Brevet FR2601629A1 — publié le 19880122

la pré serte invention concerne un appareil permettant de sculpter sans effort et rapidement des formes en relief et en creux,à l'aide d'un outil de forme choisie appelé gouge.la matière à travailler peut entre du bois,de la pierre,des métaux tendres ou autres.l'appareil visé par l'invention comprend les moyens de produire la force centrifuge des masselottes entrainées en rotation, ainsi que les moyens d'utiliser et de transformer cette force centrifuge en chocs répétés transmis à un outil. Un moteur entraîne en rotation par l'intermédiaire d'un réducteur,des mas selottes montées avec un jeu radial sur un axe.Ces masselottes de masse égale subissent la force centrifuge et peuvent s'éloigner de l'axe de la distance permise par le jeù radial. Lorsqu'un effort est exercé dans le sens de la coupe sur la poignée de l'appareil opposée à l'outil de coupe,le percuteur soutenant l'outil sur sa partie opposée à la coupe,est heurté par les masselottes qui rebondissen à chaque choc et le cycle recommence. La course du percuteur est réglable et permet ébauche et finition. L'outil n'est en mouvement que lorsque l';uilisateur exerce un effort sur la poignée comme décrit plus haut. En dosant l'effort exercé sur la poignée,on peut aussi régler la vitesse de pénétration de l'outil. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront encore dans la description qui va suivre. Les dessins annexés illustrent l'invention. La figure I représente une coupe suivant le plan a4 de la figure 2. La figure 2 représente une vue de dessus de l'appareil définissant la forme extérieure de celui-ci. La figure 3 représente une coupe suivant le plan AASdu corps de l'appareil. La figure 4 représente une vue de dessus de l'appareil. La figure 5 représente une coupe partielle suivant le plan AA de la figure 2,se limitant au système de transformation du mouvement de rotation en mouvement rectiligne. -D'autres figures 6,7,8,9,10, II,1, facilitent la compréhension du dessin. A titre d'exemple non limitatif, on va décrire un mode de réalisation de l'appareil. Cet appareil,figure I, utilise un moteur Serie (I) de 400 Watts monophasé dont l'axe (2) du rotor est terminé par un taillage hélicoïdal de 6 dents.Get axe (2) entraîne tangentiellement une roue dentée (3) de 52 dents et l'on obtient une fréquence de rotation de 2 800 tours/minute. Cette roue dentée est montée serrée sur l'axe principal (d) parallèle à l'axe (2),et entraîne celui-ci. L'axe principal (4) sur lequel ont été réalisés deux plats (5) et (6),dia- métralement opposés,entraîne en rotation deux masselottes (7) et (8). Les deux masselottes (7) et (8) sont de même poids, même volume,mais de forme légèrement différente. La masselotte (7) est un cylindre de diamètre pouvant être plus ou moins important(celui réalisé a un diamètre de 35 mm.),et de hauteur égale à la moitié du diamètre.A ce volume on enlève un volume ayant la forme d'un grand segment de cercle dont la flèche est comprise entre les deux tiers et trois quarts du diamètre,et de hauteur égale à deux tiers de la hauteur du cylindre droit. La masselotte (8) est différente en ce que le volume enlevé d'un seul c- té de la masselotte (7) sous forme d'un grand segment de cercle,est enlevé de chaque côté de ce cylindre droit,mais ayant chacun une hauteur de un tiers de la hauteur du cylindre droit.Alors que dans la masselotte (7) cette hauteur atteignait les deux tiers de la hauteur du cylindre droit. Les deux cordes des segments opposés sur la masselotte (8) doivent être parallèles entre elles.les deux masselottes ont été réalisées ainsi,de façon à ce que le point de choc tangentiel soit placé correctement au milieu de celles-ci.Dans chacune des deux masselottes (7) et (8),sur la partie du cylindre droit restant de hauteur égal à un tiers de la hauteur des masselottes (7) et (8) se trouve une lumière (c) définie ainsi:un rectangle auquel on a ajouté,sur chacune de ses longueurs,un demi-cercle dont le diamètre est égal à la longueur du rectangle. Cette lumière (9) réalisée dans chaque masselotte (7) et (8),est centrée sur l'axe perpendiculaire aux cordes des segments de