Le présent brevet concerne un dispositif porte-outil pour une machine à usiner, notamment a couper et à biseauter, des tubes et comportant au moins un organe rotatif, un support pour cet organe, au moins un porte-outil mobile disposé sur l'organe rotatif. un moyen pour guider le porte-outil sur l'organe rotatif, un mécanisme d'avance du porte-outil et un entraînement de l'organe rotatif.
Des machines munies de dispositifs connus de ce genre permettent de couper et de biseauter des tubes en matières diverses, par exemple métalliques, ces opérations s'effectuant sans nécessiter d'efforts manuels.
Les dispositifs connus du genre précité présentent cependant les inconvénients d'être compliqués, lourds, d'une manipulation et d'un transport difficiles ainsi que coûteux à l'exploitation et à l'entretien.
La présente invention a pour but de fournir un dispositif qui permette d'éliminer les inconvénients des dispositifs porte-outil connues de ce genre tout en conservant leurs avantages.
Le dispositif porte-outil selon l'invention est caractérisé par une première roue comportant au moins une première rainure, un chariot porte-outil mobile disposé sur la première roue, une seconde roue coaxiale à la première roue et qui comporte au moins une seconde rainure formant, avec la première rainure, une plage de chevauchement à position radiale variable en fonction de la position angulaire relative des première et seconde roues, un élément du chariot porte-outil, formant bloc avec celui-ci et étant engagé dans les rainures à leur plage de chevauchement, de manière à faire avancer le chariot porte-outil lors d'un mouvement de rotation relative des roues, un moyen pour conférer à celles-ci un mouvement rotatif et un mécanisme pour leur conférer un mouvement de rotation relative, afin de faire avancer le chariot porte-outil lors du mouvement rotatif des roues.
La description suivante traite, à titre d'exemple, des modes de réalisation du dispositif porte-outil, pour une machine a couper et à biseauter des tubes, selon l'invention, en regard du dessin. Sur ce dessin:
La fig. I est une vue en élévation d'un dispositif porte-outil formant un mode de réalisation du dispositif selon l'invention, une carcasse et des éléments de transmission ayant été omis afin de faire mieux ressortir les détails des outils de coupe.
La fig. 2 est une vue latérale en coupe du dispositif porte-outil delafig. 1.
La fig. 3 est une vue en élévation d'une roue dentée, du dispositif porte-outil de la fig. 1. à l'échelle réduite, comportant des rainures de guidage et des orifices filetés pour des boulons de fixation de glissières de chariots porte-outil.
La fig. 4 est une vue en élévation d'une autre roue dentée du dispositif porte-outil de la fig. I, à l'échelle réduite, et qui comporte des rainures hélicoïdales pour l'entraînement de chariots porte-outil.
Le dispositif porte-outil comporte, pour son entraînement, un moteur électrique I monté sur un variateur de vitesse 2. Ce dispositif est monté sur une machine non représentée, à usiner, en particulier à couper et a biseauter, des tubes. Les machines de ce genre étant bien connues des spécialistes, leur description serait ici superflue. Le variateur 2 est couplé directement à l'arbre du moteur 1. Le variateur 2 est du type comportant un mécanisme à levier et à fourchette, il peut cependant être de n'importe quel type conventionnel. Le variateur 2 est fixé à une carcasse circulaire 3 du dispositif décrit.
La carcasse 3 présente un orifice central non désigné dont le diamètre détermine le diamètre maximum des tubes pouvant être coupés. Autour de cet orifice est disposé un roulement à aiguilles 4 comportant une bague interne de roulement, calée sur la carcasse 3 et deux bagues externes mobiles indépendantes l'une de l'autre. Le roulement 4 est vissé sur la carcasse 3 par l'intermédiaire d'une rondelle 5 de fixation.
Sur les deux bagues externes du roulement 4 sont calées deux roues dentées respectives 6 et 7. La roue dentée 6 comporte quatre rainures 6' en forme de spirale et qui sont réparties à distances équiangulaires sur la roue 6. Les rainures 6' peuvent avoir d'autres formes. Elles peuvent en particulier être droites.
La roue dentée 7 comporte quatre rainures radiales droites 7' et disposées à distances équiangulaires sur la roue 7. Les rainures 6' et 7' forment des plages de chevauchement non désignées, dont la position radiale, par rapport au centre des roues 6, 7, varie lors d'un mouvement de rotation relative de ces roues 6, 7.
Les dentures respectives des roues 6, 7 sont du même type mais de modules différents.
