Brevet FR2625698A1 — publié le 19890713

DISPOSITIF D'AVANCE POSITIVE L'invention concerne un dispositif d'avance positive, en particulier pour un outil à moteur tel qu'une perceuse entrainée par un moteur pneumatique. L'invention propose un dispositif d'avance positive comprenant: un arbre d'entrée; un arbre de sortie; un train de pignons entre lesdits arbres, comportant un pignon intermédiaire et un pignon de sortie monté de manière & tourner avec l'arbre de sortie, mais au travers duquel l'arbre de sortie est libre de se déplacer dans la direction axiale; un pignon fou sur un atbre de commande coaxial avec le pignon intermédiaire; un écrou vissé sur l'arbre de sortie et cinématiquement relié au pignon fou; un premier moyen d'embrayage entre le pignon fou et le pignon intermédiaire et un second moyen d'embrayage entre le pignon fou et un élément fixe, l'arbre de commande et le pignon fou étant mobiles dans la direction axiale entre une première position, dans laquelle seul le premier moyen d'embrayage est en prise, et, une seconde position, dans laquelle seul le second moyen d'embrayage est en prise; les rapports des pignons entre le pignon intermédiaire et le pignon de sortie et entre le pignon et l'écrou étant tel que, si le pignon fou se trouve dans la première position, l'écrou tourne par rapport à l'arbre de sortie, en faisant ainsi avancer l'arbre de sortie dans une première direction; l'arbre de sortie étant avancé dans la seconde direction opposée quand le pignon fou se trouve 2 2625698 dans la seconde position; un moyen de débrayage pour débrayer le premier embrayage et déplacer le pignon fou et l'arbre de commande jusqu'à une position intermédiaire sur la voie allant à la seconde position; et un moyen d'engagement pour agir sur l'arbre de commande et le faire déplacer en même temps que le pignon fou depuis la position intermédiaire jusqu'à la seconde position, le moyen d'engagement étant indépendant du moyen de dégagement. Le moyen de dégagement peut comprendre un élément actionneur agissant sur l'arbre de commande et/ou peut être constitué par le premier moyen d'embrayage qui prend la forme d'un embrayage sensible au couple. L'invention propose aussi un outil à moteur compre- nant un ensemble d'entraînement ayant une sortie et un dispositif d'avance positive ayant une entrée, l'ensemble d'entrainement et le dispositif d'avance positive pouvant être connectés ensemble de. manière sélective (a) directement, afin que la sortie et l'entrée soient alignées, et (b) par l'intermédiaire d'un dispositif de transmission d'angle, afin que la sortie et l'entrée fassent entre elles un certain angle (par exemple 90'). L'invention va être décrite, uniquement à titre d'exemple, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue latérale d'une perceuse à avance positive; la figure 2 est une vue latérale d'une partie de la perceuse; la figure 3 est une coupe du dispositif d'avance positive de la perceuse, à échelle agrandie; la figure 4 est une vue latérale d'un autre mode de réalisation de la perceuse; la figure 5 représente schématiquement un détail du dispositif d'avance positive; et 3 t2625698 la figure 6 représente schématiquement un détail d'un autre mode de réalisation de dispositif d'avance positive. La perceuse à avance positive illustrée sur les figures 1 à 4 comprend un ensemble d'entraînement 1 relié à un dispositif d'avance positive 2. L'ensemble d'entraînement 1 est une unité connue comprenant un moteur pneumatique 3 avec un bouton de démarrage 4 et un bouton d'arrêt 6, ainsi qu'une boite d'engrenages 7. La sortie de l'ensemble d'entraînement 1 est reliée à un arbre d'entrée 8 du dispositif d'avance positive 2, au moyen d'une broche travaillant au cisaillement 9. L'arbre d'entrée 8 porte un pignon d'entrée 11 qui entraine un pignon intermédiaire 12, lequel, à son tour, entraîne un pignon de sortie 13 claveté sur un arbre de sortie 14 portant un accessoire 16 pour recevoir un mandrin de perceuse. Le pignon intermédiaire 12 comporte des griffes 17 qui s'emboîtent avec des