Brevet FR2515088A1 — publié le 19830429

L'invention a trait en général aux mécanismes à mouvement alternatif et, plus particulièrement, à des mécanismes à mou- vement alternatif, formant poignée, pour entraîner un outil abrasif. On connait déjà des mécanismes à mouvement alternatif desti- nés à une utilisation manuelle, tels que les outils à profiler, conçus pour entraîner des outils abrasifs Les dispositifs de ce genre selon l'art antérieur sont imparfaits en ce qu'ils ont une durée utile insuffisante et sont sujets à une usure importante, donc à des pannes prématurées sous l'effet des charges transversales appliquées à l'outil animé d'un mouvement alternatif Des exemples-types de tels mécanismes à mouvement alternatif selon l'art antérieur sont décrits dans les brevets américains nos 2 690 081 et 3 626 768 Ces brevets concernent l'invention du Demandeur dans la mesure o ils représentent l'antériorité la plus proche dans le domaine des mécanismes à mouvement alternatif destinés à la finition de surfaces irré= gulières telles que matrices et analogues De l'avis du Deman- deur, cette antériorité est la plus proche connue à ce jour. La présente invention, qui sera décrite plus en détail par la suite, comprend un mécanisme à mouvement alternatif, conçu pour une utilisation manuelle, pour entraîner un outil abrasif destiné à la finition de matrices et autres surfaces irrégu- lières Le mécanisme suivant l'invention comprend un corps for- mant poignée, un ensemble porte-outil supporté par ce corps de manière à pouvoir effectuer des mouvements de va-et-vient, et un mécanisme d'entraînement avec un arbre d'entraînement tour- nant autour d'un axe perpendiculaire au sens du mouvement al- ternatif obtenu L'arbre d'entraînement est supporté à l'inté- rieur du corps par deux roulements espacés axialement entre eux, et un maneton est monté sur cet arbre d'entraînement et présente un degré d'excentricité réglable sélectivement pour permettre le réglage de l'amplitude du mouvement alternatif. Une biellette assure l'accouplement entre le maneton et l'en- semble porte-outil Un manchon muni d'un alésage central et des- tiné à supporter l'outil est supporté à son tour par une extré- mité interne taraudée dudit corps Le manchon support d'outil est destiné à supporter à coulissement l'ensemble porte-outil proprement dit Un carter support d'outil entoure, et est sup- -2- porté en rotation par, une partie externe du manchon support d'outil Ce carter support d'outil comprend une extrémité in- terne et une extrémité externe élargie Une bague de retenue est pr-vue pour rendre le carter support d'outil axialement so- lidaire du manchon support d'outil, ce qui permet la rotation du carter par rapport au manchon bien qu'empêchant zout mouve- ment axial du carter support d'outil Cette bague de retenue permet l'assemblage du carter support d'outil par rapport au manchon support d'outil en engageant ce dernier dans l'extr"- mité interne du carter tout en laissant libre l'extrémité ex- terne qui est prévue élargie pour permettre d'y former une mcr- taise Deux méplats opposés sont formés sur l'ensemble support d'outil de façon à venir nuter étroitement contre cette mor- taise, celle-ci et les méplats opposés s'étendant en substance transversalement par rapport à l'extrémité externe élargie Ce- la constitue une surface d'appui relativement importante entre l'ensemble porte-outil et le carter support d'outil, de façon à permettre l'absorption de charges importantes sans usure ex- cessive Un capuchon est prévu pour recouvrir l'extrémité de l'ensemble porte-outil et empecher ainsi la pénétration de co- peaux et de particules abrasives dans le mécanisme à mouvement alternatif, ce qui contribue également à accroître la durée utile du dispositif. Par conséquent, l'un des principaux buts de la présente in- vention consiste à prévoir un mécanisme à mouvement alternatif d'un type nouveau et perfectionné. En