Brevet FR2688731A1 — publié le 19930924

La presente invention concerne l7entrainement en rotation d'un outil par un moteur de type a turbine pneumatique ou hydraulique, ou de tout autre type mais caractérisé par une vitesse de rotation éleviez A titre d'exemple non restrictif le moteur peut être un moteur pneumatique constitué d'une roue a aubes ou d'une roue dite de Segner, outil peut être une fraise, un foret, une meule. L'entrainement en rotation d'un outil necessite d'une part l'existence d'un organe moteur, d'autre part la mise en oeuvre d'un moyen de transmission de l'effort moteur d l'outil tournant. En ce qui concerne le domaine technique concerne, le problème technique réside dans les vitesses de rotation élevées, voire très elevees. La transmission de l'effort moteur â l'outil pose donc des problèmes de realisation technique tels que: -efforts proportionnels a l'inertie des organes de transmission et au carre de la vitesse de rotation. -nécessité de mettre en oeuvre une transmission dont la géometrie puisse varier par ia mobilit relative d'un certain nombre de pinces constitutives afin notamment de pouvoir fixer l'outil sur la transmission. -eventuellement mise en place dans l'organe de transmission d'un moyen de variation de vitesse. Les moyens utilises a ce jour pour la réalisation d'une tel le transmission sont essentiellement: -de type mecanique mettant en oeure des pièces en général usinées avec une ;Srande preoision. Cette precision s'impose d'autan plus que la vitesse de rotation est levee, du fait des efforts résultants de type centrifuge dus â un défaut d'équilibrage. A de tels regimes de rotation. le niveau de sécurité requis implique des dispositifs parfois complexes, mais toujours trop lourds et couteux, d'immobilisation des pièces constitutives évoquées ci avant et possèdant une mobilite relative. La fiabilité des transmissions de ce type å de tels regimes de rotation limite très fortement leur emploi, et souvent conduit a 17abandon soit de ia motorisation haute vitesse, soit de ce type de transmission. -de type filaire. Ecartant d'emblée les courroies ou autres equivalents de même type du fait ce vitesse de defilement trop elevees et de rayons de courbure minimum imposés qui conduisent a des pieces de forte inertie de masse, il reste les transmissions par cable anime d'un mouvement de rotation autour de son axe neutre. Elles possedent les avantages suivant: -inertie de masse autour de l'axe de rotation, très faible. -souplesse notamment autour des axes perpendiculaires a l'axe de rotation. Cependant elles possèdent les inconvenients suivant: -mise en oeuvre de moyens couteux et complexes de guidage en rotation du cabine dans une gaine. -une faible rigidire en torsion qui limite vite le domaine d'emploi en puissance du falt d'une part du temps de réponse mécanique qui peut devenir prohibitif et d'autre part surtout des phenomênes oscillatoires lies à l'effet de ressort du cable sous tension mecanique variable en rotation. Ainsi le domaine d'emploi de moteur tournant a haute vitesse, voire très haute vitesse, pour l'entrainement en rotation d'outils se trouve fortement limite par les diverses contraintes évoquées ci avant L'invention consiste en la mise en piace du concept de moteur consommable pour les moteurs evoques dans le préalable exposant le domaine technique oonsidere destines 9 l'entrainement en rotation d'un outil. L'invention est constituee par un ensembie solidaire outil ~moteur et par un ensemble palier assurant le guidage en rotation et l'immobilisation en translation suivant l'axe de rotation ae l'ensemble precedent. Constatant que: -la fonction mecanique 9 realiser est: rendre solidaire un outil et un axe de rotation tournant 9 haute vitesse. -les seules inerties de masse qui sont intrinseques a la fonction ennonsee ci avant sont celles dudit moteur et dudit outil. -les couts de realisation d'une telle transmission sont directement liés au nombre de pièces constitutives, a leur masse, å la vitesse de rotation maximale et au niveau de securife requis. -ledit outil succeptible de tourner a haute vitesse presente une symétrie de revolution d'axe confondu avec l'axe de rotation, et qu'il presente