griffes 18 d'un pignon fou 19, lequel, à son tour, s'engage avec un pignon en forme d'écrou 21 vissé sur un pas de vis tournant à gauche formé sur l'arbre de sortie 14. Les rapports d'engrenages entre le pignon intermédiaire 12 et le pignon de sortie 13 et entre le pignon fou 19 et l'écrou 21 sont tels que l'écrou 21 tourne plus vite que l'arbre de sortie 14 et que, par conséquent, il le fait déplacer vers la droite à une vitesse d'avance donnée. Le pignon fou 19 est monté sur un arbre de commande 22, emboité sur le pignon intermédiaire 12 et supporté à son autre extémité par un élément fixe 23 ayant des griffes 24 qui doivent s'emboiter avec des griffes correspondantes 26 du pignon fou 19. Les griffes 24, 26. peuvent être carrées ou, de préférence, inclinées pour faciliter leur engagement et leur dégagement. Quand les griffes 24, 26 sont engagées, le pignon fou 19 et, par conséquent, l'écrou 21, cessent de tourner, et en 4 2625698 conséquence l'arbre de sortie tournant 14 se déplace vers la gauche. Le boitier 27 du dispositif d'avance positive délimite une chambre 28 qui est reliée à la source d'air du moteur 3 par une entrée 29 et un tuyau 31. La chambre 28 contient un piston principal 32 qui, à son tour, comprend un piston auxiliaire 33 ayant une tige de piston 34 qui pénètre dans l'arbre 22 et dont une partie d'extrémité 36 est effilée. Dans la position représentée sur la figure 3, la tige 34 fait agir un ensemble de billes 37 (maintenues dans des ouvertures de l'arbres 22) sur une surface en biseau 35 du pignon fou 19 afin de maintenir les griffes 18 de ce dernier engagées avec les griffes 17 du pignon intermédiaire 12. Quand un collier ajustable 38, placé sur l'arbre de sortie 14, appuie sur un levier 39, l'arbre 22 est progressivement poussé vers la droite, en emportant avec lui le pignon fou 19. Juste avant que les griffes 17, 18 se dégagent, un jeu de billes 41 (disposées par l'arbre 22, l'élément 23 et une surface en biseau 42 du piston principal 32) commencent à pénétrer dans un évidement annulaire 43 de l'arbre 22. Puisque le piston principal 32 est poussé vers la gauche par la pression de l'air présent dans la chambre 28, les billes 41- sont forcées jusque dans l'évidement 43, en entrainant ainsi l'arbre 22 et avec lui le pignon fou 19 vers la droite, si bien que les griffes 26 du pignon fou 19 sont amenées en engagement avec les griffes 24 de l'élément fixe 23. Ensuite, le mouvement de l'arbre de sortie 14 continue jusqu'à ce qu'un collier 44, monté de manière réglable sur l'arbre 14, arrive face à une ouverture de sortie d'air 46 reliée à l'ensemble d'entraînement 1 par un tuyau 47. La fermeture de l'orifice 46 par deux joints toriques 48, 49 fait transmettre un signal de pression à 2625698 l'ensemble d'entraînement 1 qui, à ce moment, se commute automatiquement sur arrêt. Par conséquent, l'application d'air sous pression à la chambre 28 s'arrête et le piston auxiliaire 33 se déplace vers la droite sous l'effet d'un ressort 51, en permettant aux billes 37 de se déplacer radialement vers l'intérieur dans les ouvertures de l'arbre 22, tandis que l'arbre est poussé vers la gauche par le ressort. En même temps, les billes 41 sont forcées en dehors de l'évidement 43 et contre une surface cylindrique 52 de l'arbre 22, le piston principal 32 étant libre de se déplacer vers la droite. Quand la perceuse doit être redémarrée, l'opérateur appuie sur le bouton de démarrage 4 et l'air sous pression est transmis & la chambre 28, en poussant ainsi les pistons 32, 33 vers la gauche. La partie d'extrémité effilée 36 de la tige de piston 34 agit sur les billes 37 qui, à leur tour, agissent sur la surfac en biseau 35 du pignon fou 19, en le poussant vers la gauche jusqu'à ce que les doigts 18 s'intercalent avec les doigts 17 du pignon intermédiaire 12. Ensuite, les billes 37 reposent sur la surface cylindrique de la tige de piston 34 et ne peuvent pas être poussées vers l'intérieur par le pignon fou 19. Le cycle de fonctionnement se poursuit alors selon les indications ci-dessus. Puisque