outre, la présente invention a pour but de prévoir un mé- canisme à mouvement alternatif pour profiler et assurer la fini- tion de surfaces irrégulières, par exemple de matrices. Un autre but de l'invention consiste à prévoir un mécanisme à mouvement alternatif pour profiler des surfaces irrégulières, lequel comporte des surfaces d'appui agrandies, destinées à ab- sorber des charges transversales importantes sans usure exces- sive. Par ailleurs, la présente invention a pour objet de prévoir un mécanisme à mouvement alternatif pour la finition de surfa- ces irrégulières, lequel comprend un capuchon destiné à empê- cher la pénétration de copeaux et de particules abrasives dans la zone située entre les surfaces d'usure. 15088 -3- D'autres buts, avantages et applications de la présente in- vention ressortiront clairement pour tout spécialiste dans l'art des mécanismes à mouvement alternatif à la lecture de la description qui suit, relative à un mode particulier de réa- lisation de l'invention et qui se réfère au dessin annexé, o les chiffres de référence identiques désignent des composants semblables dans les différentes vues, et sur lequel: La FIGURE 1 montre une coupe transversale du mécanisme à mouvement alteriatif suivant la présente invention; La FIGURE 2 montre une coupe transversale de l'ensemble porte- outil suivant la présente invention, la coupe étant faite suivant la ligne 2-2 de la Figure 1; La FIGURE 3 montre en coupe transversale l'ensemble porte- outil, la coupe étant faite suivant la ligne 3-3 de la Figure 1, et La FIGURE 4 montre une vue éclatée du manchon de support, de l'ensemble porte-outil et du carter de support de l'outil. Si l'on se réfère tout d'abord à la Figure 1 du dessin, on y voit en 10 un exemple-type de l'invention sous forme d'un méca- nisme à profiler à mouvement alternatif, en forme de poignée. Ce mécanisme 10 comprend un corps ou carter 12, un ensemble porte-outil 14 et un mécanisme d'entraînement 16 comportant un arbre d'entraînement proprement dit 18 tournant autour d'un axe L'ensemble porte-outil 14 est supporté pendant son mouvement de va-et-vient par le corps 12 et effectue ce mouvement perpen- diculairement à l'axe 20. L'arbre d'entraînement 18 est supporté dans le corps 12 par deux roulements à billes 22 espacés axialement entre eux, tan- dis qu'un maneton 24 est logé dans une extrémité intérieure de l'arbre Ce maneton 24 est supporté par une douille ou cuvette excentrique et rotative 26 qui assure la conversion du mouve- ment rotatif en mouvement alternatif dont l'amplitude est sé- lectivement réglable Une biellette 28 assure l'accouplement nécessaire entre le maneton 24 et l'ensemble porte-outil 14 d'une façon qui sera décrite plus en détail par la suite. Un manchon support d'outil 30 qui présente un alésage cen- tral 32 est supporté par son extrémité intérieure filetée 34 qui se visse dans un taraudage complémentaire 36 prévu dans le corps 12. i 5088 -4- Un carter 38 destiné à supporter l'outil est supporté à son tour en coulissement et en rotation par le manchon support d'outil 30 grace à une partie externe 40 de ce manchon, et ce carter est maintenu dans le sens axial sur le manchon support d'outil 30 par un élément de retenue 42 qui sera décrit plus en détail ci-après Le carter support d'outil 38 comprend une ex- trémité interne 44 et uneextrémité externe sensiblement plus large 46 L'élément de retenue 42 qui rend le carter support d'outil 38 axialement solidaire du manchon support d'outil 30 et permet la rotation du carter support d'outil 38 par rapport au manchon support d'outil 30 comprend un alésage longitudinal 48 formé dans le carter support d'outil 38 de manière à etre en contact tournant avec la partie externe 40 du manchon de sup- port, ainsi qu'une première gorge 50 qui s'étend radialement vers l'extérieur à partir de l'alésage longitudinal 48 Une se- conde gorge 52 est formée dans le manchon support