Brevet FR2467037A1 — publié le 19810417

La présente invention se rapporte à un appareil de dressage et d'alésage comprenant un carter fixe, un arbre tournant entraîné, une tête calée sur cet arbre et un chariot porte-outil portant un outil de coupe et qui peut se déplacer en translation sur la tête, transversale- ment à l'axe de rotation de cette tête, appareil dans le- quel il est prévu, pour la translation transversale du chariot porteoutil, dans une cavité du carter, un premier et un deuxième trains planétaires composés d'une roue planétaire, de satellites et d'une couronne à denture intérieure, qui sont disposés dans des plans différents et qui s'étendent perpendiculairement à l'axe de rotation, la roue planétaire du premier train planétaire étant soli- daire en rotation de l'arbre, la roue planétaire du deu- xième train planétaire, qui peut tourner relativement à l'arbre, constituant la roue motrice du chariot porte-outil, la couronne à denture intérieure d'un train planétaire tourillonnant dans le carter et la roue planétaire du deuxième train planétaire pouvant recevoir une vitesse tangentielle différente de celle de la roue planétaire du premier train planétaire sous l'action de moyens de transmission qui peuvent être mis en action sélectivement. Dans un appareil connu de ce genre (DE-OS 16 52 658) pour la production automatique de la translation transversale ou radiale du chariot porteoutil, on peut accoupler sélectivement les deux trains planétaires l'un à l'autre au moyen de l'un de plusieurs mécanismes à vis sans fin ayant des rapports de transmission différents, de sorte que, suivant le mécanisme à vis choisi, il se produit une translation transversale plus ou moins rapide du chariot porte-outil et de l'outil solidaire de ce chariot. Les mécanismes à vis sans fin exigent pour leur fabrication une grande dépense en main-d'oeuvre et en ma- tériaux. Dans un appareil du genre en question, ces méca- nismes présentent également l'inconvénient d'avoir un encombrement relativement grand et, de ce fait, d'influer défavorablement sur les dimensions de l'appareil. Le but de l'invention est de remédier à ces dé- fauts et d'indiquer des moyens simples, peu encombrants, à l'aide desquels on puisse assurer la translation trans- versale automatique du chariot porte-outil. Suivant l'invention, ce problème est résolu par le fait qu'il est prévu, dans la cavité du carter qui re- çoit les trains planétaires, coaxialement à ces trains, à titre complémentaire, au moins une autre couronne à denture intérieure, qui tourillonne dans le carter et peut être sélectivement verrouillée sur le carter à l'aide de moyens d'immobilisation, cette couronne ayant un nom- bre de dents différent de celui des couronnes à denture intérieure des deux trains planétaires et par le fait que cette-autre couronne engrène avec une roue dentée qui, de son côté, est rigidement solidaire en rotation de'la roue satellite du deuxième train planétaire. Etant donné que les deux couronnes avec les roues dentées correspondantes peuvent être fabriquées simplement et ne prennent que peu de place, on peut au total obtenir une tête de dressage et d'alésage d'un encombrement rela- tivement petit. D'autres caractéristiques de l'invention appa- raitront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, la Fig. 1 est une vue en coupe d'un appareil de dressage et d'alésage; la Fig. 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1; la Fig. 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la Fig. 1; la Fig. 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la Fig. 1; la Fig. 5 est une vue en partie en coupe, prise dans le sens de la flèche A de la Fig. 3; 2467037. la Fig. 6 est une coupe partielle suivant la ligne 6-6 de la Fig. 4; la Fig. 7 est une coupe partielle suivant la ligne 7-7 de la Fig. 4. Comme on peut le voir le plus clairement sur la Fig. 1, un arbre cylindrique 4 tourillonne dans un carter fixe 1 au moyen de roulements à billes 2, 3 et une tête est reliée solidairement en rotation à l'extrémité infé- rieure de cet arbre, étant par exemple, d'une seule pièce avec cet arbre. Un chariot porte-outil 6 coulisse dans une glissière, par exemple une glissière à queue d'aronde prévue à la face inférieure de la tête, transversalement à l'axe de rotation de l'arbre 4 qui est lui-même mis en rotation par une source de force motrice non représentée. Sur la Fig.