Brevet FR2491806A1 — publié le 19820416

Dispositif pour l'entrainement à vitesse variable d'un drbre d'entrainement d'outils, notamment 1 de forets. L'invention concerne un dispositif pour ltentratnement à vitesse variable d'un arbre d'entrainement d'outils, notamment de forets. La plupart des machines à aléser comporte un engrenage réducteur commuté manuellement pour faire varier la vitesse, le moteur d'entrainement ainsi que l'arbre d'entratnement devant être arrêtés avant chaque commutation pour le réglage d'une autre vitesse de rotation, ce qui conduit à des temps morts lors de l'usinage de pièces, temps morts qui peuvent encore être augmentés du fait qu'il est fréquent qu'une légère rotation manuelle du mandrin de serrage de l'outil soit nécessaire afin que les dents du changement de vitesse, se trouvant souvent directement les unes en face des autres, puissent s'engrener ou mieux s'engrener. Dans le cas de machines-outils à aléser ou autres commandées automatiquement (commande numérique) comportant des changements de vitesse mécaniques, les processus d'alésage ou d'autre usinage se déroulent automatiquement au moyen d'une commande programmée de façon correspondante, mais le choix correct de la vitesse de rotation de l'outil doit être effectué manuellement par commutation d'unités à levier, ce qui prend encore du temps. On connait également des mécanismes d'entsafl nement pour des machines-outils qui déterminent la vitesse de rotation de l'outil d'usinage au moyen de commandes électriques, sans changements de vitesse. Ces commandes électriques exigent cependant une dépense en moyens techniques très importante en liaison avec les moteurs électriques nécessaires à cet effet, et sont par conséquent très coûteuses. L'invention se propose de fournir une solution qui, avec des moyens réducteurs mécaniques relative- ment simples, c'est-à-dire en évitant des commandes électriques demandant une dépense importante en moyens techniques, permet de modifier de façon arbitraire la vitesse de rotation, sans temps morts, et suivant une autre caractéristique, permet, avec une dépense en moyens techniques relativement faible, d'intégrer la commande de vitesse de rotation dans des commandes automatiques (par exemple une commande numérique). Dans un dispositif du type mentionné cidessus, ce problème est résolu -suivant l'invention grace au fait qu'à l'arbre d'entrainement sont couplés, sans possibilité de rotation, deux bras s'étendant dans des directions opposées et perpendiculaires à cet arbre d'entraînement, sur lesquels sont montées des roues planétaires ou de compensation d'un mécanisme de compensation à roues coniques, tandis que des couronnes différentielles ou roues satellites du mécanisme de compensation à roues coniques sont respectivement couplées, de façon à être entratnées, avec un moteur d'entrarnement à vitesse variable, les couronnes différentielles ou roues satellites étant montées de façon à pouvoir tourner sur l'arbre d'entrainement. Par rapport aux engrenages réducteurs mécaniques habituels commutés manuellement, cet agencement offre surtout, outre une constitution très simple du point de vue de la ronstruction et par conséquent avantageuse du point de vue du coût, l'avantage que toutes les parties du mécanisme de transmission restent en permanence engrenées, de sorte qu'il n'apparat pas de temps morts lorsqu'on fait varier la vitesse de rotation. La dépense nécessaire par contre pour les deux moteurs d'entraînement au lieu d'un seul dans les dispositifs courants du type concerné est d'importance secondaire. De façon avantageuse, on peut brider les moteurs d'entranement comportant les pignons d'entratnement directement sur un carter supportant l'arbre d'entratnement et les accoupler aux couronnes différentielles ou roues satellites comportant des pignons d'entranement par l'intermédiaire de pignons intermédiaires, ce qui donne une constitution peu encombrante particulièrement compacte lorsque les arbres d'entratne- ment, dont les axes sont parallèles, sont munis de pignons d'entratnement aux extrémités opposées. De façon fondamentale, on peut utiliser des moteurs d'entratnement commandables de différents types, par exemple également des moteurs hydrauliques. Suivant une autre caractéristique de l'invention, on obtient une constitution particulièrement avantageuse lorsque les deux moteurs d'entratnement se présentent sous la forme de moteurs à courant alternatif triphasé, étant donné que ceux-ci permettent de nombreuses possibilités de commande de forme différente, de façon particulièrement simple, de sorte que la commande des deux moteurs à courant alternatif triphasé peut facilement être intégrée dans une commande automatique de machine-outil, par exemple une commande numérique. Naturellement, la commande de vitesse de rotation peut également s'effectuer manuellement au moyen d'une commande à bouton-poussoir disposé sur le carter de la machine ou d'un dispositif semblable. On obtient une possibilité de commande multiforme lorsqu'on utilise par exemple un moteur à courant alternatif triphasé à 4/8 pôles et un moteur à courant alternatif triphasé à 2/8 pôles. L'utilisation de moteurs à courant alternatif triphasé apporte, outre l'avantage de la possibilité de commande multiforme et simple mentionnée, également l'avantage que l'entratnement ne travaille pas en fonction de la charge, mais que même lorsque la pression ou l'avance du foret est importante, la vitesse de rotation indiquée ne diminue pas. