<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention a pour objet une machine pour le montage et l'usinage conique des extrémités de pièces cylindriques, par exemple des tubes en acier pour percements et canalisations d'huile. De telles machines permettent le travail automatique, pour l'assemblage et le tournage à la forme conique destinée a préparer le filetage conique des tubes en acier ou autres métaux tout
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
en maintenant parfaitement 1#n.aubiles l#: :zts .h;:1:1-, Cet usinage destiné à l'assemb13ge .t ls ::'P::".l:2tion suivant des cônes s'effectue avec une grande viess0 du coupe avec la machine finforce à l'invention qui Cc:...:".lant1e un avancement axial des outils tournants susceptibles de se déplacer dans le sens radial.
L" ''''1chine cOllfc:;:I:l l'invention est par suite caractérisée par le fait , t .:;-. pièce cylindrique à usiner étant fixe, les outils 1>;.:,mlen% autour de cette piéci en se déplaçant ita;itf.r.â?.::r:rn.t par rapport à ladite pièce avec un mouvement radial vers le centre, des moyens étant prévus pour coordonner les mouvements précités.
Dans cette machine, le système utilisé comporte l'application du principe consistant à imprimer à l'outil
1 ) un mouvement périphérique de travail défini par la valeur de la vitesse périphérique de l'outil correspondant au diamètre extérieur du tube.
20) le mouve at longitudinal de l'outil suivant l'axe de l'outil, détint par l'avancement longitudinal de l'outil lui-même, mesuré en millimètres par tour.
3 ) le mouvement radial de l'outil qui est fonction
EMI2.2
de la conicité déterminée prévue pour l'estrês.its d tub ou de la pièce cylindrique en degrés ou en pe:.1rcenti'ge, La disposition prévue pour imprimer à lto0iJ. les trois mouvements sus-in jyés est particulièrement .,.<.anti- gause grâce; e que,la pièce cylindrique à usiner étant immobile, il est possible d'usiner ses extrémités même si
EMI2.3
elles ne sont pas parfaitement dispo>.,.,>s u.ivant l'axe de rotation de l'entil.
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
L'invention couvre encore dora pno'.nMitiqu.o destine ;. .E-:>.t.aillor et verrouiller là piboe cylindrique à ii,=,à,.?. i::< ainsi qu'un ausceptible d f t..1t 1011$1' la piôco et (E l'bvaouor en synlb:.rcCl1srtlJ;. parfait avec les déplacements de l'outil.
Le cycle le plus rationnel pour le mo.I'),'t;age e'1 l'ush ce/c conique des eJ1+3'5<ni%éx tle la pièce conique e'st d.±4vùi,1;ì'iG p%.r los valeurs de la progression de l'outil le 1-;)113' (1" l'axe du tube et il comprend les stades suivants:
10) déplacement rapide longitudinal de l'outil et cela plus exactement depuis la position de départ du cycle de travail jusqu'à affleurement de l'extrémité de la pièce cylindrique.
2 ) avancement pour l'usinage durant tout le trajet servant à l'usinage conique et cylindrique prévu y compris le trajet d'assemblage.
3 ) retour rapide dans le sens opposé aux deux mouvements précédente J squ'à ramener l'outil à la position primitive du départ du cycle et arrt.
4 ) pendant la durée du repos, il se produit une ouverture du mors pneumatique et,par l'intermédiaire d'un mécanisme de transport pneumatique commandé en parfait synchronisme avec ce mors, le tube usiné est évacué et remplacé par le tube suivant qui doit encore être usiné et qui se trouve ensuite bloqué automatiquement par le mors. de cycle est entièrement automatique et est assuré conformément à l'invention par des moyene mécaniques,
EMI3.2
pneumatiques, hydrauliques ou 41ectrique-.
Suivant une forme d'exécution les porte-outil sont montés sur des chariots susceptibles de se cMplt!!C9l' radialen-ient sur un disnue fixé à une extrémité d'un nandrin.
<Desc/Clms Page number 4>
Le mouvement de rotation du mandrin est proiuit par ,ni changement de vitesse :.; engrenages cylindriques commandé par 'un moteur électrique en prise directe.
Le mouvement axial de ce mandrin et par suite du disque porte-outil est obtenu au moyen d'une came cylindrique se déplaçant d'un mouvement de rotation pris sur le changement de vitesse.
Le déplacement radial de l'outil servant à obtenir la conicité aux extrémités de la pièce cylindrique est assuré par l'intermédiaire du déplacement axial différentiel d'une tige en prise axiale et coulissant librement à l'inférieur du mandrin, cette tige étant commandée par une seconde came dont le pas d'avancement en spirale est différent de celui de la première came assurant le déplacement axial du mandrin.