d'outil 30 et s'étend radialement vers l'intérieur à partir de la partie ex- terne 40 de ce manchon tout en étant alignée axialement par rapport à la première gorge 50 Une bague de retenue 54 peut coulisser dans les première et seconde gorges 50, 52, tandis qu'un intervalle 56 (visible Figure 4) est formé dans la cir- conférence de la bague 54 pour permettre la compression radia- le de celle-ci afin de la faire pénétrer dans l'alésage longi- tudinal 48 La bague de retenue 54, lorsqu'elle est à l'état dé- tendu, peut être mise en expansion dans la première gorge 50 de manière à remplir partiellement celle-ci En outre, la bague de retenue 54 peut être mise en expansion radiale au-delà de son état détendu dans la première gorge 50 pour permettre à la ba- gue de franchir, par glissement, la partie externe 40 du man- chon pour pénétrer dans la seconde gorge 52 Pendant cette pé- nétration, la bague de retenue 54 se trouve simultanément dans la première gorge 50 et dans la seconde gorge 52, afin d'empe- cher tout déplacement axial du carter support d'outil 38 par rapport au manchon support d'outil 30, tout en permettant la libre rotation du carter par rapport au manchon, Un chanfrein 58 formé sur l'extrémité externe du manchon support d'outil 30 facilite la pénétration de ce manchon 30 dans la bague de rete- nue 54 et l'expansion de celle-ci vers l'extérieur pour la fixer sur la partie externe 40 du manchon. 2,515058 -5- Si l'on se réfère maintenant à la Figure 2, on voit que l'en- semble porte-outil 14 comprend un tube 60 ayant une extrémité 62 accouplée à la biellette-28 et une extrémité filetée 64 formant porte-outil et pourvue à cet effet d'un taraudage 66 L'extrémi- té 62 côté biellette 28 du tube 60 présente une première cuvette ou cavité à portée sphérique 68 munie d'une ouverture 70 s'éva- sant vers l'extérieur de manière à ménager le jeu nécessaire pour permettre le débattement angulaire de la biellette 28. Celle-ci comprend une extrémité sphérique 72 de plus grand dia- mètre formée à l'extrémité d'une tige 74 qui traverse l'ouver- ture 70 et s'engage par son extrémité opposée dans une ouvertu- re 76 ménagée à cet effet dans le maneton 24 Un trou taraudé 78 est également formé dans ce maneton 24 pour y visser un or- gane fileté de serrage 80 dans le but de bloquer la tige 74 par rapport au maneton 24 Une seconde cuvette ou cavité à portée sphérique 82 est formée dans l'extrémité sphérique ou rotule 72 pour y recevoir une bille 84 Un poussoir de ressort 86 com- prend un troisième siège ou cuvette à portée sphérique 88 des- tiné à porter élastiquement contre la bille Un porte-outil 90 comprend une extrémité interne ou queue filetée 92 qui se visse dans l'extrémité taraudée 64 du porte-outil 14 proprement dit, Un moyen de sollicitation élastique, comprenant un ressort hé- licoidal 94, est disposé entre le porte-outil 90 et le poussoir sphérique 86 afin de solliciter d'une part le poussoir de res- sort 86 en butée contre la bille 84 et celle-ci contre la se- conde cuvette sphérique 82, et d'autre part l'extrémité sphéri- que élargie de la biellette 28 en butée contre la première cu- vette sphérique 68 Le ressort 94 limite la charge que l'on peut appliquer à la biellette 28 et empeche le calage éventuel du moteur d'entraînement du dispositif, ainsi que toute dété- rioration qui pourrait résulter dans le mécanisme à mouvement alternatif lorsque le porte-outil 90 est soumis à un effort su- périeur à la sollicitation produite par le ressort 94 Du fait que la bille 84 est interposée entre, et bute contre, les se- conde et troisième cuvettes sphériques, le mouvement oscillant de la biellette 28 est reparti pour une moitié entre la bille 84 et la seconde cuvette sphérique 82, et pour l'autre moitié entre la bille et la troisième cuvette sphérique 88, ce qui réduit sensiblement l'usure du mécanisme. 