Brevet FR3104471A1 — publié le 20210618

La présente invention concerne un dispositif de transmission d'un mouvement entre un premier et un second organe, à savoir d'un organe menant vers un organe mené, du type comprenant au moins un patin cylindrique (16, 48a, 90a, 112) dont la section droite est formée d’une portion de cercle (C) fermée par un segment de droite, ce patin étant monté oscillant dans un logement (6a, 27, 89) d’un premier organe (6, 26, 86, 110) et étant en contact par un méplat (16a, 48b) avec le second organe (2, 46, 88, 106), caractérisé en ce que le centre (O) de la portion de cercle (C) se trouve à l’extérieur de ladite section droite. Figure pour l’abrégé : Fig 5 DISPOSITIF DE TRANSMISSION DE MOUVEMENT La présente invention concerne un dispositif destiné à assurer la transmission d’un mouvement linéaire entre un organe menant et un organe mené au cours de laquelle est réalisée une transformation de la direction de ce mouvement, ce dispositif étant particulièrement intéressant lorsque les efforts à transmettre sont importants, ainsi que par exemple dans des applications de mandrins, de renvois à came, dans des outillages de presse, dans des mâchoires de frein ou des têtes de poinçonnage à renvoi d’angle. On sait que dans certains systèmes mécaniques la transmission du mouvement entre deux organes mobiles en translation qui sont guidés linéairement, à savoir un organe menant et un organe mené qui possèdent des orientations différentes s’effectue par l’intermédiaire d’une rampe inclinée. Une telle rampe est constituée par deux surfaces de ces organes qui sont en frottement l’une avec l’autre. Un tel système peut ainsi être de type dit « à double effet » lorsqu’il comprend une rampe à double face qui permet une transmission du mouvement en « poussant-tirant » ou du type dit « à simple effet » lorsqu’il concerne une rampe à face unique qui permet une transmission du mouvement en poussant. Si de tels systèmes, lorsqu’ils sont réalisés avec une bonne précision, peuvent fonctionner sans problèmes majeurs, il n’en est pas de même lorsqu’ils présentent un mauvais alignement en raison par exemple d’un phénomène d’usure ou lorsqu’ils présentent un défaut d’angle en raison par exemple de tolérances d’usinage trop larges. De tels défauts présentent les inconvénients d’une part de générer une concentration des efforts en fin de rampe sur les arêtes de celle-ci et d’autre part de faire râcler par ces arêtes le film destiné à assurer la lubrification du dispositif. Une telle situation entraîne elle-même une chute du rendement de conversion du mouvement voire même un blocage du système par arcboutement qui a pour conséquence à termes de provoquer, par un phénomène d’abrasion, une usure prématurée des surfaces en contact pouvant conduire dans le temps à leur dégradation et à leur grippage. Pour éviter de telles difficultés on a proposé de mettre en conformité les angles des surfaces en contact de l’organe menant et de l’organe mené en faisant appel à des patins cylindriques qui sont montés oscillants dans une cavité prévue dans l’un des organes concernés. Dans un tel système le patin cylindrique est en contact avec la rampe par un méplat réalisé dans celui-ci, de sorte qu’il est en mesure de pivoter de façon telle que ce méplat vienne en contact permanent avec cette rampe. On a cependant constaté qu’au cours du mouvement, en raison du frottement de la rampe sur le méplat du patin, celui-ci avait tendance à pivoter dans le sens du glissement de façon que son arrête vienne se présenter face au lubrifiant avec pour effet de râcler celui-ci empêchant ainsi toute lubrification. La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients en proposant des moyens permettant de réaliser un contact entre l’organe mené et l’organe menant qui permette une lubrification optimale du système. La présente invention a ainsi pour objet un dispositif de transmission d'un mouvement entre un premier et un second organe, à savoir d'un organe menant vers un organe mené, du type comprenant au moins un patin cylindrique dont la section droite est formée d’une portion de cercle fermée par un segment de droite, ce patin étant monté oscillant dans un logement d’un premier organe et étant