Le déplacement de la tige se terminant par une extrémité taillée en crémaillère produit la rotation d'un pignon oalé sur une vis à pas opposés commandant l'avancement dans le sens radial du hariot porte-outil. pour mieux faire comprendre l'invention, on a représenté schématiquement une telle forme d'exécution préférée à simple titre d'exemple sur les dessins annexés où
Les figures 1, 2 et 3 représentent respectivement en élévation, en plan et en vue latérale suivant la ligne A-A de la figure 2 la disposition de deux machines et le mécanisme de soulèvement et de transport des pièces cylin- driques à usiner,
pour assurer l'une après l'autre la mise en place et la formation du cane sur les extrémités opposées de ces pièces cylindriques.
<Desc/Clms Page number 5>
(voir figures 1 à 4) un mors pneumatique M de verrouillage de' la pièce cylindrique à usiner. Sur le même are que le mors pneumatique M est placé un mée nisme pour le changement aute -tique des pièces cylindriques à usiner, ce mécanisme étant relié au bâti I de la machine par les plaques supports P.
A l'intérieur de ce bâti I de la machine sont obtenus de moulage des cupports destinés : a) au logement du mandrin porte-outil destiné à transmettre le mouvement tournant périphérique aux outils. b) à l'installation d'un changement de vitesse pour la rotation du mandrin. c) au montage des engrenages réducteurs de vitesse assurant le déplacement axial longitudinal du mandrin et le déplacement radial des outils.
A l'extérieur du bâti I sont montés des dispositifs attaquant la commande de la fermeture et de l'ouverture du mors pneumatique M et le mécanisme réglable pour la commande inter@ttente des appareil-. électriques avec mise en marche et arrêt du moteur entraînant les mécanismes de changement automatique de la pièce cylindrique a usiner.
A la partie inférieur du bâti I de la machine est monté un meteur électrique 1 à double polarité, lequel transmet par l'intermédiaire de poulies à gorge 2 et 3, de petites courroies trapézoïdales 4 et d'un pignon 5 en prise avec 1 engrenage 6, le mouvement à l'axe 7 du changement de vitesse de la figure 6. Sur cet axe 7 sont calés les engrenages 8, 9, 10, l'engrenage 8 étant monté fou tandis que les engrenages 9 et 10 peuvent se déplacer axialement de manière à transmettre les différentes vitesses de rotation
<Desc/Clms Page number 6>
La figure 4 est une coupe longitudinale de la machine suivant l'axe de rotation du. mandrin porte-outil.
La figure 5 est une coupe transversale de la machine suivant la ligne B-B de la figure 4.
La figure 6 est une coupe longitudinale suivant la ligne C-C de la figure 5. 0
La figure 7 est une coupe transversale suivant la ligne D-D de la figure 6.
La figure 8 est une vue par l'avant du mars pneumatique
La figure 9 est une coupe transversale de la machine suivant la ligne E-E de la figure 4.
La figure 10 est une vue longitudinale montrant en coupe certaines parties de la commande du mécanisme de soulèvement et de/transport du corps cylindrique à usiner.
La figure 11 est une coupe transversale de la commande suivant la ligne F-F de la figure 10.
La figure 12 représente en coupe longitudinale un élément du même mécan ne de soulèvement et de transport des pièces cylindriques à usiner.
La figure 13 est une coupe transversale de cet élément de mécanisme suivant la ligne G-G de la figure 12.
Les figures 14 et 15 représentent des détails et la figure 16 est un schéma des connexions électriques de l'ensemble comprenait la machine et le mécanisme de soulè- vement et de transport de la pièce cylindrique à usiner.
En se référant aux figures, on remarquera que la machine pour la mise en place et la formation des extrémités coniques de pièces cylindriques est cntituée essentiellement par un bâti I à l'extérieur duquel est monté à la partie avant
<Desc/Clms Page number 7>
au pignon 11 calé sur l'axe 12 par l'intermédiaire des engrenages 13, 14, 15 calés sur le même axe 12 et de 1 engro- nage fou 8 toujours en prise avec ce pignon 11 do manière à accoupler à tour de rôle lesdits engrenages 9 et 10.
