Brevet FR2682902A1 — publié le 19930430

MACHINE POUR COUPER DES GAINES CIRCONFERENTIELLES DESCRIPTION L'invention se rapporte à une machine pour couper des gaines circonférentielles et a notamment été conçue pour ouvrir Les enveloppes de boites de plutonium, que le déposant appelle "chaussettes", en ôtant leurs bouts fermés. On pourrait concevoir ltemploi d'une fraisedisque pour opérer la découpe : la gaine serait tournée autour de son axe et devant la fraise pour former une découpe circulaire. Cette méthode ne serait cependant pas satisfaisante dans l'application qui nous occupe car des copeaux et de la fumée radioactifs seraient disséminés à L'entour. On a de plus constaté que les gaines ainsi mises en rotation étaient susceptibles de vibrer excessivement pendant l'usinage à cause de leurs défauts de forme, tels que leur courbure et l'ovalisation de leur section, et des défauts de concentricité produits au montage entre la gaine et l'axe du support tournant. La solution retenue pour l'invention et qui permet d'échapper à ces inconvénients consiste à combiner sur le bâti de la machine : un support de gaine conçu de façon à permettre à la gaine de jouer par rapport au bâti ; une couronne qui entoure la gaine, porte des outils de découpe par des mécanismes permettant de les avancer vers la gaine et est mobile par rapport au bâti ; un système de mise en rotation de la couronne dans un plan perpendiculaire à la gaine ; et un système pour avancer simultanément les outils dans ce plan. La gaine reste donc immobile pendant la découpe mais se déplace cependant légèrement grâce aux jeux entre elle et le support et entre le support et le bâti pour devenir concentrique au cercle de coupe défini par les arêtes ou les pointes des outils. La découpe est produite en resserrant les outils par les mécanismes mentionnés. Ces outils sont avantageusement des molettes montées folles dans des axes de rotation et qui causent la découpe de la gaine uniquement par la pression de roulement que leur arête exerce. Les molettes sont normalement au nombre de trois et réparties uniformément pour emprisonner la section de la gaine. Le système d'avance peut alors produire des efforts considérables sur la gaine sans qu'ils soient transmis au support de gaine et au bâti. Les outils peuvent être avantageusement disposés à un bout libre de levier tournant dans un plan commun de déplacement des molettes. Le mécanisme d'avance est alors particulièrement robuste et peut être commandé astucieusement si la couronne est composée de deux moitiés superposées et assemblées de manière à tourner l'une par rapport à l'autre dans le plan de rotation, l'une portant les leviers par des articulations et l'autre des cames pressant sur les leviers. Il suffit alors de provoquer une rotation relative des moitiés pour obtenir l'avance des outils ou au contraire leur retrait. Un moyen simple pour cela consiste en des dents hélicoldales et de sens opposés sur les moitiés et qui engrènent dans deux pignons portés par un axe commun mobile perpendiculairement au plan de rotation. Le système de mise en rotation de la couronne peut alors comprendre un pignon moteur qui engrène dans les dents d'une des moitiés : le mouvement de rotation est transmis d'une moitié de la couronne à l'autre à travers L'axe porte-pignons. La couronne peut simplement être posée sur une autre couronne dite couronne de support, qui appartient au bâti. On va maintenant décrire l'invention plus en détai I à l'aide des figures suivantes annexées à titre illustratif et non limitatif qui représentent une réalisation de l'invention - la figure 1 représente une vue d'ensemble de la machine, - les figures 2 et 3 représentent le système de découpe en vues de face et de dessus, - et la figure 4 représente une vue de dessus du bas de l'appareil. La machine comprend tout d'abord un bâti 1 composé en particulier d'une platine inférieure 2, d'une couronne fixe 4 qui la surplombe et de montants 3 qui unissent ces deux pièces. Le bâti 1 porte un vérin de levage 5 disposé verticatement et dont les parties mobiles sont constituées par un équipage mobile qui comprend un plateau 6 à la périphérie duquel est vissée une collerette 7 dans laquelle coulisse un piston 8 repoussé vers le haut par un ressort 9. Le plateau 6 est prolongé vers le bas par un axe 10 vertical coulissant dans un alésage 11 d'une tablette 12 qui s'étend en porte-à-faux entre l'axe 10 et la tige du vérin de levage 5. La tablette 12 porte un doigt de repérage 13 apte à indiquer les fins de course admissibles pour le vérin de levage 5 en repoussant une roulette 14 montée à l'extrémité d'une tige 15 de l'un ou l'autre de palpeurs 16 fixées aux montants 3. Un ressort 17 est comprimé entre la tablette 12 et le plateau 6 et repousse celui-ci vers le haut jusqu'à ce qu'une rondelle 18 vissée au bas de l'axe 10 touche la surface inférieure de la tablette 12. Une gaine G est posée sur la collerette 7. Elle comporte à cet effet au culot une couronne d'appui C dont le diamètre interne est un peu plus large que le piston 8 qui pénètre