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Perfectionnements aux machines-outils à meuler et fraiser les métaux. '
La présente invention a trait aux machines-outils à 'meuler et fraiser les métaux et concerne, plus particulièrement, les machines à meuler et autres machines-outils pour la fabrication de calibres, fraises et autres Articles du même genre que l'on désignera, ci-après, sous le nom générique d'ouvrage.
L'invention est applicable, en premier lieu, à des machines à meuler et autres machines-outils pour la production d'ouvragesdans lesquels une extrême précision,quant aux dimensions, est nécessaire et elle a pour objet principal.de-permettre d'examiner l'ouvrage avec soin et de'le comparer avec une réplique de lui-même, tellequ'un dessin, par exemple, pendant qu'il est en cours de production, ce.qui.est grandement avan-
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tageux, en comparaison avec les modes d'examen et de comparaison qui ont prévalu jusqu'à présent., en tant que cela épargne beaucoup de temps et de peine.
Suivant l'invention on prévoit, dans une machine à meuler ou machine-outil, en combinaison avec des moyens pour agir sur l'ouvrage et des moyens pour supporter celui-ci, un appareil optique de projection au moyen duquel une image de l'ouvrage peut être projetée sur un écran pour une observation directe pendant que l'ouvrage est en cours d'exécution.
De cette façon, on peut examiner l'ouvrage avec soin et le comparer avec un original ou patron, ou un dessin à grande échelle, dans le but de déceler des inexactitudes ou de déterminer la quantité de métal à enlever, aussi bien que de guider l'opérateur pour mouvoir le moyen agissant sur l'ouvrage de façon à pouvoir produire promptement et facilement une pièce extrêmement précise..
Sur les dessins ci-joints:
Fig. 1 est une élévation de face d'une machine à meuler, ou machine-outil, constituant un exemple pratique de l'invention;
Fig. 2 en est une élévation latérale, partie en coupe suivant II-II, Fig. 1;
Fig. 3 est un schéma représentant la position de l'appareil optique de projection par rapport tant à l'ouvrage qu'à l'écran.
Les mêmes parties sont désignées partout par les mêmes caractères de référence.
En se reportant aux dessins, on verra que la machine à meuler, ou machine-outil, est pourvue d'un socle ou bâti 1 dans lequel est monté, pour glisser horizontalement sur une glissière 2, un chariot 3 sur lequel est montée une
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table 4 capable d'être inclinée à différents angles; comme ce sera-décrit ci-après.
Cette table, qui est mobile sur le chariot suivant un chemin en arc de cercle, est convenablement évidée, sur son dessus, comme c'est représenté plus clairement sur la fig. 2, pour recevoir un coulisseau horizontalement mobile, 6, pourvu lui-même d'une glissière 7 sur laquelle est monté un autre coulisseau, 8, auquel un mouvement de traversée à angle droit par rapport à la table 4 et :au coulisseau 6 peut être imprimé par tous moyens convenables tels que ceux qui seront décrits ci-après. Sur le coulisseau 8 est monté un moteur électrique 9 par l'arbre 10 duquel est commandée une meule ou fraise 11. La meule ou fraise est montée directement sur l'arbre du moteur.
La glissière 2 est une sorte de plateau et fait..partie d'une colonne 12 montée pour se mouvoir verticalement dans le socle ou bâti 1 ou, comme c'est représenta.est montée sur cette colonne. Le chariot 3 est par conséquent disposé pour se mouvoir tant horizontalement que verticalement dans ou sur le socle ou bâti. Tous moyens convenables peuvent être adoptés pour effectuer les mouvements horizontal et vertical de ce chariot; mais de préférence, dans les deux cas, ces moyens comprennent une' vis sans fin et une roue hélicoïdale ainsi qu'un volant à main, ou son équivalent, pour actionner celles-ci.