Le déplacement longitudinal axial des engrenages 9 et 10 pour l'embrayage à tour de rôle avec les engrenages de la transmission 8-13-14-15 est assuré par l'intermédiaire des leviers 16 (voir figure 7) calés sur les pivots 17 et commandant les chariots 20 par l'intermédiaire des pignons 18 en prise avec les crémaillères 19 solidaires de ces chariots montés à coulissement sur des guides horizontaux de manière à imprimer un déplacement de tractation horizontale aux fourchettes 21 solidaires de ces chariots 20 ce qui produit le déplacement desdits engrenages 9 et 10. La mise en route à grande vitesse et à faible vitesse et l'arrêt du moteur sont assurés au moyen de poussoirs 22 (voir figure 1) montés à l'extérieur du bâti et de commutateurs à distance.
Le pignon 11 es toujours en prise avec une roue dentée cylindrique 23 solidaire du mandrin tubulaire 24 (voir figures 4 et 5) à/une extrémité duquel est fixé le disque porte-outil 25.
A l'autre extrémité de ce mandrin tubulaire 24 est monté fou un patin 26 monté à coulissement entre les guides en regard 27 (figure9); dans une direction radiale par rapport à ce patin se trouve un pivot sur lequel tourne fou un galet 28 destiné à coopérer avec une came cylindrique décrite ci- après et servant à assurer le déplacement axial longitudinal du mandrin proprement dit et ayant pour objet d'absorber la poussée axiale pendant le travail.
<Desc/Clms Page number 8>
A l'intérieur du mandrin tubulaire 24 est monté longitudinalement une tige 29 susceptible de coulisser librement dans le sens axial et sur une extrémité de laquelle sortant de ce mandrin 24 portant le patin 26 est calé un patin fou 30 monté également à coulissement entre les guides en regard 27; il est encore prévu radiale- ment sur ce patin 30 un pivot portant un galet fou 31 destiné à coopérer avec une seconde came cylindrique décrite ci-après et servant au déplacement axial des outils, déplacement assuré comme décrit ci-dessus, ce galet ayant également pour rôle d'absorber la poussée axiale en cours de travail.
L'autre extrémité de la tige 29 sortant du mandrin 24 portant le disque porte-outil 25 porte une denture de crémaillère coopérant avec le pignon 32 fixé dans une position intermédiaire sur une vis dont les extrémités 33-34 ont des filets de pas opposés en prise avec des écrous 35-36 solidaires des chariots porte-outil 37-38 montés à coulissem@t sur des guides prévus sur le disque 25.
A la suite des mouvements axiaux du mandrin 24 par rapport à la tige 29 comportant une crémaillère, le pignon 32 subit des mouvements relatifs dans les deux sens grâce auxquels la vis à pas opposés tourne d'un angle déterminé . et,par l'intermédiaire des écrous 35-36,ce mouvement est transmis au chariotporte-outil 37-38 et par suite aux outils 39-40 de manière à leur appliquer des déplacements radiaux destinés à produire la conicité voulue pour les extrémités des pièces cylindriques à usiner.
Sur l'axe 12 (voir figure 6) du changement de vitesse est monté fou l'engrenage 41 qui transmet par l'intermédiaire
<Desc/Clms Page number 9>
EMI9.1
de llembrayage à dent,, 42 le touvE:ax l'engrènera hélicoiàii
43 ; celui-ci par l'intermédiaire des engrenages interchan- geables 44, 45,46 et 48 (voir figures 5,6 et 7) transmet le mouvement à la vis sans fin 48 caléa sur l'arbre 49.
L'embrayage à dents 42 est actionné, par le levier
129 (figure 5) calé sur le pivot 130 grâce à quoi et par l'intermédiaire du pignon 131 en prise avec le secteur denté 132 monté sur l'arbre 133,ce levier modifie l'orientation des éléments 134 également calés sur l'arbre 133 et portant à leur extrémité libre des patins ou coulisseaux fous 135 coopérant avec cet embrayage à dents 42 de manière à provoquer le déplacement de l'embrayage lui-même.
La vis sans fin 48 engrène avec la roue tangente 50 calée sur l'arbre 51 de manière à transmettre le mouvement à l'arbre 52 par l'intermédiaire des engrenages cylindriques 53, 54, 55, 56.
Sur l'arbre 52 est monté un tambour 57 sur lequel sont montés à poste fixe, mais d'une manière interchangeable, les cames cylindriques 58-59 comportant sur leurs surfaces cylindriques des rainures 60-61 de forme appropriée, comme représanté en figure 14, ces rainures étant en prise respectivement avec le galet 28 du patin 26 du mandrin 24 et avec le galet 31 du patin 30 de la tige 29 pour assurer les déplacements longitudinaux et radiaux des outils 39-40.