-1, la direction de la translation est contenue dans le plan du dessin. Le chariot porte-outil 6 présente dans sa face inférieure une glissière 7 dans laquelle un outil, par exemple un outil de dressage, peut être fixé au chariot 6. Dans la tête 5 tourillonne, parallèle- ment à la direction de translation du chariot porte-outil 6, une vis 8 qui est en prise avec un demi-écrou 9 soli- daire rigidement du chariot 6. L'entraînement de la vis 8 s'effectue d'une façon qui sera décrite dans la suite, par l'intermédiaire d'une roue à vis il rigidement solidaire de la broche. Lors de-la rotation de la vis 8, le chariot porte-outil 6 qui porte l'outil (non représenté) se dépla- ce perpendiculairement à l'axe de rotation de l'arbre 4, en fonction du sens de rotation de la vis 8. Dans la forme de réalisation représentée d'un appareil de dressage et d'alésage, la translation trans- versale du chariot porte-outil 6 peut être commandée d'une façon connue aussi bien à la main qu'en automatique. La translation transversale manuelle s'effectue alors que la tête 5 est immobile, d'une façon connue, au moyen d'une manivelle 12 (voir Fig. 5) que l'on peut accoupler à la vis 8 suivant le besoin. Cette manoeuvre manuelle 2467037.; du chariot porte-outil 6 ne fait pas l'objet de l'invention et ne sera donc pas décrite en détail. La translation transversale automatique du chariot porte-outil 6 est dérivée, également d'une façon connue, du mouvement de rotation de l'arbre 4 pendant la rotation de l'appareil, avec possibilité d'obtenir, soit une trans- lation transversale,.lente et continue pendant le travail de l'appareil, soit un retour rapide dans le sens inverse. Le but de l'invention est l'obtention automatique de la translation transversale précitée du chariot porte-outil 6. Le retour peut s'effectuer de nouveau de la façon connue. A l'arbre 4 est reliée rigidement une roue plané- taire 13 appartenant à un premier train planétaire (Fig.1). La roue planétaire 13 engrène avec au moins une roue satellite 14 qui, de son côté, est en prise avec la den- ture intérieure d'une couronne 15 solidaire rigidement du carter 1. La ou les roues satellites 14 tourillonnent dans un voile ou porte-satellites 16 qui tourillonne lui- même sur l'arbre 4 par l'intermédiaire de roulements à billes 17, 18. Dans un plan situé au-dessous de premier train planétaire, composé des éléments 13, 14 et 15, est agencé un deuxième train planétaire qui comprend une roue planétaire 19 pouvant tourner relativement à l'arbre 4, une roue satellite 21 qui engrène avec cette roue plané- taire et une couronne 22 à denture intérieure tourillon- nant dans le carter 1 et qui est en prise avec la roue satellite 21. La roue satellite 21 qui, de même que la roue satellite 14 peut être simple ou multiple, tourne sur un axe 23 qui est monté dans le porte-satellites 16. Les trains planétaires décrits sont logés coaxia- lement à l'arbre 4 dans une cavité 31 du carter fixe 1. La couronne à denture intérieure 22 qui tourillonne dans le carter 1 présente une denture extérieure en complément de sa denture intérieure. La roue planétaire 19 du deuxième train planétaire, qui peut tourner par rapport à l'arbre 4 2467037; est freinée, par exemple par une bague élastique 24 (ron- delle Belleville). Lorsque l'arbre 4 tourne, la roue planétaire 13 du premier train planétaire, qui est calée rigidement sur cet arbre entraîne la roue satellite 14, laquelle roule dans la couronne 15 solidaire du carter et, dans ce mou- vement, entraîne le porte satellites 16 en rotation au- tour de l'arbre 4. Etant donné que le deuxième train planétaire à les mêmes rapports de