Ainsi, on effectue le mouvement vertical du chariot 3 en tournant convenablement un volant 13 qui est rigidement assujetti à l'extrémité supérieure d'un arbre vertical 14 pourvu, à son extrémité inférieure, d'une vis sans fin 15 et monté pour tourner dans des portées dans un support 16 formé ou prévu sur le socle ou bâti 1.
La vis sans fin 15 engrène avec une roue hélicoïdale convenablement montée, 17, rigidement assujettie à l'une des extrémités d'un arbre horizontal 18 qui porte, à son autre -
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extrémité, un pignon 19 engrenant avec une crémaillère 20 assujettie à la colonne 12. La disposition est par conséquent telle que, quand on tourne le volant 13, un mouvement vertical est transmis de l'engrenage à vis sans fin 15, 17 à la colonne 12 et, par suite, également au chariot 3 au moyen de la crémaillère et du pignon et ce mouvement est commodément contrôlé, comme c'est représenté sur la fig. 1, par un contrepoids 21 suspendu à une corde, ou son équivalent, 22 qui passe sur un système de poulies, 23, 24, 25, convenablement arrangées.
De cette façon, la colonne 12, avec tout ce qu'elle porte, est contre-balancée. Le mouvement horizontal du chariot 3,lui est imprimé au moyen d'un volant à main 26 (fig. 1) rigidement assujetti à une vis d'entraînement 27 travaillant dans un écrou fixe 28. Des plaques de retenue telles que 29, 30 et 31 (fig. 2), convenablement assujetties et disposées, servent à tenir le chariot 3 sur la glissière 2.
La table inclinable 4 présente des parties latérales descendantes, 32 et 33 respectivement, et pour permettre à la table d'être mue à différentes positions angulaires dans le sens de sa longueur, les extrémités inférieures de ces parties latérales sont formées en arc de cercle et glissent le long de parties de forme complémentaire du chariot 3, comme c'est représenté plus clairement sur la fig. 1. linsi., en fait, le dessous de la table 4 est fait convexe et monté sur une glissière concave formée sur le chariot 3.
Cette glissière est désignée par 34 (fig.l) et présente, sur un de ses cotés, une nervure longitudinale 35 (fig. 2), engagée dans une rainure correspondante existant dans le dessous de la partie latérale 32, et, sur son autre côté, une surface plate 36 qui supporte une partie formant rebord vers l'intérieur, 37, de la partie latérale 33. Des plaques de retenue 38 - une de chaque coté de la table 4 - servent à ,-
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tenir celle-ci sur la glissière 34. Chacune de ces plaques est convenablement boulonnée à la partie latérale appropriée de la table inclinable et présente, à son extrémité inférieure, un rebord 39, dirigé vers l'intérieur, engagé et coulissant dans une rainure 40 formée d'une manière correspondante dans le coté du chariot 3.
Les mouvements d'in- clinaison requissont imprimésà la table 4 par un engrenage à vis sans fin et, à cet effet, il-existe sur le dessous de cette table une nervure centrale descendante, 41, à laquelle est assujetti un segment de couronne à denture hélicoidale,42, coopérant avec une vis sans fin,43, associée à un arbre 44 convenablement monté pour tourner dans le chariot 3. L'arbre 44 est supporté dans des oreilles 45 et 46, ou des parties équivalentes, formées ou prévues sur le dessous du chariot et porte, y rigidement assujetti, un volant à main 47 au moyen duquel on peut faire tourner la vis sans fin 43 pour faire glisser la table 4 sur la glissière concave 34.
Le coulisseau 6 dont il a été question ci-dessus est retenu en position dans la partie supérieure, évidée, de la table 4 au moyen de plaques 48, 49 et 50 convenablement arrangées et appliquées. Une partie de la plaque de retenue 49 est arrachée sur la fig. 1 pour laisser voir la glissière 7 et la partie inférieure du coulisseau à mouvement de traversée 8. Ce coulisseau est tenu en position sur la glissière 7 au moyen de plaques de retenue 51, 52 et des roulements à rouleaux 53, disposés comme c'est plus clairement représenté sur la fig.l., sont prévus pour permettre au coulisseau d'effectuer sa traversée, c'est-à-dire d'aller et venir, librement.