l'inversion et l'arrêt de la perceuse sont automatiques, un opérateur peut commander un certain nombre de perceuses en même temps. Il peut, à un instant quelconque, arrêter la perceuse en appuyant sur le bouton d'arrêt 6 ou inverser la direction d'avance en appuyant sur un prolongement 53 du levier 39. L'extrémité arrière de l'arbre 14 est recouverte d'un dispositif de protection 54. La figure 4 représente l'ensemble d'entraînement 1, relié au dispositif d'avance positive 2 par l'intermédiaire d'une tête d'angle 56. Cette option est 6 2625698 spécialement utile lors de l'utilisation dans des espaces exigus. Dans le but d'empêcher les griffes 17, 18 de se dégager accidentellement, leurs surfaces de butée 17a, 18a sont de préférence agencées sous un angle négatif, c'est-à-dire que les griffes sont dépouillées, comme l'indique la figure 5. Cependant, quand la charge de perçage est faible, il peut être avantageux d'agencer les surfaces de butée 17a, 17b avec un angle positif, c'est-àdire de biseauter les dents, comme l'indique la figure 6, afin que les dents fonctionnent alors comme des dents sensibles au couple, en poussant le pignon fou 19 vers la droite si le couple dépasse une valeur donnée, ce qui protège le foret des dégradations. Un tel agencement peut, naturellement, remplacer le levier 39, puisque le couple va augmenter rapidement au moment o le collier 38 va monter contre le boîtier du dispositif d'avance positive 2. 7 2625698- REVENDICATIONS 1. Dispositif d'avance positive comprenant: un arbre d'entrée (8); un arbre de sortie (14); un train de pignons (11-13) entre lesdits pignons (8,14), comportant un pignon intermédiaire (12) et un pignon de sortie (13) monté de manière à tourner avec l'arbre de sortie (14), mais au travers duquel l'arbre de sortie (14) est libre de se déplacer dans la direction axiale; un pignon fou (19) monté sur un arbre de commande (22) coaxial avec le o10 pignon intermédiaire (12); un écrou (21) vissé sur l'arbre de sortie (14) et cinématiquement connecté au pignon fou (19); un premier moyen d'embrayage (17, 18)entre le pignon fou (19) et le pignon intermédiaire (12) et un second moyen d'embrayage (24, 26) entre le pignon fou (19) et un élément fixe (23), l'arbre de commande (22) et le pignon fou (19) étant mobiles dans la direction axiale entre une première position, dans laquelle seul le premier moyen d'embrayage (17, 18) est en prise, et une seconde position, dans-laquelle seul le second moyen d'embrayage (24, 26) est en prise; les rapports d'engrenages entre le pignon intermédiaire (12)et le pignon de sortie (13) et entre le pignon fou (19) et l'écrou (21) étant tels que, quand le pignon fou (19) se trouve dans la première position, l'écrou (21) tourne par rapport a l'arbre de sortie (14),-en faisant ainsi avancer l'arbre de sortie (14) dans une première direction; l'arbre de sortie (14) étant avancé dans la seconde direction opposée quand le pignon fou (19) se trouve dans la seconde position; des moyens de dégagement pour dégager le premier moyen d'embrayage (17, 18) et déplacer le pignon fou (19) et l'arbre de commande (22) jusqu'à une position intermédiaire situé sur le passage en direction de la seconde position; et un moyen d'engagement pour agir sur l'arbre de commande (22) afin de le déplacer avec le pignon fou (19) depuis la position intermédiaire 8 2625698 jusqu'à la seconde position, le moyen d'engagement étant indépendant du moyen de dégagement. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans le moyen de dégagement et le moyen d'engagement se trouvent sur les côtés opposés du pignon fou (19). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel le moyen d'engagement comprend une surface annulaire de commande (43, 52) coaxiale avec l'arbre de commande (22), des éléments mobiles radialement (41) disposes autour de l'axe de l'arbre de commande (22), et des moyens pour pousser lesdits éléments (41) dans la direction radiale vers la surface de commande (43, 52), lesdits éléments (41) étant associés avec un parmi l'élément fixe (23) et l'arbre de commande (22), la surface de commande (43, 52) étant associée avec l'autre et comportant une partie cylindrique (52) et une partie en retrait (43), lesdits éléments (41) étant en face de la partie cylindrique (52) quand l'arbre de commande (22) se trouve dans la première position et étant face à la partie en retrait (43) quand l'arbre de commande (22) est dans la position intermédiaire. 