en partie arrière une forme cylindrique ou conique usines avec precision. un but de l'invention est de caler ledit moteur sur ladite partie arrière dudit outil. Constatant que ledit outil présente au niveau de ladite partie arrière une forme cylindrique ou conique usine avec precision, un but de l'invention est d'utiliser ladite partie arrière comme axe de rotation, recevant le ou les moyens de guidage en rotation et d'immobilisation en translation suivant ledit axe, de l'ensemble outil ~moteur. Constatant que: -les moyens industriels actuellement existants permettent d'obtenir simplement des roues, de turbine a aubes par exemple, à des couts modEress voir très modérés pour de grandes serines. et ce pour des puissances en rapport avec l'utilisation dudit outil. -la duree de vie dudit outil demeure modeste en comparaison de celle dudit moteur repute mecaniquement sain. -les couts de maintenance sont proportionnels S la vitesse de rotation et a la complexite de la chaine de transmission. -le cout des paliers de guidage est directement lie a leur dures de vie. un but de l'invention est de realiser un ensemble outil ~moteur, equipe de ses paliers de guidage, simple, rustique, comportant le moins de pieces possible et dont la duree de vie est celle dudit outil. Dans ce qui suit la pressente invention est explicite par un exemple concret de réalisation donne 9 titre non limitatif ni restrictif, et par un dessin annexé, repéré par plane 1/1 figue 1, representant une vue en coupe axiale du dispositif. L'invention est constituée d'une turbine 1, de type pneumatique, emmanches en force sur la partie arrière d'un outil cylindrique 2, pouvant être une fraise. Une variante possible au calage de ladite turbine sur ledit outil consiste en un montage terre de ladite turbine sur ledit outil ce dernier possédant sur ladite partie arrière un ensemble de petites arètes rectilignes orintées suivant l'axe de rotation dudit outil. 1. Une autre variante possible du calage de ladite turbine sur ledit outil est l'utilisation d'une pièce intermediairs interface d'adaptation dimensionnelle entre ladite turbine et ledit outil Le palier de suspension de l'ensemble outil ~turbine est constitue par les roulements 3 et 4. Le roulement C vient en butes sur le moyeu de ladite turbine. Une entretoise 5 montes juste glissante sur ledit outil maintient l'écartement avec le roulement 4 de maniere å assurer le jeu fonctionnel necessaire suivant l'axe de rotation au niveau du corps de palier 8. Une bague 7, réalises dans une matière dont le coefficient de dilatation thermique est inférieur a celui de la matière constituant ledit outil, et montes sérrée sur iedit outil, vient immobiliser en translation suivant l'axe de rotation dudit outil, lesdits roulements 3 et 4. et ladite entretoise 5. L'ensemble ainsi réalisé par l'assemblage de ladite turbine 1, ledit outil 2, lesdits roulements 3 et 4, ladite entretoise 5, ladite bague 7 et ledit corps de palier 6, est une entité contituse d'un petit nombre de pièces simples, peu jouteuses et de faible inertie de masse autour de l'axe de rotation, et dont la duree de vie est limitee a celle dudit outil. Une variante possible au concept de moteur consommable peut être la limitation de ce concept à l'ensemble outil ~turbine et 9 ladite bague 7, lesdits roulements 3 et 4, ledit corse de palier e. et ladite entretoise 5 pouvant équiper un autre ensemble outil~turbine apres usure du précèdent REVENDICATIONS Revendication 1: un entrainement en rotation par une turbine 1 d'un outil tournant 2, la partie arrière dudit outil recevant les moyens de guidage constitués par les roulements 3 et 4 lesdits roulements étant maintenus écartés par une entretoise 5. et immobilises en translation par une bague 7 montée serrée sur ladite partie arrière dudit outil l'ensemble ainsi constitué étant monté sur le corps de palier et caractérise en ce que ladite turbine est solidaire de ladite partie arrière dudit outil. Revendication 9: un entrainement en rotation d'un outil suivant la revendication 1 caractérisé en ce que ladite partis arriere dudit outil 2 recoit les éiéments de guidage constitués par lesdits roulements 3 et 4 de l'ensemble outil~turbine.