Bien que tous moyens convenables, hydrauliques ou mécaniques par exemple, puissent être prévus pour imprimer un mouvement de va-et-vient au coulisseau 8, il est préférable d'employer à cet effet une came ou un
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excentrique mû par force motrice. Pour lui permettre de recevoir un mouvement de va-et-vient ce coulisseau présente, dans l'exemple spécifique représenté, une partie s'étendant latéralement, 54, qui présente une fente 55 pour recevoir un bloc verticalement mobile 56. Ce bloc peut être à deux pièces, de façon à lui permettre d'être adapté dans la fente 55; ou bien encore la partie 54 peut être convenablement construite à cet effet.
En tout cas, le bloc 56 est convenablement guidé dans son mouvement vertical dans le coulisseau 8 et est actionné au moyen d'un bouton excentrique 57, formé ou prévu sur une manivelle 58 qui est associée avec un arbre 59 monté pour tourner dans des paliers 60 d'un support 61 monté sur le coulisseau 6. L'arbre 59 est actionné., au moyen d'un engrenage à vis sans fin 62, 63, par un moteur électrique 64 porté par le support 61. Le mouvement circulaire du bouton excentrique 57 a pour résultat de faire glisser le bloc 56 de bas en haut et de haut en bas dans la fente 55 et de faire, par suite, aller et venir également le coulisseau 8. Ainsi, de cette façon, la meule ou fraise 11 est mue en arrière et en avant en même temps qu'elle est mise en rotation, c'est-à-dire actionnée, par le moteur 9.
En plus des moyens tels que ceux décrits précédemment pour mouvoir le chariot 3, et tout ce qu'il porte, horizontalement et verticalement, il est également désirable de prévoir des moyens pour mouvoir d'une manière similaire la meule ou fraise Il ainsi que, par suite, le moteur 9 par rapport à la table 4 pour permettre de mouvoir plus facilement la meule ou fraise lorsqu'on exécute un ouvrage. Le mouvement horizontal de la meule oufraise.et du moteur l'actionnant est obtenu en effectuant un mouvement du coulisseau 6 sur la table 4.
Pour permettre de le faire, il est prévu une visd'entraînement 65 qu'on peut faire tourner au moyen d'un volant à main 66
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et qui est convenablement disposée pour pouvoir donner le résultat voulu. Un mouvement vertical du moteur 9 et de la meule ou fraise par rapport à la table 4 et ¯au coulisseau 6 est rendu possible par le montage de ce moteur sur un cou- lisse,au 67 monté à son tour pour pouvoir glisser vertica- lement sur ou dans le coulisseau 8. A cet égard, ce dernier coulisseau présente une partie 68, s'en élevant, qui est formée, en 69, pour offrir une glissière à laquelle le coulisseau 67 est tenu par des plaques de retenue (non représentées).
Une vis d'entraînement verticale 70, qu'on peut faire tourner .au moyen d'un volant à main 71, est convenablement .associée avec le coulisseau 67 pour effectuer un mouvement de ce dernier comme et quand c'est nécessaire. Dans l'exemple spécifique représenté, une nervure de renforcement 72 est formée de chaque côté de la partie 68 et, comme on le verra, la glissière 69 se trouve entre les deux nervures.
Le support d'ouvrage, indiqué en 73, est immobile et consiste en un bloc situé au-dessus de la meule ou fraise 11 et porté par une traverse 74 d'une superstructure convenable, 75, prévue au-dessus du socle ou bâti 1. Si on le désire, ce support peut être rendu réglable; à cet effet, et comme c'est représenté sur la fige 2, il peut être formé dans son dos un évidement de forme appropriée pour recevoir une saillie en queue d'aronde, telle que 76, existant sur le devant de la traverse 74. En tout cas - que le support d'ouvrage soit fixe ou réglable - il est de préférence pourvu de moyens de serrage pour tenir rigidement l'ouvrage sur lui.