225-5088 -_ - Le porte-outil 90 que montre la Figure 3 du dessin comprend une extrémité 96, destinée à recevoir l'outil proprement dit; cette extrémité est pourvue de deux m-plats 98 opposés, symé- triques et parallèles Comme le montre la Figure 2, un alésage 100 destiné à recevoir effectivement la queue de l'outil (non représenté) est prévu Un trou taraudé 102 intersecte cet alé- sage 100 et reçoit une vis 104 destinée à bloquer l'outil en position de travail. Comme le montre la Figure 1, un capuchon 106 est prévu pour empecher les copeaux et les particules abrasives de pénétrer dans le mécanisme à mouvement alternatif Un moyen 108 est pré- vu pour fixer ce capuchon 106 au porte-outil 90, sous forme d'une vis 111 engagée dans un trou taraudé 112 formé dans le porte-outil 90, la tete de la vis 111 prenant appui sur le ca- puchon 106 de manière à le serrer contre le porte-outil. La Figure 4 montre par ailleurs qu'il est prévu dans l'ex- trémité élargie 46 du carter 38 une mortaise 110 destinée à re- cevoir sans jeu mais à coulissement les deux méplats opposés et parallèles 98, de manière à supporter transversalement le porte- outil 90 et permettre au mécanisme à mouvement alternatif d'ab- sorber des charges transversales importantes sans produire une usure excessive Les deux méplats opposés 98 logés dans cette mortaise 110 et la bille 84 qui porte dans les seconde et troi- sième cuvettes sphériques 82 et 88 ainsi que l'extrémité sphé- rique élargie 72 venant buter dans la première cuvette sphéri- que 68, contribuent sensiblement à l'amélioration de la durée utile et de la résistance à l'usure du mécanisme à mouvement alternatif de la présente invention. Les outils à profiler de l'art antérieur ont tendance à su- bir une usure considérable et sont sujets à des ruptures préma- turées en raison de la plus grande distance qui sépare les sur- faces d'appui qui doivent supporter les sollicitations trans- versales qui s'exercent sur l'outil et l'outil lui-même, De plus, la quantité de surface portante disponible pour absorber la charge transversale est limitée dans les dispositifs de l'art antérieur En revanche, la présente invention, en utilisant le dispositif de retenue 42, permet d'adopter une surface d'appui largement calculée pour supporter les sollicitations transver- sales et cela à proximité immédiate de l'outil On réduit ainsi 7- la charge en porte-à-faux tout en augmentant la quantité de sur- face portante ayant à recevoir cette charge Il en résulte un accroissement sensible de la durée utile du mécanisme à mouve- ment alternatif. Comme le montre la Figure 3, il est prévu une poignée 120 pour faire tourner le porte-outil 90 Cette poignée 120 comprend un corps 122 fixé au carter support d'outil 38 Les bords exté- rieurs 124 sont moletés afin de faciliter la prise de cette poi- gnée 120 par la main de l'utilisateur Deux saillies 126 desti- nées à etre actionnées par les doigts sont prévues, ce qui aug- mente le bras de levier et la prise à la disposition de l'uti- lisateur lorsqu'il désire faire tourner l'ensemble porte-outil 14. 8 - R E V E N D I C A T I 0 N S 1 Un mécanisme à mouvement alternatif, destiné à entraîner un outil abrasif, caractérisé en ce qu'il comprend a) un corps de mécanisme ( 12); b) un ensemble porte-outil ( 14) supporté par ce corps ( 12) de façon à pouvoir effectuer des mouvements de va-et- vient; c) un mécanisme d'entraînement ( 16) comprenant à son tour un arbre d'entraînement ( 18) tournant autour d'un axe ( 20) perpendicula ire au sens du mouvement alternatif, un mane- ton ( 24) monté sur cet arbre ( 18) afin de produire le mouve- ment alternatif, et une biellette ( 28) qui assure l'accouple- ment entre le maneton ( 24) et l'ensemble porte-outil ( 14 >; d) un manchon support d'outil ( 30) pourvu d'un alésage central ( 32) et supporté par le corps ( 12) de façon à permettre le coulissement dudit ensemble porte-outil ( 14); e) un carter support d'outil ( 38) monté en rotation et supporté par une partie externe ( 36) dudit manchon support d'outil ( 32); f) des moyens de retenue ( 42) pour rendre le carter sup- port d'outil ( 38) axialement solidaire dudit manchon de support ( 30) et permettre la rotation du carter support d'outil ( 38) par rapport à ce manchon de support ( 30), et g) un capuchon ( 106) pour enfermer l'extrémité dudit en- semble porte-outil ( 14) et empecher ainsi la pénétration de co- peaux et de particules abrasives dans le mécanisme. 