transmission que le premier train planétaire, la roue satellite 21 qui touril- lonne sur le porte-satellites 16 entraîné en rotation roule dans la couronne à denture intérieure 22 et engrène en mê- me temps avec la roue planétaire 19 mais, en raison de l'égalité des rapports de transmission, cette roue plané- taire ne décrit aucune rotation relative par rapport à l'arbre 4, et par conséquent ne provoque aucun déplacement transversal du chariot porte-outil 6. La roue planétaire 19 du deuxième train planétaire sert de roue motrice pour la vis 8 et, de ce fait, pour le chariot porte-outil 6 mobile en translation transversale. A cet effet, (Fig. 4), la roue planétaire 19 engrène avec une roue dentée 25 qui tourillonne dans le chariot porte- outil 6 et qui, de son côté, est solidaire en rotation d'une vis 26 (voir Fig. 6). La vis 26 est elle-même reliée à la roue à vis il précitée (Fig. 1) qui sert à l'entraî- nement de la vis 8. Pour l'entraînement de la vis 8 et, par conséquent, pour la translation transversale du cha- riot porte-outil 6, il est donc nécessaire d'imprimer à la roue planétaire 19 une rotation relative par rapport à l'arbre 4. Lorsqu'on doit effectuer manuellement la trans- lation transversale du chariot 6, on fait tourner au moyen de la manivelle 12 (voir Fig. 5) et deux roues coniques 27, 28 en prise entre elles, une roue dentée 29 solidaire de la roue conique 28 et qui, de son côté, est en prise avec la couronne à denture intérieure 22. De cette façon, lorsqu'on manoeuvre la manivelle 12, la couronne 22 est 2467037, tout d'abord mise en rotation et, par l'intermédiaire de cette couronne ainsi que de la roue satellite 21, la roue planétaire 19 est mise en rotation et, de son côté, elle entraîne par l'intermédiaire des moyens décrits plus haut, la vis 8 et, par conséquent, le chariot porte-outil 6. Cette commande manuelle du chariot 6 peut s'effectuer alors que l'appareil est immobile ou en rotation. Pour le déplacement continu du chariot porte-outil 6 pendant la rotation de l'arbre 4 et de la tête 5, sont prévus les moyens suivants: dans la cavité 31 précitée du carter 1 qui reçoit le premier et le deuxième trains planétaires décrits plus haut, sont montées coaxialement à ces trains, deux autres couronnes à denture intérieure 32, 33, agencées pour tourner par rapport au carter. Dans la forme de réalisation représentée, ces deux couronnes 32, 33 se trouvent entre les trains planétaires composés, l'un, des éléments 13, 14, 15 et l'autre, des éléments 19, 21, 22. Les couronnes 32, 33 engrènent avec des roues 34, 35 qui sont réunies en un seul bloc. Ce bloc tourillon- ne sur l'axe 23 et est solidaire en rotation de la roue satellite 21 par une liaison 36 à rainure et languette. Comme on peut le voir sur la Fig. 1, les deux couronnes 32, 33 or;t un nombre de dents différent de celui des cou- ronnes 15, 22 des deux trains planétaires. Ceci peut être obtenu par le fait que, avec un même pas de denture, les rayons intérieurs des couronnes 32, 33 sont différents de ceux des couronnes 15, 22 ou par le fait que, avec le même rayon intérieur, ces couronnes ont des pas différents. Grâce à cette caractéristique, les couronnes 32, 33 engen- drent des rapports de transmission différents de celui engendré par les couronnes 15, 22. Du reste, et comme on peut le voir également sur la Fig. 1, le rapport de trans- mission établi entre la couronne 32 et la roue satellite 34 est différent de celui établi entre la couronne 33 et la roue 35. Sur un axe 37 solidaire du carter est articulée 2467037i à l'intérieur du carter 1, une plaque à cliquet 38 (voir Fig. 1 et 3). La périphérie extérieure des couronnes 32 et 33 et la face de la plaque à cliquet 38 qui est dirigée vers ces couronnes sont munies de dentures conjuguées 30, voir en particulier la Fig. 3. La plaque à cliquet 38 peut être amenée, au moyen d'un organe de commande 39 prévu sur le carter 1, d'une position neutre dans laquelle cette pla- que n'est en prise avec aucune des couronnes 32, 33, dans une