coniques et l'anneau planétaire est immobile en rotation mais mobile parallèlement à l'axe de l'arbre de broche entre une position d'embrayage par contact avec les satellites et une position débrayée. 7.- Perfectionnements aux machines-outils selon lune quelconque des revendications 4 à 6, caractérisés en ce que le système de freinage et débrayage est du type à pression hydraulique.