Quatre chariots porte-outil 11 sont disposés sur la roue 7 au moyen de quatre glissières 12, une partie, de chaque chariot 11, ayant une section en forme de queue d'hirondelle coopérant avec la glissière 12 correspondante. Chaque glissière 12 comporte une rainure non désignée coïncidant avec une rainure correspondante 7' de la roue 7, les glissières 12 étant fixées à celle-ci au moyen de vis non désignées.
Des couteaux 9 sont montés sur des supports 10 fixés aux chariots 11, un jeu suffisant pour permettre le déplacement du chariot 11 le long de sa glissière 12 étant prévu entre ces éléments 11, 12. Un boulon 13 est fixé, par une de ses extrémités, à chaque chariot 11 au moyen d'un écrou et d'une rondelle non désignés, la partie médiane du boulon 13 étant engagée, à la plage de chevauchement des rainures correspondantes 6', 7', dans la rainure correspondante 7' de la roue 7 et dans celle de la glissière correspondante 12, une douille non désignée de l'extrémité opposée du boulon 13 étant engagée dans la rainure courbe correspondante 6' de la roue 6, afin de provoquer le déplacement radial du chariot 11, entre des positions d'avance minimum et maximum des couteaux 9 vers le centre de la roue 7, lors d'un mouvement de rotation relative des roues 6, 7.
Sur l'arbre de sortie 15 du variateur 2 est disposé un pignon 4 qui s'engrène avec la roue dentée 7. Sur un axe non désigné sont disposés deux pignons 16 qui s'engrènent avec les roues dentées 6 et 7 respectivement.
Le dispositif porte-outil fonctionne de la manière décrite ci-après.
Le moteur électrique 1 transmet son mouvement aux pignons 14 par l'intermédiaire du variateur 2. Le pignon 14 s'engrène avec la roue dentée 7 qui, en tournant autour de son axe, fait tourner en même temps tous les éléments fixés sur elle, la rotation des chariots porte-outil 11 obligeant les outils de coupe 9 à tourner autour de l'axe de rotation de la roue 7. Le mouvement de la roue 7 se transmet aux pignons 16; le pignon 16 s'engrène avec la roue dentée 6 provoquant la rotation de celle-ci. Les deux pignons 16 ainsi que les roues respectives 6 et 7 ayant, comme exposé ci-dessus, des modules d'engrenage différents, les roues 6, 7 tournent à des vitesses différentes, un mouvement de rotation relative de ces roues 6, 7 résultant de cette différence de vitesse.
Ce mouvement de rotation relative des roues 6, 7 provoque, par rapport au centre de la roue 7, un déplacement radial des plages de chevauchement des rainures correspondantes 6', 7', ce qui confère une avance radiale correspondante aux boulons 13, aux chariots 11 respectifs et aux couteaux 9, la trajectoire de cette avance étant rectiligne par rapport à la roue 7 et ayant une forme en spirale par rapport aux parties fixes de la machine et du dispositif décrit.
Les deux pignons 16 sont disposés sur un support 17 articulé autour d'un axe 18 sur la carcasse 3. Le support 17 est pivotable, autour de l'axe 18, au moyen d'une poignée non désignée, de manière que les pignons 16 puissent s'engrener à volonté avec les roues 6 et 7, le dégagement des pignons 16, de ces roues 6, 7, arrêtant l'avance radiale des couteaux 9. Dans ce dernier état de fonctionnement du dispositif décrit, les roues 6 et 7 tournent, à cause des frottements internes du dispositif, ensemble sans rotation relative et, par conséquent, sans faire avancer les outils de coupe 9.
Un rochet 8 à commande manuelle est disposé de manière à pouvoir être introduit à volonté entre les dents de la roue 6.
Lorsque le moteur 1 est à l'arrêt et les pignons 16 sont dégagés des roues 6, 7, l'introduction du rochet 8 entre les dents de la roue 6 bloque celle-ci de façon que, en faisant tourner à la main la roue 7 et avec elle les chariots 11, on peut provoquer une rapide avance radiale de ceux-ci vers le centre de la roue 7 ou, suivant le sens de la rotation de celle-ci, dans la direction opposée.
Pour couper un tube, on l'introduit dans l'orifice non désigné de la carcasse 3 du dispositif porte-outil jusqu'à ce qu'il occupe la position de coupe désirée. Une fois le tube fixé à la machine, on peut, à volonté, effectuer manuellement l'avance rapide, décrite ci-dessus, des couteaux 9 jusqu'à la proximité immédiate du tube à couper. Après la libération du rochet 8 et après l'engrènement successif des pignons 6 avec les roues dentées 6 et 7, on met en marche le moteur 1, provoquant ainsi la rotation des roues 6, 7, l'avance simultanée des couteaux 9 vers le centre du dispositif décrit ainsi que l'opération de coupe proprement dite, consistant en l'enlèvement, au moyen des couteaux 9, de copeaux du tube à couper.