en contact par un méplat avec le second organe, caractérisé en ce que le centre de la portion de cercle se trouve à l’extérieur de ladite section droite. Le patin oscillant pourra être formé en extrémité d’un tourillon cylindrique à base circulaire. Préférentiellement, au moins une extrémité de ce tourillon pourra comporter deux patins oscillants symétriques par rapport à un plan axial et diamétral qui seront séparés par une gorge apte à recevoir une rampe du second organe, sur les flancs de laquelle les méplats des patins oscillants pourront venir en appui. Par ailleurs les flancs de la rampe pourront être symétriques par rapport à un plan et pourront également être parallèles audit plan. Les flancs de la rampe pourront former avec ledit plan un angle compris entre 5° et 30° et, préférentiellement, de l'ordre de 15°. Le second organe pourra comprendre au moins une paire de rampes entre lesquelles sera disposé un tourillon monté à rotation dans un logement du premier organe. Préférentiellement les rampes de chaque paire de rampes pourront être disposées en vis-à-vis. Chaque rampe pourra être solidaire d'une coulisse montée sur un plateau mobile en translation suivant l'axe d’un mandrin sous l'action d'un organe de commande. Suivant l’invention le premier organe pourra être constitué d’un porte-mors d'un mandrin à serrage coaxial. Enfin le porte-mors du mandrin pourra être monté coulissant dans une glissière radiale de ce dernier. On décrira ci-après, à titre d’exemple non limitatif, des formes d’exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel : est un dessin schématique représentant, suivant l’état antérieur de la technique, le principe de la transmission d’un mouvement d’un organe menant vers un organe mené perpendiculaire à celui-ci, est un dessin schématique reprenant celui de la figure 1, illustrant un blocage de la transmission d’un mouvement par coincement, est un dessin schématique représentant, suivant l’état antérieur de la technique, un mode d’utilisation d’une transmission de mouvement d’un organe menant vers un organe mené perpendiculaire à celui-ci faisant appel à un patin oscillant, est un dessin schématique reprenant celui de la figure 3, illustrant le pivotement d’un patin oscillant lors de la transmission d’un mouvement, est un dessin schématique représentant, un mode d’utilisation d’une transmission de mouvement d’un organe menant vers un organe mené perpendiculaire à celui-ci faisant appel à un patin oscillant suivant la présente invention, est un dessin schématique reprenant celui de la figure 5, illustrant le pivotement d’un patin oscillant suivant l’invention lors de la transmission d’un mouvement, est une vue en perspective d’un exemple de patin oscillant suivant l’invention, est une vue en perspective d’un mandrin de serrage concentrique, représenté sans ses mors, est une vue en coupe diamétrale du mandrin représenté sur la figure 8, est une vue en perspective du mandrin représenté sur la figure 8, une fois retirés ses plaques supérieures et l’un de ses porte-mors, est une vue en perspective du plateau de commande d’un mandrin montrant la liaison entre les coulisses de celui-ci et les porte-mors, est une vue en perspective montrant la partie supérieure du plateau de commande du mandrin et respectivement : deux coulisses, deux coulisses équipées de tourillons et deux coulisses équipées de tourillons commandant un porte-mors, est une vue en coupe diamétrale d’un plateau de commande mis en œuvre dans le mandrin, est une vue de face d’une coulisse, mise en œuvre dans le mandrin, est une coupe transversale de la coulisse représentée sur la figure 13 suivant la ligne XV-XV de celle-ci, est une vue en perspective d’un tourillon mis en œuvre dans le mandrin, est une vue en coupe brisée partielle du mandrin, est une vue partielle agrandie de la figure 17, est une vue en coupe schématique d’un tourillon monté entre deux coulisses, est un deuxième exemple d’utilisation d’un patin oscillant suivant l’invention appliqué à l’actionnement d’une machine à poinçonner, est un troisième exemple d’utilisation d’un patin oscillant suivant l’invention appliqué à l’actionnement d’un dispositif élévateur. On a représenté sur les figures 1 et 2 un schéma