La came 58 applique par l'intermédiaire de sa rainure 60 un mouvement axial au mandrin 24 et par suite au disque porte-outil 25 par rapport à la pièce à usiner 'et cela conformément au cycle de travail le plus logique,
EMI9.2
c'est dire suivant la longueur de la p"rti" conique à
<Desc/Clms Page number 10>
prévoir sur l'extrémité de la pièce cylindrique et le type de pièce cylindrique à usiner. Les mécanismes sus-indiqués permettant d'obtenir la rotation autour de l'axe de la pièce cylindrique et les déplacements longitudinaux et radiaux des outils 39-40, pour produire sur cette pièce cylindrique une extrémité conique de longueur voulue sous l'angle d'inclinaison désiré.
Evidemment, pour modifier la longueur de la partie conique ainsi que l'angle au sommet du cône, il convient de remplacer les deux cames cylindriques 58 et 59 par d'autres présentant des rainures de forme convenable.
A l'extrémité opposée à celle qui porte la roue tangente 50 de l'arbre 51 est calé un tambour 62 portant des saillies ou ergots longitudinaux 62' et 62" susceptibles de produire en synohrnnisme parfait avec les mouvements longitudinaux du mandrin 24 et avec les mouvements radiaux des outils 39-40 la fermeture et l'ouverture du mors pneumatique M de manière à verrouiller et à déverrouiller la pièce cylindrique à usiner.
La rotation du tambour 62 produit par l'intermédiaire des ergots 62' et 62" un déplacement de la chaîne cinématique 63-64-65 (voir figure 8) et par suite une commande de l'organe 66 destiné à permettre l'entrée et la sortie par l'intermédiaire des canalisations 67 et 68 du fluide sous pression contenu dans le cylindre hydraulique 69 et cela en déplaçant le piston 70 dont la tige 71 articulée en 72 sur les mâchoires 73 détermine l'ouverture et la fermeture des mâchoires 74 pivotant en 75 de manière à verrouiller et @ déverrouiller le tube 76 à usiner.
Sur le même arbre 51 sont montées
<Desc/Clms Page number 11>
EMI11.1
encore les ca#:*#= '17 et 78 destinées cc"".M02"., éi' :..= manière intermittente et en synchronisme =:i.µà#iô ; ::i; dépJ¯3c6mC1:!;;s } Dh" > l.ud.ina#!e; du r.1sùdril1 20-24 et -:;; <; ls mouvements rad..a.'-?.. des outils 39-40 et 6galér;éiit a.;±c 1-c mouvements de fermeture et d'ouverture du Elorc pncv.f ' M, la rotation du moteur 79 qu fait fonctionner le mécanisme de soulèvement et de transport des tubes pour le remplacement du tube usiné par un autre tube @ usinée
Les cames 77, 78 sont réglables d'après la vitesse de rotation du mandrin et d'après le type de tube à usiner et ils sont verrouillables après réglage au noyen de vis.
Le mécanisme pour remplacer un tube usiné par un autre non usiné comprend essentiellement une commande avec un nombre déterminé d'éléments, proportion-,,! à la longueur du tube à usiner, ces éléments étant reliés entre eux par des plateaux support P.
La commande suivant les figures 1, 2 et 3 est constituée par un m@teur 79, par un réducteur à vis sans fin R et par une botte S avec des cames commandent la translation du tube depuis le poste de chargement jusqu'à l'axe du mors pneumatique M et depuis ce dernier axe jusqu'au poste d'évacuation.
Le moteur 79 transmet le mouvement au réducteur de vitesse R par l'intermédiaire de la vis sans fin 80 et de la roue à vis sans fin correspondante 81 (voir figures 10 et 11), Le mouvement est transmis de ce réducteur de vitesse R par l'intermédiaire du pignon 82 et des engrenages cylindriques 83, 84, 85 calés respectivement sur les arbres
EMI11.2
66, 87, 88 de manière ntra1ner tous les éléments E du
<Desc/Clms Page number 12>
@@canisme, Pour remplacer un tube usiné par un autre tupe non usiné, il faut que les engranages cylindriques 83, 84, 85 effectuent un seul tour et à cet effet un disque 89 (figures 10 et 11)
calé sur l'engrenage 83 présente une rainure appropriée 90 qui sert à arrêter instantanément avec précision cet carénage 83 au point prévu. -' est effet, un tambour 91 est ca@@ sur l'axe du moteur 79 et sur ce tambour est enroulé un ruban 92 destiné à produire l'action de freinage sur ce tambour 91 à la suite de la chute du contrepoids 93 provoquée par l'interruption du courant alimentant le moteur 79. Ce contrepoids 93 est fixé à une extrémité du levier 94 portant une extrémité du ruban 92.