Ces moyens consistent commodément en un ou plusieurs éléments de serrage, 77, avec lesquels, ou chacun desquels, est associée une vis 78 qui est engagée dans une fente en T, 79, formée dans la face du support et avec laquelle coopère: un écrou 78'. Un ouvrage, ou pièce à travailler, c'est- - @
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à-dire un calibre, est représenté en position en 80.
Suivant l'invention il y a, .à proximité immédiate du dit support d'ouvrage et du coulisseau 8, un appareil optique de projection qui peut être de tout genre convenable comprenant une source de lumière située en L, un condensateur C y associé et un objectif 0 capable de donner un fort degré d'agrandissement. La source lumineuse peut, comme c'est représenté sur les figs. 2 et 3, comprendre une chambre à lampe 81 avec une lentille de condensateur 82 et l'objectif comprend commodément une lentille fixe 83 et une lentille 84, réglable axialement, servant de lentille de mise au point.
Dans l'exemple représenté, la lumière est fournie par une lampe électrique, telle que 85, d'une puissance convenable, et la chambre 81 est pourvue d'une douille 86 munie d'un conducteur ou câble 87 portant une fiche (non représentée) pour le relier à une prise de courant convenable.
La source lumineuse est d'une intensité suffisante, en lumens, pour donner un bon éclairement sur un écran S (fig.5) de préférence, quoique pas nécessairement, situé en un endroit éloigné de la machine-outil et, si on le désire, un miroir concave peut être prévu à l'arrière de la lumière pour augmenter cet éclairement. L'appareil optique de projection peut être de toute grandeur convenable et donner tout degré convenable d'agrandissement. Par exemple, il peut posséder un champ de cinq centimètres et le degré d'agrandissement peut être de l'ordre de cinquante ou soixante dix.
En tout cas, cet appareil est monté de telle façon que l'ouvrage 80 se trouve entre la source de lumière L et l'objectif 0 et, de cette façon, le condensateur C rassemble la lumière émanant de la source et la distribue uniformément sur l'ouvrage, tandis que l'objectif rassemble la lumière passant autour de l'ouvrage et met l'image de ce dernier au point sur l'écran S.
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La source de lumière L, avec le condensateur C et l'objectif 0, peuvent être montés sur un support convenable, des barres porteuses ou leur équivalente susceptibles d'être attachés à la superstructure 75 .avec ou sans moyens permettant un réglage horizontal et/ou vertical suivant les exigences.
Lorsque, comme il y a été 'déjà fait allusion ici, la grandeur de l'ouvrage excède le champ de l'appareil optique de projection, il est nécessaire de prévoir un certain ajustement pour permettre d'amener dans le champ de l'appareil différentes sections de l'ouvrage. Ainsi, dans l'exemple spécifique en cours de description actuellement, la source lumineuse et l'objectif sont disposés pour un ajustement tant horizontalement que verticalement. Comme on le verra, l'objectif 0 est monté dans un support 88 sur chaque côté duquel est formée une portée 89 pour lui permettre de coulisser verticalement sur une paire de tiges 90 qui sont disposées paral- lèlement l'une à l'autre et descendent d'un support 91 monté, à son tour, pour glisser horizontalement sur une tige ou barre 92.