montrant le principe général connu de la transmission d’un mouvement à partir d’un organe menant 2 monté à coulissement dans un alésage 4 d’axe xx’ et un organe mené 6 monté à coulissement dans un alésage 8 d’axe yy’ perpendiculaire au précédent. Pour ce faire on fait appel à une rampe inclinée 10 réalisée sur l’organe menant, l’extrémité de l’organe mené en contact avec celle-ci devant alors avoir un angle lui permettant de s’appliquer parfaitement sur cette rampe. On sait qu’un inconvénient lié à ce type de transmission de mouvement est que, ainsi que précisé précédemment, l’organe mené 6 a tendance, notamment lorsqu’un jeu vient à être créé dans le système et notamment dans l’alésage 8, en raison par exemple de l’usure ou d’un défaut d’ajustement des organes sur la rampe, à s’arcbouter ainsi que représenté sur la figure 2. Les conséquences d’une telle situation ont été mentionnées précédemment. Afin d’éviter cet inconvénient, on a proposé d’une part d’assurer une bonne lubrification du système et d’autre part de prévoir des moyens permettant d’assurer un bon contact de l’organe menant et de l’organe mené visant à pallier les problèmes liés à l’usure ou aux défauts d’usinage. On ainsi proposé de disposer dans l’un des deux organes en mouvement, et notamment dans l’organe mené, un patin oscillant. On a représenté de façon schématique sur la figure 3 un tel patin oscillant cylindrique 12 qui est disposé dans un logement 6a de l’organe mené 6. Partant d’un cylindre à base circulaire on a usiné celui-ci de façon à former une face 12a plane parallèle à la génératrice de ce cylindre, et c’est cette face 12a, ou méplat, qui vient en contact avec l’organe menant 2. Cependant, et ainsi que représenté sur la figure 4, on comprend que lors du déplacement de l’organe menant 2 dans le sens de la flèche F1, le patin oscillant 12 à tendance à tourner dans le sens de la flèche F2, ce qui a pour effet d’amener son arête postérieure 12b en contact avec la surface de l’organe menant 2, et d’effectuer un raclage de celle-ci, ce raclage empêchant la lubrification 14, qui arrive dans le sens du déplacement, d’atteindre les organes qu’il convient de lubrifier. La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient en proposant un nouveau système de transmission de mouvement comportant un patin oscillant, ou tourillon, qui, au cours du mouvement de déplacement, a tendance à pivoter en sens opposé du patin oscillant de l’état antérieur de la technique. On a représenté sur la figure schématique 5 un dispositif de transmission de mouvement dans lequel l’organe mené 6 reçoit un patin cylindrique 16. Ce patin cylindrique, qui est représenté sur la figure 7, est tel que sa surface de base 16a est formée d’un arc ABD d’un cercle C qui est fermé par un segment de droite AD, le centre O de ce cercle C se trouvant à l’extérieur de cette surface de base 16a. On comprend que, dans ces conditions et ainsi que représenté sur la figure 6, lorsque l’organe menant 2 se déplace dans le sens de la flèche F1 il a tendance à entraîner en rotation le patin 16 qui tourne alors dans le sens de la flèche F3, si bien que son arête postérieure 16b a tendance à se soulever et se dégager de la surface de contact avec l’organe menant 2 permettant alors au flux de lubrification 14 d’être admis dans le système et de lubrifier celui-ci. On décrira ci-après un premier exemple d’utilisation du système de transmission de mouvement suivant l’invention, appliqué au contrôle du déplacement des mors d’un mandrin. On a ainsi représenté sur les figures 8 à 13 un mandrin de serrage 20 à trois mors concentriques. Ce mandrin comprend principalement un corps de mandrin cylindrique 22 dont la face antérieure 22a est creusée de trois glissières 24 distribuées à 120° dans lesquelles sont montés à coulissement trois porte-mors 26. Ces trois porte-mors 26 sont maintenus sur le corps 22 par trois plaques 28 qui sont vissées dans le corps 22 par des vis 29. La face postérieure 22b du corps 22 est fermée par une plaque de fond circulaire 30 qui est fixée dans celui-ci par des vis 31. L’intérieur du corps 22 est creusé d’une cavité cylindrique 32 ouverte du côté de sa face postérieure 22b, qui reçoit un plateau circulaire 34 pourvu à ses