cercle,passant par le centre des masselottes (7) et (8). La longueur (IO) des lumières (9) des masselottes (7) et (8), est supérieure d'au moins deux millimètres par rapport au diamètre (4a) de l'axe prix~ * cipal (4).Cette différence de longueur définit le jeu radial entre l'axe principal (4) et les masselottes (7) et (8).la largeur (IOa) est légèrement supérieure à la largeur comprise entre les deux plats (5) et (6) pour faciliter le déplacement des masselottes (7) et (8). En tournant,les deux masselottes (7) et (8), s'éloignent trasversalement l'une de l'autre sans frottement par la force centrifuge.Lors de la rotation,le contact dtun percuteur (I2), perpendiculaire à l'axe principal (4), reçoit des chocs ponctuels par les masselottes (7) et (8)0Ces masselottes (7) et (8) reculent sous les chocs successifs de la valeur du jeu radial compris entre la longueur (IO) des lumières (9) et le diamètre (4a) de l'axe principal (4),avec une fréquence de 90 coups à la seconde. Le déplacement longitudinal des masselottes (7) et (8) sur l'axe principal (4),est limité d'un côté (4b) par une rondelle (ils) maintenue ellemême par un circlips (I6). Du côté opposé (4c),au côté (4b) de l'axe principal (4),une collerette (4d),de diamètre supérieure au diamètre (4a),limite le déplaoement longitudinal des masselottes (7) et (8). En appui sur la collerette (4d),solidaire de l'axe principal (4),la roue dentée (3) est opposée aux masselottes (7) et (8).A chaque extrémité de l'axe principal (4),est monté un roulement à billes étanche Du côté de la roue dentée (3),un roulement billes (I7),de type EE D=22 d=8 h=7,du côté du circlips (I6),un roulement à billes (I8) de type EE D=I9 d=6 h=6.Le corps de l'appareil (I5) représenté aux figures (3) et (4) est en matière plastique moulée,avec une poignée démontable (20),fixée par vis. Cette solution permet la mise en place du système électrique (?1)."marche, verrouillage,arrêt",et facilite le moulage du corps (19). La poignée (I9b) du corps (I5) de l'appareil est terminée par une partie mi-sphéricue (19d) postérieure au percuteur (I2) et épousant bien la paume de la main.la partie de la poignée (I9e) prismatique contient le système électrique (21) et permet le guidage de l'appareil entre le pouce et l1index.Cette partie (I9e) se trouve être la partie la plus haute du corps (19) de l'appareil.le corps (I9) dans sa partie centrale (I9a) contient le mécanisme en rotation,comprenant la roue dentée (3),l'axe principal (4) et les deux masselottes (7) et (8). Cette partie du corps (I9G) oui se trouve entre la poignée (19b) côté postérieur et la partie guide du percuteur (I9c),supporte dans sa partie su périeure (25) une plaque de liaison (22).Dans sa partie inférieure,centré. dans l'alésage (23) contenant le mécanisme déjà cité un autre alésage (24) positionne le roulement à billes (I8) qui est monté sur l'axe principal (4) côté circlips (I6).'axe de l'alésage (24) est perpendiculaire à la surface d'appui supérieure (25) du corps (19a). Cette partie du corps (I9a) contient un boîtier circulaire (26).Ce boîtier est percé et alésé en son centre (27) au diamètre de la collerette (4d) de l'axe principal (4) et permet le montage de l'axe principal (4) au travers du boîtier (26).Ce boîtier (26) creux sert de réserve de graisse,et permet de séparer le système réducteur axe (2) et roue dentée (3) avec grais sage -du système production de chocs,masselottes (7) et (;) sans graissage. I1 possède deux bossages sur Sa périphérie,lun semi-circulaire (28) et l'autre prismatique (29).Les deux bossages (28) et (29) du boîtier (26) déterminent son positionnement dans l'alésage (3I) où sont réalisés les emplacements (32) sur le corps (I9a) pour le bossage (2 & du boîtier (26).Ce bossage se situe dans la partie postérieure de l'alésage (3I).L'emplacement (33) du bossage (29) du boîtier est opposé au bossage (28) et se situe dans la partie antérieure de l'alésage (ai). Le boîtier (26) est maintenu en position par appui de la plaque de liaison (22). La partie guide du percuteur (19c),est de forme pyramidale avec les arrêtes arrondies.Une douille (34) en bronze maintenue par moulage,de forme cylindrique (35) a