position dans laquelle elle est en prise soit avec la couronne 32, soit avec la couronne 33, par l'intermédiaire des dentures conjuguées. De cette façon, la plaque à cli- quet 38 joue le rôle d'organe de blocage et effectue sélec- tivement le blocage ou verrouillage de l'une ou de l'autre des couronnes 32, 33 sur le carter 1. Dès que l'une ou l'au- tre des couronnes 32,33 est bloquée sur le carter 1, la couronne 22 qui est normalement immobile est positivement entraînée en rotation en raison de la différence de rap- port de transmission précitée. Toutefois, sous cet effet, la roue planétaire 19 est entraînée en rotation par rapport 20. à l'arbre 4, ce qui déclenche, de la façon décrite plus haut, la rotation de la vis 8 et, par conséquent, la trans- lation transversale du chariot porte-outil 6. La transla- tion transversale du chariot 6 se prolonge aussi longtemps que-la plaque à cliquet 38 est engagée dans la couronne 32 ou 33 correspondante. Entre l'organe de commande 39 et la plaque à cli- quet 38 peuvent être interposés, d'une façon connue en soi et qu'on a donc omis de représenter en détail, des moyens élastiques qui, dans la position correspondante de l'organe de commande 39, engagent la plaque à cliquet dans la dentu- re 30 de la roue couronne considérée 32 ou 33. Si, pendant la translation transversale du chariot porte-outil 7, il se produit sur ce chariot une surcharge qui gêne la pour- suite de la translation, la plaque à cliquet 38 se dégage automatiquement de la denture 30 en surmontant l'action de ces moyens élastiques et évite ainsi la détérioration ou la destruction de l'appareil. Dans la forme de réalisation représentée, on a prévu deux couronnes à denture intérieure 32 et 33 pour 2467037 *i provoquer la translation transversale du chariot porte- outil 6 à deux vitesses différentes. En principe, pour provoquer la translation transversale du chariot porte- outil 6, une seule couronne dentée 32 ou 33 pourrait suf- fire. Pour le cas o l'on désire obtenir trois ou plus de trois vitesses de translation pour le chariot porte-outil 6, on peut prévoir à l'intérieur du carter 1, trois ou plus de trois couronnes à denture intérieure qui correspon- dent aux couronnes 32, 33 et qui peuvent être verrouillées dans le carter à l'aide de moyens de blocage appropriés. Comme tout appareil de dressage et d'alésage, l'ap- pareil décrit et représenté comprend des moyens de retour rapide du chariot 6. Ces moyens seront décrits brièvement ci-après en regard des Fig. 2 et 7. Le porte-satellites 16 présente (Fig. 1) une denture extérieure dans laquelle est en prise une roue dentée 41 qui tourillonne dans le carter 1. La roue dentée 41 est en outre montée pour coulisser axialement avec son axe 42. Pour commander la translation de l'axe 42, on utilise un petit'levier 43 qui oscille dans la carter-1. Dans la position appropriée du levier 43 et, par conséquent, de l'axe 42, la roue dentée 41 est accouplée par friction au prolongement conique 44 d'une autre roue dentée 45 qui, de son côté, engrène avec la denture extérieure de la couronne à denture intérieure 22 du deuxième train planétaire. Le résultat est que, lorsque l'arbre 4 tourne et que, par conséquent, le voile 16 tourne avec cet arbre, on établit au moyen du levier 43 un coupla- ge entre les roues dentées 41 et 45; de cette façon, la couronne 22 est entraînée en rotation rapide et détermine, par l'intermédiaire de la roue satellite 21 et de la roue planétaire 19, et par l'intermédiaire du mécanisme à vis sans fin qui agit sur la vis 8 (éléments 11, 26) un retour rapide du chariot porte-outil 6 qui se produit en sens inverse, de sa course de travail normale dirigée radiale- ment vers l'extérieur. Les deux roues dentées 41, 45 peu- vent être maintenues normalement hors de prise d'une façon classique, par des moyens élastiques. Finalement, il convient de souligner encore une fois que les engrenages supplémentaires prévus entre les deux trains planétaires, c'est-à-dire, au moins une couron- ne à denture intérieure 