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel le moyen de poussée comprend un élément mobile dans la direction axiale (32) avec une surface en biseau (42), coaxial avec l'abre de commande (22). 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel l'élément mobile dans la direction axiale (32) est un piston qui se déplace dans une chambre (28) comportant une entrée d'air (29). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le moyen de dégagement comprend un élément actionneur (39) agencé pour agir sur une extrémité de l'arbre de commande (22) afin de le pousser depuis la première position jusqu'à la seconde position. 9 2625698 7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel l'élément actionneur (39) est un levier coopérant avec un élément de butée (38) placé sur l'arbre de sortie (14). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le moyen de dégagement comprend un embrayage sensible au couple qui constitue le premier moyen d'embrayage (17, 18) et qui pousse le pignon fou (19) depuis la première position jusqu'à la position intermédiaire quand le coupe à transmettre par l'embrayage dépasse une valeur donnée. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 dans lequel le pignon fou (19) est mobile dans la direction axiale par rapport à l'arbre de commande (22). 10. Dispositif selon la revendication 9, comprenant un moyen pour maintenir le pignon fou (19) dans une position axiale donnée sur l'arbre de commande (22) tandis qu'il se trouve dans la première position et qu'il est déplacé depuis la première position jusqu'à la seconde position, des moyens pour permettre un mouvement axial du pignon fou (19) par rapport à l'arbre de commande (22) tandis qu'il se déplace de la seconde position vers la première position, et des moyens pour pousser le pignon fou (19) vers ladite position axiale donnée. 11. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel ledit moyen comprend des billes (37) montées pour subir un mouvement radial dans l'arbre de commande (22), une surface biseautée (35) sur le pignon fou (19) adjacente aux billes (37), et une tige cylindrique (34) mobile dans la direction axiale montée dans un alésage axial de l'arbre de commande (22) et ayant une partie d'extrémité effilée (36) adjacente aux billes. 12. Outil à moteur comprenant un dispositif d'avance positive (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, et un ensemble d'entraînement (1) ayant une sortie 2625698 susceptible d'être reliée à l'arbre d'entrée (8) du dispositif (2). 13. Outil à moteur selon la revendication 12, comprenant en outre une unité de transmission d'angle (56), l'ensemble d'entrainement (1) et le dispositif d'avance positive (2) pouvant être connectés ensemble de manière sélective (a) directement, afin que la sortie de l'ensemble d'entrainement (1) et l'arbre d'entrée (8) soient alignés, et (b) par l'intermédiaire de ladite unité (56), de façon que la sortie de l'assemblage d'entraînement (1) et l'arbre d'entrée (8) fassent entre eux à un certain angle. 14. Outil à moteur comprenant un ensemble d'entraînement (1) avec une sortie, un dispositif d'avance positive (2) ayant une entrée, et une transmission d'angle (56), l'ensemble d'entraînement (1) et le dispositif d'avance positive (2) pouvant être connectés entre eux de manière sélective (a) directement, de façon que la sortie de l'assemblage d'entraînement (1) et l'entrée du dispositif d'avance positive (2) soient alignées, et (b) par l'intermédiaire de ladite unité, afin que la sortie de l'ensemble d'entraînement (1) et l'entrée du dispositif d'avance positive (2) fassent entre eux un certain angle.