parties antérieure et postérieure, de bossages tubulaires respectifs 36 et 38. Le plateau 34 comporte des moyens d’actionnement, non représentés sur le dessin, qui permettent de lui communiquer un mouvement de déplacement suivant l’axe yy’ du mandrin. A cet effet les bossages antérieur et postérieur 36 et 38 sont montés coulissants respectivement dans des logements prévus dans le corps 22 et dans la plaque de fond 30. Par ailleurs le plateau 34 est percé d’un trou 40 qui reçoit une pige de centrage 42 assurant un positionnement angulaire correct de celui-ci par rapport au corps 22. On a représenté sur la figure 12 un dessin de la partie supérieure du plateau 34 qui est séparé en trois zones marquées A , B , et C qui représentent respectivement trois étapes successives de l’assemblage. Ainsi, la zone A représente la face antérieure 34a du plateau 34 qui comporte trois paires de coulisses 44, représentées sur la figure 14, dont les axes longitudinaux uu’ sont perpendiculaires à la face antérieure 34a du plateau 34. Ainsi que représenté sur la figure 17, ces coulisses 44 sont fixées sur le plateau 34 au moyen de vis 35 qui traversent ce dernier. Ces coulisses sont disposées en vis-à-vis c’est-à-dire que chaque coulisse 44 de chaque paire est disposée symétriquement par rapport à un plan radial perpendiculaire à la face antérieure 34a du plateau, ces trois plans radiaux se distribuant ainsi suivant des rayons Q r décalés entre eux de 120°, ainsi que représenté sur la figure 12. Les faces en vis-à-vis de chaque coulisse 44 sont creusées de façon à former une rampe mâle centrale 46 dont le plan médian vv’ est incliné par rapport à l’axe uu’ de la coulisse d’un angle β préférentiellement compris entre 5° et 45° et préférentiellement 15°, ainsi que représenté sur la figure 14. Les flancs 46b de cette rampe sont symétriques par rapport au plan vv’. En section droite, suivant la ligne XV-XV de la figure 14, la rampe 46, ainsi que représenté sur la figure 15, est en forme de trapèze isocèle dont la petite base se situe sur l’extérieur et l’angle formé par chacun de ses flancs 46b avec le plan médian vv’ forme un angle de flanc δ , de faible valeur de façon à éviter de générer des poussées latérales. Préférentiellement cet angle de flanc δ sera compris entre 5° et 30° et notamment égal à 15°. Ainsi que représenté zone B de la figure 12, on dispose entre chacune des trois paires de coulisses 44 un tourillon cylindrique 48, représenté sur la figure 16, dont les extrémités sont creusées d’un évidement 50 dont la forme est complémentaire de celle de la rampe 46 et formant une fourche dont les branches 48a ont des flancs 48b qui viennent en appui sur les flancs 46b de la rampe 46 en prévoyant bien entendu un jeu de fonctionnement. Suivant l’invention et à l’inverse des dispositifs de l’état antérieur de la technique, les branches 48a du tourillon 48 forment deux patins oscillants opposés dont le mode de fonctionnement est le même que celui décrit précédemment en regard des figures 5 et 6. Pour ce faire le centre de rotation O de chacun de ces patins oscillants se trouve à l’extérieur de celui-ci, en l’espèce, sur l’organe menant, à savoir plus précisément dans la présente réalisation sur l’axe longitudinal de chaque tourillon, ainsi que représenté sur les figures 18 et 19. Une telle disposition présente l’avantage de permettre au patin oscillant, en se déplaçant transversalement dans son logement, de compenser des défauts éventuels de positionnement des surfaces en contact. Ainsi malgré un décalage des rampes celles-ci coopèrent sur les flancs du tourillon. Ainsi que représenté zone C de la figure 12, le porte-mors 26 est creusé d’un logement 27 transversal à celui-ci dont le diamètre lui permet de recevoir à glissement le tourillon 48. Dans ces conditions, et en se reportant notamment à la figure 13, on comprend que lorsque le plateau 34 est animé d’un mouvement de translation axial par rapport au porte-mors 26, par exemple dans le sens de la flèche F4, le déplacement axial de la coulisse 44, et donc de sa rampe 46, par rapport au porte-mors 26, a pour effet de générer un déplacement radial de ce dernier suivant la flèche F5. On transmet ainsi le mouvement d’un organe menant, constitué