son extrémité postérieure,est placée perpendiculaire à l'axe principal (4) ,et l'axe de cette douille se trouve être placé au milieu de la hauteur des masselottes (7) et (8).Cette douille a une tête prismatique (36) à son extrémité antérieure.Cette tête prismatique (36) sert de réglage à la position du percuteur (I2).Cette douille (34) est percée et alésée d'un trou débouchant (37) concentriQue au diamètre à la forme cylIndrique postérieure (35) de la douille (34)*Cette douille (34) possde une collerette cylindrique (34a) placée entre sa partie prismatique (36) et sa partie cylindrique (35). Cette collerette (34a) permet son positionnement définitif au moulage. La plaque de liaison (22) définie par les dessins I et 8,se place entre le moteur (I) et le corps (19a).Elle est en appui par sa surface inférieure (38) sur la surface d'appui supérieure (25) du corps (I9a). La forme de la plaque de liaison (22) représente trois parties à peu près égales en dimension.La partie centrale de la plaque de liaison (22) est un rectangle (22a).La partie antérieure estarrondie (22b),et la partie postérieure (22c) est un demi-octogone centré,la pointe vers le côté postérieur.Cette plaque de liaison (22) possède sur sa partie plane inférieure (38),dans la partie (22a),sur l'axe longitudinal,un alésage (39)- non débouchant,permettant la mise en position du roulement à billes (I7) qui permet de positionner l'axe principal (4).Un alésage (40) est aussi positionné,il permet la mise en place d'une bague en bronze (4I).Les deux alésages (39) et (40) sont situés sur l'axe longitudinal de la plaque de liaison (22) dans la partie (22a),l'alésage (39) côté antérieur et l'alésage (40) c8té postérieur. Cet entraxe correspond à l'entraxe entre la position de l'axe (2) et la position de la roue dentée (3). La bague en bronze épaulée (41) est en appui dans un lamage (fol2) réalisé sur la partie supérieure (38a) opposée à la surface d'appui plane (38).Cette bague (41) permet le passage et le guidage en rotation de l'axe (2) du moteur, Placée entre entre la bague (AI) et l'axe moteur (2) une butée à billes (4 ) logée dans le lamage (42)cOté supérieur (38a), est en appui sur l'épaulement de la bague en bronze (4I).Cet butée à billes évite les frottements et l'usure provoqués par la rotation de l'axe (2).La partie supérieure (38a) est creusée en laissant apparaître un bossage (44) concentrique au lamage (42),ainsi que les appuis permettant le positionnement du moteur (I).Deux appuis (45) et (45a) sont placés de fa çon opposé sur l'axe longitudinal et deux autres appuis (46) et (46a) sont placés perpendiculairement à l'axe longitudinal et passent près de l'axe de l'alésage (39) du côté postérieur.Trois de ces appuis (46),(46a),et sur l'appui (45) du côté postérieur sont percés d'un trou débouchant chacun (46b),(46c) et (45B).ces trois trous permettent le passage des vis de serrage (47) du moteur (I).Les trous (46b) et (46c) seront lamés du coté de la surface (38).Un dégagement est prévu autour du bossage (44),il permet le refroidissement du motéur (Cette plaque de liaison (22) comporte dans sa partie arrondie (22b) antérieur,une partie qui a été diminuée. Elle est de faible épaisseur et fait partie de la surface d'appui (38). Cette épaisseur peu importante se présente comme une partie de couronne sur un secteur de I200.Deux trous,(48) et (48sont percés opposés sur le même entraxe que les trous (46b) et (46c),mais ils se situent sur la courorJie,partie (22b).Ces deux trous,(48) et (4a),permettent la fixation de la plaque de liaison (22) au corps (I9) sur la partie (19a).Les trous (49) et (4Ça) situés dans la partie supérieure (22c),de chaque côté du trou (45a),permettent le passage des fils électriques du moteur (I) au système électrique (21). La plaque de liaison (22) est entièrement réalisée en matière plastique moulée. Le système recevant et guidant les chocs,représenté par les figures 2 et 7,se composent de trois pièces:le percuteur- (I2),la douille en bronze (34), et la vis de réglage (50). Le percuteur se compose d'une tige cylindrique mi-sphérique à une extrémité (I2a),venant en contact tangentiellement avec les masselottes (7) et (8) en leur milieu.A l'autre extrémité du percuteur (I2),une tête prismatique (I2b),percée d'un trou (51) concentrique à l'axexlongitudinal du percuteur (I2) en (I2b) permet le positionnement de I'outil,Celui-ci est bloqué par une vis (52),prenant place dans le trou taraudé (52a).Ce trou taraudé (52a) est perpendiculaire à l'axe du percuteur (12) et se situe dans la tête prismatique (I2b). La forme de la tête prismatique (I2b) a été obtenue en taillant un dégage ment sur la partie antérieure supérieure de ce prisme.Ce dégagement fait apparaître à la partie supérieure et postérieure un autre prisme (53) qui sera en regard de la tête prismatique (36) de la douille (34).Ce prisme (53) a une ouverture (54) pour permettre à une vis (50) de se loger dans celle-ci.L'ouverture est en regard du trou (57) placé dans la tête prismatique (36) de la douille (34) prévu à cet effet.la. vis (50) aura l'axe parallèle à l'axe du percuteur (I2).La gorge cylindrique (55) réalisée sur la vis de réglage (5o)-, prend place dans l'ouverture (54).La largeur de la gorge cylindrique (55) est approximativement de 2 mm de plus que lalargeur (53)-possédant l'ouverture (54).Cette gorge (55) positionne le percuteur (I2) et évite la rotation de celui-ci autour de son axe longitudi nazie même,cette gorge (55) limite le déplacement longitudinal du percuteur (I2).Elle permet le réglage de la position du percuteur (I2) en contact avec les masselottes (7) et (8).La partie filetée (56) de la vis de réglage (50) passe au travers du trou (57) percé dans la tête prismatique (36) de la douille en bronze (34).Deux écrous (58) placés de part et d'autre,se bloquent sur la tête prismatique (36) de la douille (34) et donnent à la vis (50) passant au travers du trou (57) la position choisie et correct du percuteur (I2).En cours de fonctionnemenle percuteur (I2) est en contact avec la partie la plus lourde des masselottes (g) et (8).La dureté des pièces (4),(7),( & et (I2) doit être égale.Ces pièces sont faites d'un même métal et subissent les m8mes traitements thermiques.le jeu transversal entre la douille (34) et le percuteur (I2) sera faible,dans le cas de cet appareil il se limitera à 0,04 mm. Bien entendu,l'invention n'est pas limitée à l'exemple que lton vient de décrire et l'on peut apporter à celui-ci de nombreuses modifications. Ainsi le nombre de masselottes peut être augmenté.Un ensemble avec quatre masselottes a été réalisé en résulte plus de frottement entre les différentes masselottes,celles-ci sont reduites en diamètre et en poids.Le nombre de chocs est deux fois plus important,mais l'on. peut enmodifiant le rapport du réducteur(roue dentée (3) axe (2))obtenir un meilleur résultat avec deux masselottes.lors de la réalisation de l'appareil avec une seule masselotte de fortes vibrastions ont été constatées. riant à la réalisation avec trois masselottes à I200 d'angle,celle-ci n'amène aucun avantage.La périphérie des masselottes peut être modifiée en diminuant les masses côté axe principal (4) ou en augmentant les masses côté exterieur en contact avec le percuteur (I2). La masselotte est toujours plus lourde vers le point de choc. L'axe principal (4) peut être réalisé en une seule pièce comprenant la roue dentée (3). Le percuteur peut être réalisé de différentes façons;par exemple e dimi nuant la résistance à l'usure de celui-ci de façon à ne pas détériorer les masselottes (7) et (8) du mécanisme.Le percuteur (I2) possèderait à son extrémité (I2a) un point d'usure,et il pourrait être retouché. Le percuteur et les moyens de réglage de celui-ci peuvent être différents. Le mécanisme en rotation peut posséder un entraînement par flexible en prise directe sur l'axe principal (4),le réducteur(roue (3) axe (2))n'ayant plus lieu d'être. Les roulements à billes (I7) et (I8) peuvent être remplacés par des bagues autolubrifiantes. Le choix de la vitesse de rotation est dépendant du rapport de ré action axe (2) roue dentée (3).Celle-ci peut être différente de l'exemple cité. Elle peut même être variable pour faciliter le travail de certains matériaux:utilisation d'ur variateur électronique. La puissance du moteur peut être