Cette dernière est disposée au-dessus du support d'ouvrage 73 et est montée dans un chariot 93 qui peut glisser latéralement sur une paire de tiges ou barres porteuses parallèles 94 supportées, à chaque bout, dans un support tel que 95 ou 96 attaché .au haut d'une colonne montante 97, de la superstructure dont il a été question cidessus. La source lumineuse L est montée, exactement de la même façon que l'objectif, dans un support 98 (similaire au support 88) capable de glisser verticalement sur une paire de tiges parallèles 99 .associées -avec un support 100 capable de glisser sur la tige ou barre 92 (voir fig. 2). Avec l'appareil optique de projection peuvent être associés des moyens pour déterminer les différentes positions auxquelles il est amené horizontalement et/ou verticalement.
Par exem- '
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ple, des linguets ou dispositifsde maintien en place équivalents (non représentés) peuvent être prévus pour déterminer les positions des diverses parties coulissantes qu'on vient de décrire et ces parties peuvent être mues d'une position à l'autre à la main ; oubien la disposition peut comprendre un dispositif à vis avec réglage micrométrique, si c'est nécessaire, pour donner de l'exactitude.
L'intention est, principalement, de faire usage, conjointement avec la machine, d'un écran tel que S, fig. 3, capable de faire voir une représentation, par exemple un dessin, à grande échelle de l'ouvrage à exécuter. Les demandeurs emploient commodément un écran qui comprend un cadre ou châssis 101 et une feuille, 102, de verre plat qui peut être optiquement poli, auquel cas un dessin de l'ouvrage peut être appliqué au dos de l'écran, ou bien ce dernier peut être peint, ou autrement enduit, avec une matière convenable sur laquelle la ou les représentations désirées peuvent être marquées.
Comme on le comprendra, l'appareil optique de projection et l'écran sont disposés, l'un par rapport à l'autre, de façon que l'image de l'ouvrage, ou de parties de celui-ci, projetée sur l'écran coïncide exactement avec la représentation de parties correspondantes de cet ouvrage. La représentation de l'ouvrage à exécuter est divisée en un certain nombre de sections - qui peuvent être soit dessinées séparément ou superposées - selon la grandeur du champ de l'appareil optique et l'amplitude de l'agrandissement nécessaire. On peut toutefois adopter à cet effet toute autre disposition.
Il est prévu un ou plusieurs écrans, ou gardes, transparents pour protéger l'appareil optique de projection de particules volantes de métal enlevées par la meule ou la fraise. Dans ce but, il est commode de prévoir un disque
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103 de verre plat optiquement poli en avant de la source lumineuse L et un disque similaire 104 à carrière de l'objectif 0.
Comme on le comprendra, lorsque la machine à meuler, ou machine outil, doit être utilisée pour produire des calibres ou des outils formeurs façonnés, l'opérateur amène d'abord la meule ou fraise 11, en la déplaçant horizon- talement et/ou verticalement, à proximité immédiate de l'ouvrage en tournant le volant 13, ou le volant 26, ou les deux.
Puis, pendant Inexécution réelle du calibre ou de l'outil, l'opérateur contrôle la meule ou fraise en tournant convenablement les volants 47, 66 et 71 selon la forme à produire et, en surveillant l'écran S, il peut travailler avec une grande précision afin de produire un calibre ou un outil formeur de la forme et des dimensions exactes requises. Ainsi, en mouvant la meule ou fraise verticalement et horizontale ment au moyen des volants 66 et 71, des parties de formation en gradins peuvent être enlevées de l'ouvrage à mesure que la meule ou fraise est actionnée et traversée. On peut produire facilement sur l'ouvrage des faces inclinées et des parties radiales en tournant convenablement le volant 47 pour incliner la meule ou fraise au degré voulu.
Lorsqu'on tourne le volant 47 seul, la meule ou fraise est, naturellement, mue ou inclinée autour d'un centre temporairement fixe.
Toutefois, la construction de la machine est également telle qu'on peut imprimer à la meule ou fraise un mouvement dans plus d'une direction simultanément, suivant les exigences.
Pour plus de clarté dans l'illustration, la meule ou fraise 11 a été représentée dégagée de l'ouvrage 80 sur les figs. 1 et 2.