Ce levier pivote en 95 sur le support 96 auquel est fixée l'autre extrémité du ruban 92 et sur l'autre extrémité du levier est articulée la tige 97 guidée à coulissement et destinée à coo@érer avec la rainure 90 pour l'arrêt de l'engrenage 83. Sur le levier 94 est articulée en un point intermédiaire entre le contrepoids 93 et l'extrémité du ruban 92 l'extrémité d'une biellette réglai 98 dont l'autre extrémité porte le noyau de l'électro-aimant 99 destiné à libérer instantanément le frein quand le courant est envoyé à nouveau dan le moteur électrique 79.
Sous l'effet du tour complet ainsi effectué par l'engrenage 83, la came 100 (voir figure 12) calée sur la même arbre 86 déplace horizontalement grâce à sa forme un chariot 101 avec ses galets 102,ce chariot étant réuni par les biellettes 103 au levier 104 et de la% au levier latéral 105 qui,par l'intermédiaire de l'arbre 106 et des biellettes 107,transmet encore le mouvement à tous les leviers 104 du mécanisme disposés dans les montants 108 des éléments E.
<Desc/Clms Page number 13>
EMI13.1
I.J6 lÇ>7j...:.>o) 1(: 3 n i :>z.fl.#;A.t fu,,J-' d.¯:1.';0. -::.p r:l: v:'9. "\::- t:(5!)lc(ç horisontalenen-e le chariot 109 1'11''; lui ci>t 1".""-'-:''" ,1 <;? chariot coulissant d-P-110 un guide :.:4.".:'-; clc:...s le OG118018 110 susceptible de se déplacer ve:rticR1E';'::-.n'i:; le IC1"" d;<a o-itants 108. Le chariot 109 porte des patins interchangeables 111 avec deux sièges cr 7 correspondant ,:é3. diamstre du t1l00 s'.1 usiner.
Sur l'arbre central 88 sont di8..?oG,:::s dmw cha(uf.? montant des canes 112 (fiJ11ro 13) qui tournent do mC.n1ère â soulever les consoles portant les chariots 110 et par suite les patins 111. Le mouvement de translation horizontale et les mouvements de soulèvement sont combinés de manière telle que les différentes phases se succèdent lorsque le mandrin porte-outil 24 se trouve dans la position de repos et que le mors M est ouvert.
Par suite, les mouvements se succèdent dans l'ordre suivant :
1) soulèvement d'un tube non usiné et d'un tube usiné.
2) translation des tubes soulevés sur les supports 111 du poste de chargement à l'axe d'usinage de la machine et de l'axe d'usinage de la machine vers le poste de déchar- gement.
3) abaissement du tube entre les sièges en V pour venir dans l'alignement de l'axe d'usinage de la machine et du canal de déchargement.
4) translation des supports à sièges en V dans le sens opposé au mouvement précédent pour reprendre un autre tube dont le cycle d'usinée est terminé, L'alimentation en tubes pour le service des deux machines 1 et II disposées l'une devant l'autre mais avec
<Desc/Clms Page number 14>
un décalage entre les axes de leur? mandrins est assurée par l'intermédiaire d'une surface à tapis constituée par un chassis en fer comportant des poutres en double T 113 disposées convenablement entre les éléments E du mécanisme de soulèvement et de transport des tubes. Sur ces poutres sont montés les mécanismes fonctionnant en synchronisme avec les mouvements du mandrin porte-outil 24 et du mors pneuma- tique M pour le chargement d'un tube à la fois.
Sur ces poutres à double T 113 sont disposés les tubes à monter. Les tubes tournent sous l'action de leur propr' poids dans la direction de la flèche B (figure 2) jusqu'à un gradin ou butée 114 en amont de chaque machine et on soulève un tube à la fois par l'intermédiaire de le@ pour le transporter dans le sens de la marche suivan es flèches C et D respectivement pour les machines I et II de la figure 2, ce soulèvement étant effectué par des galets 115 jusqu'aux butées réglables 116, les tubes étant ensuite pris par le mécanisme de changement de tube et plus exacte- ment par le chariot 109 s'avançant horizontalement et étant amenés sur l'alignement du mandrin porte-outil 24 de chaque machine indépendante pour y 'être usinés.
En Même temps, le chariot 109 soulève le tube ainsi monté et le dépose sur la surface d'évacuation. Les opérations de montage et de tournage des deux extrémités du tube étant terminées, le tube tombe dans des enceintes appropriées en aval de la seconde machine.