2 Un mécanisme à mouvement alternatif selon la Revendication 1, caractérisé en ce que des moyens de retenue ( 42) sont prévus pour rendre le carter support d'outil ( 38) axialement solidaire du manchon ( 30) et permettre la rotation de ce carter par rap- port au manchon ( 30), ces moyens comprenant: a) le manchon support d'outil ( 30 qui comporte à cet ef- fet une extrémité interne filetée et une extrémité externe; b) un alésage longitudinal ( 48) formé dans le carter support d'outil ( 38); c) une première gorge ( 50) qui s'étend radialement vers l'extérieur à partir dudit alésage longitudinal ( 48); d) le manchon support d'outil ( 30) pouvant coulisser dans l'alésage longitudinal ( 48), une seconde gorge ( 52) s'étend -9 - radialement vers l'extérieur à partir de la surface externe du manchon tout en étant alignée par rapport à la première gorge ( 50); e) une bague élastique de retenue ( 54) est montée cou- lissante dans lesdites première et seconde gorges ( 50, 52), et un intervalle ( 56) est prévu dans la circonférence de la bague de retenue ( 54) destinée à etre comprimée radialement vers l'in- térieur pour pouvoir s'engager dans ledit alésage longitudinal ( 48), cette bague de retenue ( 54) pouvant également, lorsqu'elle est à l'état détendu, etre écartée vers l'extérieur dans la première gorge ( 50) de manière à la remplir partiellement, cette meme bague de retenue ( 54) pouvant également se dilater radia- lement vers l'extérieur pour pénétrer dans la première gorge ( 50) afin de pouvoir franchir par coulissement ledit manchon ( 30) et pénétrer ainsi dans ladite seconde gorge( 52) de telle sorte qu'en pénétrant dans cette seconde gorge ( 52) la bague de retenue ( 54) porte conjointement dans les première et seconde gorges ( 50, 52) et empeche ainsi tout mouvement axial du carter support d'outil ( 38) tout en permettant la libre rotation du support d'outil ( 38) par rapport au manchon ('30). 3 Un mécanisme à mouvement alternatif selon la Revendication 2, caractérisé en ce que l'ensemble porte-outil comprend: a) un tube ( 60) ayant une extrémité ( 62) coté biellette ( 28) et une extrémité filetée ( 64) formant porte-outil, ce tube pouvant coulisser dans ledit alésage longitudinal ( 48); b) une première cuvette sphérique ( 68) traversée par une ouverture ( 70), qui s'élargit vers l'extérieur, est formée à l'extrémité ( 62) coté biellette du tube ( 60); c) la biellette ( 28) comprend une extrémité sphérique élargie ( 72) complémentaire de ladite première cuvette sphéri- que ( 68) ainsi qu'une tige ( 74) qui traverse ladite ouverture ( 70) qui s'élargit vers l'extérieur, la biellette ( 28) traver- sant par son extrémité opposée une ouverture ( 76) ménagée à cet effet dans le maneton ( 24), un trou taraudé ( 78) étant prévu dans le maneton ( 24) pour recevoir un organe ( 80) de blocage de la biellette ( 28) par rapport au maneton ( 24), tandis qu'une seconde cuvette sphérique ( 82) est formée dans cette extrémité sphérique élargie ( 72); d) une bille ( 84) vient buter sans jeu contre cette se- - conde cuvette sphérique ( 82); e) un poussoir de ressort ( 86) comporte une troisième cuvette sphérique ( 88) qui épouse la forme de ladite bille ( 84): f) un porte-outil ( 90) pourvu d'un filetage ( 92) à une extré- mits se visse dans l'extrémité filetée ( 64) de l'ensemble porte- outil ( 14), et g) un moyen de sollicitation élastique ( 94) est disposé entre le porte-outil ( 90) et le poussoir de ressort ( 86) afin de solliciter ce dernier, la bille ( 84) et la première cuvette sphérique ( 68) en butée, de manière à empecher le blocage et la détérioration qui en résulterait du mécanisme à mouvement al- ternatif lorsqu'une charge supérieure à la force de sollicita- tion du ressort est appliquée au porte-outil. 