La vitesse de rotation des roues 6, 7 ainsi que la vitesse de l'avance des couteaux 9 peut être variée au moyen du variateur, ou réducteur, de vitesse 2, la profondeur de coupe obtenue étant fonction du pas de la spirale décrite par les couteaux 9 en mouvement. Ce pas de spirale étant, par ailleurs, fonction des nombres de dents des deux pignons 16, taillés en une seule pièce, la profondeur de coupe peut être variée en utilisant, suivant la profondeur de coupe désirée, différents pignons 16.
Le dispositif décrit travaille de façon particulièrement équilibrée en utilisant quatre outils de coupe 9 disposés à distances équiangulaires sur la roue 7, deux couteaux 9 disposés dans des plans se croisant pouvant servir à tronçonner, les deux autres servant à biseauter. Cependant le dispositif décrit peut également fonctionner avec un, deux ou trois couteaux 9 semblables ou différents.
The present patent relates to a tool holder device for a machine for machining, in particular for cutting and bevelling, tubes and comprising at least one rotary member, a support for this member, at least one mobile tool holder arranged on the member. rotary. a means for guiding the tool holder on the rotary member, a tool holder advancement mechanism and a rotary member drive.
Machines equipped with known devices of this type make it possible to cut and bevel tubes of various materials, for example metal, these operations being carried out without requiring manual efforts.
The known devices of the aforementioned type, however, have the drawbacks of being complicated, heavy, difficult to handle and transport as well as expensive to operate and maintain.
The object of the present invention is to provide a device which makes it possible to eliminate the drawbacks of known tool-holder devices of this type while retaining their advantages.
The tool-holder device according to the invention is characterized by a first wheel comprising at least a first groove, a movable tool-holder carriage arranged on the first wheel, a second wheel coaxial with the first wheel and which comprises at least a second groove forming, with the first groove, a range of overlap with variable radial position as a function of the relative angular position of the first and second wheels, an element of the tool-holder carriage, forming a block with the latter and being engaged in the grooves at their range of overlap, so as to advance the tool carriage during a relative rotational movement of the wheels, a means for imparting them a rotational movement and a mechanism for imparting them a relative rotational movement, in order to advance the tool carriage during the rotary movement of the wheels.
The following description deals, by way of example, with embodiments of the tool holder device, for a machine for cutting and beveling tubes, according to the invention, with reference to the drawing. On this drawing:
Fig. I is an elevational view of a tool holder device forming an embodiment of the device according to the invention, a carcass and transmission elements having been omitted in order to bring out better the details of the cutting tools.
Fig. 2 is a sectional side view of the delafig tool holder device. 1.
Fig. 3 is an elevational view of a toothed wheel, of the tool holder device of FIG. 1. on a reduced scale, comprising guide grooves and threaded holes for fixing bolts for slideways of tool carriers.
Fig. 4 is an elevational view of another toothed wheel of the tool holder device of FIG. I, on a reduced scale, and which has helical grooves for driving tool carriages.
The tool holder device comprises, for its drive, an electric motor I mounted on a speed variator 2. This device is mounted on a machine, not shown, for machining, in particular for cutting and beveling, tubes. As machines of this type are well known to specialists, their description would be superfluous here. The variator 2 is coupled directly to the shaft of the motor 1. The variator 2 is of the type comprising a lever and fork mechanism, it can however be of any conventional type. The variator 2 is fixed to a circular frame 3 of the device described.
The carcass 3 has a central orifice, not designated, the diameter of which determines the maximum diameter of the tubes which can be cut. Around this orifice is arranged a needle bearing 4 comprising an internal bearing ring, wedged on the carcass 3 and two movable external rings independent of one another. The bearing 4 is screwed onto the carcass 3 by means of a fixing washer 5.
On the two outer rings of the bearing 4 are wedged two respective toothed wheels 6 and 7. The toothed wheel 6 has four grooves 6 'in the form of a spiral and which are distributed at equiangular distances on the wheel 6. The grooves 6' may have d 'other forms. They can in particular be straight.
The toothed wheel 7 comprises four straight radial grooves 7 'and arranged at equiangular distances on the wheel 7. The grooves 6' and 7 'form non-designated overlapping areas, whose radial position, relative to the center of the wheels 6, 7 , varies during a relative rotational movement of these wheels 6, 7.
The respective teeth of the wheels 6, 7 are of the same type but of different modules.