de la coulisse 44 et de sa rampe 46, vers un organe mené, constitué du porte-mors 26, ces deux organes ayant des directions perpendiculaires. Suivant l’invention, ainsi qu’illustré sur les figures schématiques 13 et 18, lorsque le plateau 34 se déplace dans le sens de la flèche F4, la coulisse 44 et sa rampe 46, qui en l’espèce constitue l’organe menant, le tourillon 48, du fait de ce déplacement, a tendance à tourner dans le sens de la flèche F3 ce qui a pour effet de dégager les talons 49 de leur face de contact 48b d’avec les flancs de la rampe 46, permettant ainsi l’admission du fluide de lubrification 14 entre ces deux éléments. Bien entendu on pourrait également suivant l’invention réaliser une rampe 46 dont les flancs seraient parallèles, à l’axe longitudinal du tourillon, un tel mode de réalisation présentant les avantages d’un meilleur rendement mécanique et d’être d’une réalisation plus aisée. La présente invention est intéressante dans de nombreux dispositifs mécaniques et notamment ceux qui nécessitent la transmission d’un effort important entre une pièce menante et une pièce menée dont les axes sont inclinés et notamment perpendiculaires. On a décrit précédemment des réalisations dans lesquelles le ou les patins oscillants étaient encastrés à rotation dans une pièce menée mais, bien entendu, suivant l’invention il serait possible de réaliser l’inverse. Enfin, et bien que l’on ait décrit précédemment un tourillon monté en chape, la présente invention est bien entendu applicable à un tourillon qui serait monté en porte-à-faux. Par ailleurs les coulisseaux peuvent être à guidage prismatique ainsi que décrit précédemment ce qui présente l’avantage de ne pas nécessiter de blocage en rotation, ou à guidage cylindrique ce qui les rend d’une exécution plus facile. On a représenté sur la figure 20 un deuxième exemple d’application de la présente invention qui est constitué d’une machine de poinçonnage 60 dont la tête de travail est déportée et qui nécessite une transmission de mouvement d’une direction horizontale xx’ vers une direction verticale yy’. Cette machine comporte un bâti 62 dont la partie supérieure forme une tête 64 et la partie inférieure forme une enclume 66 destinée à recevoir une pièce à travailler 68. La tête 64 est traversée par un logement horizontal 70 d’axe xx’ qui débouche par sa partie antérieure dans un logement cylindrique vertical 72. La partie postérieure du logement 70 débouche dans une chambre de commande 71 à l’intérieur de laquelle un piston 76 est monté coulissant en translation sous l’action d’un fluide sous pression. A cet effet la partie inférieure de la chambre 71 est percée de deux arrivées de fluide hydraulique, à savoir un conduit 78 qui débouche dans la partie de chambre 71a en arrière du piston 76 et un conduit 80 qui débouche dans la partie de chambre 71b en avant du piston. Ce dernier comporte une tige de piston 82 qui se termine par une tête de piston 82a qui est en prise avec la base d’une chape 84 dont les branches latérales 86 sont chacune munies d’une rampe 88 dont l’axe ww’ est incliné d’un angle Ѳ par rapport à l’axe xx’ du logement 70. Le logement cylindrique vertical 72 reçoit à coulissement une broche 87 dont l’extrémité inférieure est pourvue d’un outil 85 et qui est percée d’un logement cylindrique transversal 89 qui reçoit un tourillon 90 dont les extrémités forment des patins cylindriques oscillants 90a dont les méplats viennent en appui sur les flancs de la rampe 88 ainsi que décrit dans le mode de mise en œuvre précédent en regard des figures 16 à 19. Lorsque l’on veut abaisser l’outil de travail 85 on injecte un fluide hydraulique sous pression par le conduit 78 dans la chambre 71a, ce qui a pour effet de repousser le piston 76 et donc la chape 84 portant la rampe 88 sur la droite sur la figure, si bien que les patins 90a repoussent cette dernière vers le bas. Pour remonter la broche il suffira d’effectuer l’opération en sens inverse en alimentant cette fois ci en fluide hydraulique sous pression le conduit 80. On a représenté sur la figure 21 un troisième exemple d’application de la présente invention qui est constitué d’un dispositif élévateur 92 comprenant un corps composé de deux éléments