.Au lieu que la meule ou fraise 11 soit montée de façon à être capable d'ajustement universel, le moyen
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supportant l'ouvrage, sous la forme d'une tête, peut, dans le même but, être universellement ajustable et on peut prévoir, en association avec cette tête, des moyens de toute disposition convenable, pour faciliter ou effectuer les ajustements requis ainsi que des moyens pour bloquer la tête en position après ajustement. S'il est prévu une tête de support d'ouvrage universellement ajustable, elle peut être pourvue de poupées fixe et mobile comprenant une broche commandée par force motrice pour permettre de faire tourner l'ouvrage suivant les besoins.
Dans le cas où: le nombre d'agrandissements nécessaires est d'un ordre élevé, il peut être parfois désirable de prévoir, en association avec l'appareil optique de projection, un miroir ou réflecteur équivalent de façon que l'image puisse être projetée sur un écran situé près de l'opérateur afin que ce dernier puisse la voir clairement pendant qu'il commande la meule ou fraise.
A cet égard, et quand l'appareil optique de projection est fait ajustable, comme cela a été dit ci-dessus, le miroir ou réflecteur analogue est de préférence monté de manière à permettre de l'ajuster à différentes positions afin qu'il réfléchisse différentes sections de l'ouvrage sur ,l'écran. Lorsqu'il en est prévu un, le miroir ou son équivalent consiste en une pièce de verre plat optiquement poli, de manière à éviter une déformation de l'image, et pourvu, comme milieu réfléchissant, d'un dépôt d'oxyde d'aluminium dont l'avantage est qu'il ne se ternit pas.
Pour permettre à différentes sections de l'ouvrage d'être projetées sur l'écran, le miroir ou son équivalent, lorsqu'il en est prévu un, peut être fait ajustable à différentes positions angulaires et cet ajustement peut être
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effectué à la main ou automatiquement. Par exemple, on peut prévoir un moyen pour effectuer l'ajustement automatiquement à l'achèvement d'une section de l'ouvrage.
Le miroir ou son équivalent peut, par exemple, être disposé de -façon à pouvoir se mouvoir en association avec un élément qui est formé en gradins, .ou encoché, suivant les différentes positions que doit prendre le miroir ou son équivalent et dans lequel peut prendre un cliquet pivotant capable d'être déclenché par une tige de poussée ou autre moyen intermédiaire associé avec le coulisseau qui porte la meule ou fraise, afin de libérer le miroir, ou son équivalent, à des moments appropriés.
Au .lieu de recevoir sa commande d'un moteur électrique, la meule ou fraise peut être actionnée de toute autre manière conventionnelle .
L'invention peut être .appliquée à la production de calibres ou-d'outils formeurs, etc, tant plats que circulaires ou cylindriques et, bien qu'on ait principalement l'intention de l'appliquer à des machines à meuler, elle peut être appliquée à des machines-outils telles que les fraiseuses et les étaux-limeurs.
L'invention peut être mise en pratique dans une machine destinée exclusivement à la production de calibres, ou d'outils formeurs, circulaires ou cylindriques, auquel cas le support pour la meule ou fraise ne serait pas traversé ou mû d'une manière similaire dans le but d'enlever le métal mais serait situé façon que les centres de l'ouvrage et de la meule ou fraise-soient toujours en ligne, un moyen convenable étant prévu, dans ce cas, pour déplacer la meule ou fraise axialement et verticalement ou de dehors en dedans ou de dedans en dehors par rapport au centre de l'ouvrage.
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Les détails de construction et la disposition de la réalisation particulière de l'invention décrite ci-dessus à titre d'exemple peuvent, naturellement, être modifiés. Par exemple, au lieu que le porte-meule, ou porte-fraise, soit situé au-dessous du support de l'ouvrage, les positions peu- vent être renversées ou le porte-meule, ou porte-fraise, peut être situé dans toute autre position par rapport au support d'ouvrage.