donc dans la couronne d'appui C jusqu'a ce que sa surface supérieure plane 19 touche un fond plat F de la gaine G. La force du ressort 9 n'est toutefois pas suffisante pour que le piston 8 soulève la gaine G ; le poids total de la gaine G et du plateau 6 n'est quant à lui pas suffisant pour comprimer davantage le ressort 17. Le piston 8 se contente de maintenir La gaine G sensiblement centrée grâce à sa surface latérale 20 entourée par la couronne d'appui C. Un chanfrein 21 établi sur le piston 8 et dont la hauteur est proche de ceLle de la couronne d'appui C permet de rétablir le centrage même si la gaine G a été mal posée au départ. On conçoit que si un effort descendant suffisant est imposé à la gaine G, le ressort 17 cédera et le plateau 6 descendra. La gaine 6 peut par contre être soulevée légèrement et retomber sur le sommet de La collerette 7 sans que sa position soit modifiée. Les jeux horizontaux, notamment entre la collerette 7 et le piston 8, sont par ailleurs suffisants pour permettre de petits déplacements de la gaine G, de l'ordre d'un millimètre, sans que Le montage soit compromis. L'équipage mobile est maintenu vertical malgré le porte-à-faux de la tablette 12 par des paires d'ailes 22 qui dépassent de la collerette 7 et viennent embrasser avec un léger jeu les montants 3 qui sont de section rectangulaire, de sorte que deux de leurs faces latérales servent de face de guidage. La couronne supérieure 4 porte un roulement 30 autour duquel une couronne mobile 31 peut tourner. Cette couronne mobile 31 est composée de deux moitiés superposées 32 et 33 posées l'une sur l'autre par une surface plane d'appui 34 et qui peuvent tourner L'une par rapport à L'autre autour d'une surface circulaire de centrage 35. La moitié inférieure 32, qui est posée sur le roulement 30, porte à sa périphérie une denture hélicordale 36 à gauche. La moitié supérieure 33 porte sur sa périphérie une autre denture hélicordale 37 orientée à droite et porte également trois axes 38 verticaux régulièrement répartis sur sa circonférence et auxquels des leviers 39 sont articulés à une extrémité ; l'autre extrémité des leviers 39 est évidée en forme de chape entre les branches desquelles une molette 40 est logée de manière à pouvoir tourner librement. C'est pourquoi cette autre extrémité des leviers 39 porte un axe de rotation de molette 41 orienté verticalement et autour duquel la molette 40 est fixée, les axes de rotation de molette 41 étant montés fous dans la chape 39 par des roulements. L'élément essentiel des molettes 40 est une crête circulaire 42 horizontale. Les trois crêtes circulaires 42 s'étendent dans un plan commun de découpe de sorte que la rotation de la couronne 31 sur la couronne fixe 4 et autour de la gaine G produit une découpe circonférentielle unique sur celle-ci. Cette rotation est assurée par un premier motoréducteur 43, boulonné à la couronne fixe 4, dont l'axe est terminé par un pignon 44 qui engrène dans la denture 36 de la moitié inférieure 32 de la couronne mobile 31. La position radiale des molettes 40, c'est-àdire leur mouvement d'avance, est régie par trois plaquettes 45 vissées au sommet de la moitié inférieure 32 et qui s'étendent au-dessus d'une portée inférieure 46 de la moitié supérieure 33 sur laquelle les leviers 39 peuvent tourner. Les plaquettes 45 s'étendent en fait chacune entre deux leviers 39 et avec une extension circonférentielle suffisante pour n'être séparée d'eux que par peu de jeu. Quand les moitiés 32 et 33 glissent l'une sur l'autre dans le sens approprié, les plaquettes 45 appuient sur un côté des leviers 39 de façon à projeter les molettes 40 vers l'intérieur et à les rapprocher, ce qui provoque la découpe de la gaine G. Le glissement inverse des moitiés 32 et 33 ramène les plaquettes 45 sur les côtés opposés des leviers 39, ce qui les fait tourner de manière à ramener les molettes 40 en position écartée. Ce mouvement de glissement et de rotation mutuelle des deux moitiés 32 et 33 est assuré par un ensemble constitué essentiellement d'une broche 47 portant deux pignons 48 et 49 coaxiaux. Les pignons 48 et 49 possèdent des dentures hélicoldales de manière quels puissent engrener respectivement dans les dentures 36 et 37 et leur hauteur est suffisante pour que les engrènements ne soient pas interrompus quand la broche 47, qui est verticale, est déplacée en coulissant. Ces déplacements provoquent sur les moitiés 32 et 33 des poussées horizontales opposées qui produisent leur glissement l'une sur l'autre, et par conséquent les mouvements d'avance et de retrait des molettes 40. On s'aperçoit aussi que le mouvement conjoint de rotation des deux moitiés 32 et 33 de la couronne 31, nécessaire pour découper la gaine G et produit par le premier motoréducteur 43, est transmis par la broche 47 et les pignons 48 et 49. Le mouvement de coulisse de la broche 47 est assuré par un second motoréducteur 50 dont l'arbre moteur 51 est creux et muni d'un taraudage 52 dans lequel est engagée une extrémité inférieure filetée 53 de la broche 47. Une languette 54 vissée à la broche 