différente de celle choisie dans l'exemple. D'autres modifications peuvent être prévues afin d'améliorer l'appareil, en conservant toutefois les avantages du système. L'invention concerne donc:un dispositif permettant de mettre en mouvement rectiligne un percuteur (I2) supportant un outil,dispositif constitué d'un axe principal (4) sur lequel est montée au moins une masselotte se dépla çant radialement par rapport à l'axe principal (4),et produisant des chocs répétés sur le percuteur (I2). Dans ce dispositif le déplacement radial de chaque masselotte (7) et (8) sur l'axe principal (4) sous l'effet de la force centrifuge est limité à une seule direction par les deux plats (5) et (6) opposés'.à I800,usinés sur l'axe principal (4) et parallèles à celui-ci.Les masselottes (7) et (8) ont une lumière (9) de largeur (IOa) égale à la distance entre les deux plats (55 et (6) et de longueur (IO) supérieure au diamètre (4a) de l'axe principal (4) de façon à définir le jeu correspondant à l'amplitude du déplacement de chaque masselotte (7) et (8).Les masselottes (7) et (8) sont des cylindres droits dans lesquels ont été enlevés un ou deux grands segments de cercle d'une hauteur déterminée.la partie la plus lourde des masselottes (7) et (8) a un point de contact avec le percuteur (I2) de forme mi-sphérique à son extrémité (12a) en son point de contact. L'axe principal (4) est entraîné par la roue dentée (a) montée serrée sur celui-ci,et ayant son axe confondu avec celui de l'axe principal (4).L'en trainement des masselottes (7) et (8) sur l'axe principal (4) est directe, mais elles peuvent être entraînées par l'intermédiaire d'un flexible Le percuteur (12) est réglable par une vis (50).La gorge (55) de la vis (50) limite le déplacement du percuteur (I2) par les deux faces internes de la gorge (55).la largeur de la gorge (55) de la vis (50) est supérieure à la partie prismatique (53),perpendiculaire à l'axe du percuteur,qui permet le passage de la gorge (55) de la vis (50). R-V;;DIATION I)Dispositif permettant de mettre en mouvement rectiligne un percuteur supportant un outil caractérisé en ce qu'il est constitué d'un axe (4)sur lequel est montée au moins une masselotte se déplacement radialement par rapport à l'axe et produisant des chocs répétés sur le percuteur. 2)Dispositif selon la revendication I caractérisé en ce que le déplacement radial de chaque masselotte (7) et (8) sur l'axe (4) est limité à une seule direction sous l'effet de la force centrifuge par les deux plats (5) et (6) opposés usinés sur I'axe (4) et parallèles à celui-ci. 3)Dispositif selon la revendication 2 et la revendication I caractérisé en ce que les masselottes (7) et (8) ont une lumière excentrée (9) de largeur égale à la distance entre les deux plats (5) et (6) et de longueur (IO) supérieur au (4a) de façon à définir le jeu correspondant à l'amplitude du déplacement de chaque masselotte (7) et (8). 4)Dispositif selon la revendication 3,la revendication 2 et le revendication I caracterisé en ce que les masselottes (7) et (8) sont des cylindres droits desquels ont été enlevés un ou deux grands segments de cercle d'une hauteur déterminée. La partie la plus lourde des masselottes (7) et (8) a un point de contact avec le percuteur (12) de forme mi-sphérique à son extrémité (I2 a) en son point de contact. 5)DisposiQif selon la revendication 4 et la revendication icaractérisé en ce que l'axe (4) est entraîné par la roue dentée(3)montée serrée sur l'axe (4)et ayant son axe confondu avec l'axe (4). 6)Dispositif selon la revendication 5 et la revendication 2"caractéri- sé e ce que l'entraînement des masselottes (7)et (8)montées sur l'axe (4) peut être direct ou réalisé par l'intermédiaire d'un flexible. 7)Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que le percuteur (I2) est réglable par la vis (50) . La gorge (55)de la vis (5C)limi- te le déplacement du percuteur (I2) par les deux faces internes de la gorge (55). 8) Dispositif selon la revendication 7et la revendication 6caractérisé en ce que la largeur de la gorge (55) de la vis (50)est superieure à la partie prismatique (53) qui permet le passage de la gorge (55) de la vis (50).