Four tool-holder carriages 11 are arranged on the wheel 7 by means of four slides 12, one part of each carriage 11 having a cross-section in the form of a swallowtail cooperating with the corresponding slide 12. Each slide 12 has a non-designated groove coinciding with a corresponding groove 7 'of the wheel 7, the slides 12 being fixed thereto by means of non-designated screws.
Knives 9 are mounted on supports 10 fixed to the carriages 11, sufficient play to allow movement of the carriage 11 along its slideway 12 being provided between these elements 11, 12. A bolt 13 is fixed, by one of its ends. , to each carriage 11 by means of an unnamed nut and washer, the middle part of the bolt 13 being engaged, at the area of overlap of the corresponding grooves 6 ', 7', in the corresponding groove 7 'of the wheel 7 and in that of the corresponding slideway 12, a non-designated socket of the opposite end of the bolt 13 being engaged in the corresponding curved groove 6 'of the wheel 6, in order to cause the radial displacement of the carriage 11, between positions minimum and maximum advance of the knives 9 towards the center of the wheel 7, during a relative rotational movement of the wheels 6, 7.
On the output shaft 15 of the variator 2 is disposed a pinion 4 which meshes with the toothed wheel 7. On a non-designated axis are arranged two pinions 16 which mesh with the toothed wheels 6 and 7 respectively.
The tool holder device operates as described below.
The electric motor 1 transmits its movement to the pinions 14 via the variator 2. The pinion 14 meshes with the toothed wheel 7 which, by rotating around its axis, simultaneously rotates all the elements fixed on it, the rotation of the tool-holder carriages 11 forcing the cutting tools 9 to rotate around the axis of rotation of the wheel 7. The movement of the wheel 7 is transmitted to the pinions 16; the pinion 16 meshes with the toothed wheel 6 causing the latter to rotate. The two pinions 16 as well as the respective wheels 6 and 7 having, as explained above, different gear modules, the wheels 6, 7 rotate at different speeds, a relative rotational movement of these wheels 6, 7 resulting of this speed difference.
This relative rotational movement of the wheels 6, 7 causes, relative to the center of the wheel 7, a radial displacement of the overlapping areas of the corresponding grooves 6 ', 7', which gives a corresponding radial advance to the bolts 13, to the carriages. 11 respectively and to the knives 9, the path of this advance being rectilinear with respect to the wheel 7 and having a spiral shape with respect to the fixed parts of the machine and of the device described.
The two pinions 16 are arranged on a support 17 articulated around an axis 18 on the carcass 3. The support 17 is pivotable, around the axis 18, by means of a non-designated handle, so that the pinions 16 can mesh at will with the wheels 6 and 7, the release of the pinions 16, of these wheels 6, 7, stopping the radial advance of the knives 9. In this last operating state of the device described, the wheels 6 and 7 rotate, because of the internal friction of the device, together without relative rotation and, consequently, without advancing the cutting tools 9.
A manually operated ratchet 8 is arranged so that it can be introduced at will between the teeth of wheel 6.
When the engine 1 is stopped and the pinions 16 are released from the wheels 6, 7, the introduction of the ratchet 8 between the teeth of the wheel 6 blocks the latter so that, by turning the wheel by hand 7 and with it the carriages 11, it is possible to cause a rapid radial advance thereof towards the center of the wheel 7 or, depending on the direction of rotation of the latter, in the opposite direction.
To cut a tube, it is introduced into the unnamed orifice of the frame 3 of the tool holder device until it occupies the desired cutting position. Once the tube is attached to the machine, it is possible, at will, to perform the rapid advance manually, described above, of the knives 9 to the immediate proximity of the tube to be cut. After releasing the ratchet 8 and after the successive meshing of the pinions 6 with the toothed wheels 6 and 7, the motor 1 is started, thus causing the rotation of the wheels 6, 7, the simultaneous advance of the knives 9 towards the center of the device described as well as the actual cutting operation, consisting in the removal, by means of the knives 9, of chips from the tube to be cut.
The speed of rotation of the wheels 6, 7 as well as the speed of the advance of the knives 9 can be varied by means of the variator, or reducer, of speed 2, the depth of cut obtained being a function of the pitch of the spiral described by the 9 knives in motion. This spiral pitch being, moreover, a function of the number of teeth of the two pinions 16, cut in one piece, the cutting depth can be varied by using, depending on the desired cutting depth, different pinions 16.
The device described works in a particularly balanced manner using four cutting tools 9 arranged at equiangular distances on the wheel 7, two knives 9 arranged in intersecting planes which can be used for cutting, the other two serving for bevelling. However, the device described can also operate with one, two or three similar or different knives 9.