47 et qui s'étend à côté de l'arbre moteur 51 empêche la broche 47 de tourner en coulissant dans une glissière verticale 55 du bâti 1. La course verticale de la broche 47 est limitée par deux autres palpeurs 56 qu'un doigt 57 fixé à I a la languette 54 est susceptible d'atteindre. Les pignons 48 et 49 appartiennent en fait à une pièce unique en forme de manchon 66 engagé autour de la broche 47 avec du jeu et dont la position axiale par rapport à la broche 47 est assurée par deux roulements à billes 58 et 59 qui permettent au manchon 66 de rouler et le maintiennent vertical, coaxial à la broche 47, car leur bague extérieure s'appuie sur la face interne d'un tube vertical 68, solidaire du bâti 1, avec un jeu leur permettant de coulisser. La broche 47 est munie de part et d'autre du manchon 66 de flasques 60 et 61 munis de saillies qui forcent le déplacement desdites bagues externes par un contact direct. On remarque toutefois qu'il existe un jeu j, entre les roulements 58 et 59 d'une part et les flasques 60 et 61 d'autre part, qui est destiné à faciliter le centrage des molettes 40 sur La gaine G en n'appliquant l'effort de découpe que graduellement : le roulement inférieur 59 est posé sur le flasque inférieur 61 quand les molettes 40 sont en retrait. Quand elles touchent la gaine G par suite de leur avance, la réaction de la gaine G tend à repousser les leviers 39 et à provoquer des efforts axiaux sur les pignons 48 et 49 à cause de l'inclinaison des dentures 36 et 37. Le manchon 66 est donc soulevé du flasque inférieur 61. L'effort maximal n'est appliqué que quand le roulement supérieur 58 touche le flasque supérieur 60, comme on le représente ici. On a désigné par 70 un autre palpeur, lié à la couronne fixe 4, dont l'élément de palpage est une roulette 71 à l'extrémité d'un levier articulé 72. La roulette 71 est pressée sur la surface de la gaine G qui est munie ici d'une rainure circonférentielle R située un peu au-dessous du plan de découpe, de sorte que la roulette 71 tombe dans la rainure circonférentielle R quand une zone amincie de la gaine G que l'on souhaite découper vient dans le plan de coupe. Le palpeur 70 avertit donc que la gaine G est à la hauteur souhaitée. La couronne fixe 4 porte également un capot 73 qui entoure la couronne mobile 31 et le manchon 66 pour isoler ces pièces en mouvement de l'extérieur. Le capot 73 est complété au sommet par un couvercle 74 qui peut être rabattu en tournant autour de charnières 75. L'élévation de l'équipage mobile du vérin de levage 5 est commandée par un troisième motoréducteur 76 qui entraine un axe fileté 77 par une transmission 78 composée de deux roues dentées unies par une courroie crantée. L'axe fileté 77 soulève la tablette 12 selon un principe analogue à celui qui est utilisé pour soulever la broche 47. La manoeuvre de la machine est assuré par un tableau de commande non représenté qui porte des manettes de commande des motoréducteurs, des voyants témoignant de l'état des palpeurs et des dispositifs analogues usuels pour des machines-outils. Les palpeurs peuvent interrompre automatiquement les déplacements des différentes pièces. Il suffit de prévoir des dispositifs d'asservissement et d'automatisme qui sont eux aussi courants, de sorte qu'aucune description supplémentaire de l'invention n'est jugée nécessaire. REVENDICATIONS 1. Machine pour couper des gaines circonférentielles (G), caractérisée par un bâti (1), un support de gaine (6, 7, 8) conçu de façon à permettre à la gaine de jouer par rapport au bâti (1), une couronne (31) entourant la gaine, porteuse d'outils de découpe (40) par l'intermédiaire de mécanismes (39, 45) permettant d'avancer les outils vers la gaine (G) et mobile par rapport au bâti (1), un système (43, 44, 36) de mise en rotation de la couronne (31) dans un p Ian de découpe perpendiculaire à la gaine et un système (32, 33, 47, 48, 49, 50) pour avancer simultanément les outils (40) dans ce plan. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les outils (40) sont des molettes. 3. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les outils (40) sont disposés à un bout libre de leviers (39) tournant dans le plan de découpe. 4. Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que la couronne est composée de deux moitiés superposées (32, 33) assemblées de manière à tourner l'une par rapport à l'autre dans le plan de découpe, l'une portant les leviers (39) par des articulations (38) et l'autre des cames (45) pressant sur les leviers (39). 5. Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que les moitiés (32, 33) portent des dents hé li coida le s (36, 37) de sens opposés qui engrènent dans deux pignons portés par un axe commun mobile perpendiculairement au plan de rotation. 6. Machine selon la revendication 5, caractérisé e en ce que le système de mise en rotation de la couronne comprend un pignon moteur (44) engrenant dans les dents (36) d'une des moitiés (32). 7. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la couronne est posée sur une couronne de support (4) qui appartient au bâti (1).