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'un mode de réalisation préféré mais non limitatif représenté aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une vue de côté, partiellement en coupe, d'un dispositif suivant l'invention, et la figure 2 est un schéma du réglage de vitesse lorsqu'on utilise un moteur à courant alternatif triphasé à 4/8 pales et un moteur à courant alternatif triphasé à 2/8 paies. Sur un carter d'engrenages I sont bridés deux moteurs à courant alternatif triphasé 2 et 3 dont les arbres sont parallèles mais qui comportent des pignons d'entrainement 4 et 5 disposés aux extrémités opposées, et qui engrènent, par l'intermédiaire de pignons intermédiaires 6 et 7, avec des pignons d'entrait nement de couronnes différentielles ou roues satellites 8 et 9 d'un mécanisme de compensation à roues coniques, dont les roues de compensation ou planétaires 10 et 11 sont montées de façon à pouvoir tourner sur deux bras 12 s'étendant en sens opposé qui sont couplés, sans possibilité de rotation, à un arbre d'entrarnement 13 supportant un porte-outil 14, au moyen d'une clavette ou d'une clavette parallèle fixée par vis. L'arbre d'entratnement 13 est monté de façon à pouvoir tourner dans le carter 1, et les couronnes différentielles ou roues satellites 8 et 9 sont montées de façon à pouvoir tourner sur l'arbre d'entraînement 13. Le fait d'entralner les deux moteurs d'entraînement 2 et 3 avec des vitesses de rotation différentes et des sens de rotation différents permet d'obtenir des vitesses de rotation variant dans de larges limites pour l'arbre d'entraînement 13, et, fondamentalement, dans le cas de moteurs d'entraînement dont la vitesse de rotation peut être modifiée sans paliers à l'aide de moyens simples, par exemple des moteurs hydrauliques, d'obtenir des variations de vitesse sans paliers de l'arbre d'entrarnement, Lorsqu'on utilise des moteurs à courant alternatif comportant respectivement 4/8 et 2/8 pôles, et respectivement deux enroulements distincts, on peut obtenir au maximum 12 paliers de vitesse, comme représenté schématiquement sur la figure 2 et comme expliqué plus en détail ci-après. La commutation des moteurs 2 et 3 munis d'un changement de vitesse non représenté en détail est indiqué par des symboles, le petit cercle coloré en noir représentant l'enroulement intérieur d'un moteur et le grand cercle vide représentant l'enroulement extérieur. Les flèches indiquent le sens de rotation respectif des moteurs en marche. En partant de ces symboles, dans l'exemple de la figure 2, la première ligne indique que dans le moteur 3 c'est l'enroulement intérieur qui est excité et que le moteur tourne à droite, tandis que le moteur 2 est arrêté. En raison des rapports de transmission supposés, on obtient alors une vitesse de rotation de 75 tours/mn pour le foret. Dans la seconde ligne, les symboles indiquent que l'enroulement extérieur du moteur 3 tourne à droite et que l'enroulement intérieur du moteur 2 tourne à gauche, ce qui dans cet exemple donne une vitesse de rotation de 100 tours/mn. Par conséquent, avec les rapports de transmission supposés, chaque ligne individuelle entraîne les paliers de vitesse de rotation indiqués dans le tableau. Naturellement, l'exemple de réalisation décrit peut encore être modifié à plusieurs points de vue, sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, outre les rapports indiqués, en choisissant des transmissions différentes, on peut également obtenir en pratique d'autres rapports de transmission se révélant avantageux, ainsi que toutes les vitesses de rotation intermédiaires grâce à des mécanismes d'entranement pouvant varier sans paliers. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus particulièrement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour l'entra?nement à vitesse variable d'un arbre d'entratnement d'outils, notamment de forets, caractérisé en ce qu'à l'arbre d'entratnement (13) sont couplés, sans possibilité de rotation, deux bras (12) s'étendant dans des directions opposées et perpendiculaires à cet arbre d'entratnement, sur lesquels sont montées des roues planétaires ou de compensation (10, 11) d'un mécanisme de compensation à roues coniques,-tandis que des couronnes différentielles ou roues satellites (8, 9) du mécanisme de compensation à roues coniques sont respectivement couplées, de façon à être entrarnées, avec un moteur d'entratnement (2, 3) à vitesse variable, les couronnes différentielles ou roues satellites étant montées de façon à pouvoir tourner sur l'arbre d'entrainement. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moteurs d'entranement (2, 3) comportant des pignons d'entratnement (4, 5) sont bridés directement sur un carter (1) supportant l'arbre d'entrants nement (13) et sont couplés, de façon à les entraîner, avec les couronnes différentielles ou roues satellites (8, 9) comportant des pignons d'entralnement, par l'intermédiaire de pignons intermédiaires. 3. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux moteurs d'entratnement (2, 3) se présentent sous la forme de moteurs à courant alternatif triphasé, 4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'un des moteurs à courant alternatif triphasé a 4/8 pales et l'autre 2/8 pales.