32, 33 et une roue dentée corres- pondante 34, 35, agissent de manière que, lors du blocage de la couronne à denture intérieure par la plaque à cliquet 38, la vitesse de rotation de la roue satellite 21 soit obligatoirement modifiée. Sous cet effet, la couronne à denture intérieure 22 qui tourillonne dans le carter 1 est mise en rotation en raison de la différence de rapport de transmission existante. La roue satellite 21 entraîne finalement la roue planétaire 19 du deuxième train plané- taire et, par conséquent, le chariot porte-outil 6. Aussi longtemps qu'aucune des deux couronnes dentées supplémen- taires 32,33 n'est verrouillée sur le carter 1, ces couron- nes tournent avec des vitesses différentes en raison de la différence des rapports de transmission existant entre ces couronnes et les roues dentées 34, 35 respectivement, tan- dis que la couronne 22 du deuxième train planétaire reste immobile. Finalement, le supplément de hauteur de l'appareil qui est rendue nécessaire pour assurer la translation transversale automatique du chariot 6 est uniquement due à l'épaisseur des couronnes supplémentaires 32, 33, cette épaisseur peut être beaucoup plus petite que l'espace qui serait nécessaire pour loger des mécanismes à vis sans fin, de sorte que l'appareil suivant l'invention est au total de plus faible hauteur. 2467037i REVENDICATIONS 1. Appareil de dressage et d'alésage comprenant un carter fixe, un arbre tournant entraîné, une tête calée sur cet arbre et un chariot porte-outil portant un outil de coupe et qui peut se déplacer en translation sur la tête, transversalement à l'axe de rotation de cette tête, appareil dans lequel il est prévu, pour la translation transversale du chariot porteoutil, dans une cavité du carter, un premier et un deuxième trains planétaires compo- sés d'une roue planétaire, de satellites et d'une couronne à denture intérieure, qui sont disposés dans des plans différents et qui s'étendent perpendiculairement à l'axe de rotation, la roue planétaire du premier train planétaire étant solidaire en rotation de l'arbre, la roue planétaire du deuxième train planétaire, qui peut tourner relativement à l'arbre, constituant la roue motrice du chariot porte-ou- til, la couronne à denture intérieure d'un train planétaire tourillonnant dans le carter et la roue planétaire du deuxième train planétaire pouvant recevoir une vitesse tan- gentielle différente de celle de la roue planétaire du pre- mier train planétaire sous l'action de moyens de transmis- sion qui peuvent être mis en action sélectivement; caracté- risé en ce qu'il est prévu, dans la cavité verrouillée sur le carter à l'aide de moyens d'immobilisa- tion, (36) cette couronne ayant un nombre de dents diffé- rent de celui des couronnes à denture intérieure (15,22) des deux trains planétaires et en ce que cette autre cou- ronne (32,33) engrène avec une roue dentée (34,35) qui, de son côté, est solidaire en rotation de la roue satellite (21) du deuxième train planétaire. 2. Appareil suivant la revendication 1, caractéri- sé en ce que la ou les couronnes à denture intérieure 2467037-. complémentaires (32, 33) et les roues dentées correspondan- tes (34, 35) sont disposées entre les deux trains plané- taires. 3. Appareil suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend deux couronnes à den- ture intérieure complémentaires (32, 33) avec leurs roues dentées (34,35). 4. Appareil suivant l'une des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que les moyens de blocage de la ou des couronnes à denture intérieure complémentaires (32,33).comprennent une plaque à cliquet (38) articulée dans le carter (1) et qui peut être engagée dans une den- ture (30) prévue sur la périphérie de la ou des couronnes (32, 33). 5. Appareil suivant la revendication 4, caractéri- sé en ce que la plaque à cliquet est soumise à l'action de moyens élastiques de manière à se dégager de la denture (30) de la couronne à denture intérieure (32, 33) en ré- ponse à une surcharge du chariot porte-outil (6).