tubulaires perpendiculaires, à savoir un élément horizontal 94 percé d’un conduit horizontal 96 et d’un élément vertical 98 creusé d’un conduit vertical 100. Le conduit horizontal 96, qui est fermé à chacune de ses extrémités par une plaquette, à savoir une plaquette antérieure 104 et une plaquette postérieure 102 reçoit à coulissement un coulisseau cylindrique 106 dont la partie antérieure se termine par un pan 108 incliné par rapport à l’axe longitudinal xx’ d’un angle Ѳ compris entre 5° et 30° et préférentiellement égal à 15°. Le conduit vertical 100 reçoit à coulissement un piston 110 dont la base est creusée d’un logement apte à recevoir un patin cylindrique 112 de même type que celui décrit précédemment en regard des figures 5 et 7 et qui vient en appui sur le pan incliné 108. Une vis 114 munie d’une manette de commande 116 traverse la plaquette 102 et vient en appui contre le coulisseau. Dans ces conditions lorsque l’on souhaite soulever le piston 110 on tourne la manette de commande 116 de façon à déplacer le coulisseau 106 dans le sens de la flèche F6, si bien que le patin oscillant 112 transmet l’effort au piston 110 et celui-ci se déplace alors vers le haut dans le sens de la flèche F7. Bien entendu les présents exemples ne sont en rien limitatifs des multiples applications de la présente invention. – Dispositif de transmission d'un mouvement entre un premier et un second organe, à savoir d'un organe menant vers un organe mené, du type comprenant au moins un patin cylindrique (16, 48a, 90a, 112) dont la section droite est formée d’une portion (ABD) de cercle (C) fermée par un segment de droite (AD), ce patin étant monté oscillant dans un logement (6a, 27, 89) d’un premier organe (6, 26, 87, 110) et étant en contact par un méplat (16a, 48b) avec le second organe (2, 46, 88, 106), caractérisé en ce que le centre (O) de la portion de cercle (C) se trouve à l’extérieur de ladite section droite. - Dispositif de transmission d'un mouvement suivant la revendication 1 caractérisé en ce que ledit patin oscillant (48b, 90a) est formé en extrémité d’un tourillon cylindrique (48, 90) à base circulaire. - Dispositif de transmission d'un mouvement suivant la revendication 2 caractérisé en ce qu’au moins une extrémité du tourillon (48, 90) comporte deux patins oscillants (48a, 90a) symétriques par rapport à un plan axial et diamétral qui sont séparés par une gorge (50) apte à recevoir une rampe (46, 88) du second organe, sur les flancs (46b) de laquelle les méplats (48b) des patins oscillants (48a) viennent en appui. - Dispositif de transmission d'un mouvement suivant la revendication 3 caractérisé en ce que les flancs (46b) de la rampe (46) sont symétriques par rapport à un plan (vv’). - Dispositif de transmission d'un mouvement suivant la revendication 4 caractérisé en ce que les flancs (46b) de la rampe (46) sont parallèles audit plan (vv’). - Dispositif de transmission d'un mouvement suivant l’une des revendications 3 ou 4 caractérisé en ce que les flancs (46b) de la rampe (46) forment avec ledit plan (vv’) un angle compris entre 5° et 30° et préférentiellement, de l'ordre de 15°. - Dispositif de transmission d'un mouvement suivant l’une des revendications 3 à 6 caractérisé en ce que le second organe comprend au moins une paire de rampes (46) entre lesquelles est disposé un tourillon (48) monté à rotation dans un logement (27) du premier organe (26). - Dispositif de transmission d'un mouvement suivant la revendication 7 caractérisé en ce que les rampes de chaque paire de rampes sont disposées en vis-à-vis. - Dispositif de transmission d'un mouvement suivant l’une des revendications 7 ou 8 caractérisé en ce que les rampes (46) sont solidaires d'une coulisse (44) montée sur un plateau (34) mobile en translation suivant l'axe (yy’) d’un mandrin sous l'action d'un organe de commande. - Dispositif de transmission d'un mouvement suivant l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que le premier organe est constitué d’un porte-mors (26) d'un mandrin (20) à serrage concentrique. - Dispositif de transmission d'un mouvement suivant la revendication 10 caractérisé en ce que le porte-mors du mandrin (20) est monté coulissant dans une glissière radiale (24) de ce dernier.