4 Un mécanisme à mouvement alternatif selon la Revendication 3, caractérisé en ce que ledit porte-outil ( 90) comprend en outre: a) une extrémité ( 96) destinée à recevoir l'outil pro- prement dit, laquelle est opposée à ladite extrémité filetée ( 64) et présente une partie élargie ( 46) pourvue de deux méplats ( 98) opposés, parallèles et symétriques, qui s'étendent radiale- ment vers l'extérieur à partir de l'axe de ladite extrémité fi- letée ( 64) et parallèlement à cet axe, un alésage ( 100) destiné à recevoir la queue de l'outil au centre du porte-outil et tra- versant ce porte-outil axialement de part en part, un trou ta- raudé ( 102) percé transversalement à cet alésage ( 100) pour re- cevoir une vis ( 104) destinée à bloquer l'outil dans le porte- outil, et b) des moyens ( 111) pour fixer le capuchon ( 106) audit porte-outil ( 90). 5 Un mécanisme à mouvement alternatif selon la Revendication 4, caractérisé en ce que le carter ( 38) supportant le porte-ou- til ( 90) comprend en outre: a) une extrémité élargie ( 46); b) une mortaise ( 110) formée dans cette extrémité élar- gie ( 46) et qui s'ajuste étroitement et à coulissement contre les deux méplats ( 98) précités; c) cette meme mortaise ( 110) ainsi que les méplats ( 98) s'étendent en substance transversalement par rapport à ladite extrémité élargie ( 46) et constituent des surfaces d'appui re- 15088 il - lativement importantes pour supporter des charges transver- sales appliquées au porte-outil, afin d'empêcher une usure prématurée de ces mnrplats opposés ( 98). 6 Un mécanisme formant poignée pour produire un mouvement alternatif afin d'entraîner un outil abrasif du genre utilisé pour la finition de matrices et surfaces irrégulières analo- gues, caractérisé en ce qu'il comprend a) un corps de mécanisme ( 12); b) un ensemble porte-outil ( 14) supporté par ledit corps ( 12) de manière à pouvoir effectuer des mouvements de va-et-vient; c) un mécanisme d'entraînement proprement dit compor- tant un arbre d'entraînement ( 18) tournant autour d'un axe ( 20) perpendiculaire au S ens du mouvement alternatif, cet arbre ( 18) étant supporté dans le corps du mécanisme ( 12) par deux roule- ments ( 22, 22) espacés axialement entre eux et comprenant un maneton ( 24) dont l'excentricité est réglable sélectivement afin de produire un mouvement alternatif d'amplitude sélecti- vement réglable, une biellette ( 28) reliant ce maneton audit ensemble porte-outil ( 90); d) un manchon support d'outil ( 30) comportant un alé- sage porte-outil ( 32) et supporté à une extrémité filetée ( 36) par le corps de mécanisme ( 12), ce manchon support d'outil ( 30) recevant ledit porte-outil ( 90) à coulissement; e) un carter support d'outil ( 38) ayant une extrémité interne ( 44) et une extrémité externe élargie ( 46), supporté en rotation par une partie externe dudit manchon support d'outil; f) un moyen de retenue ( 50, 52, 54) pour rendre le car- ter support d'outil ( 38) axialement solidaire dudit manchon ( 30) tout en permettant la rotation du carter par rapport au manchon, ce moyen de retenue réalisant l'assemblage du carter support d'outil et du manchon support d'outil par l'assemblage de ce manchon dans l'extrémité interne du carter, ledit ensemble sup- port d'outil comprenant un porte-outil ( 90) présentant deux mé- plats opposés ( 98), une mortaise ( 110) formée dans l'extrémité externe élargie ( 46) du carter ( 38) afin de venir buter étroite- ment contre ces méplats opposés et de supporter les charges transversales appliquées audit porte-outil, cette mortaise et les méplats étant perpendiculaires à ladite extrémité élargie ( 46).