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"Perfectionnemnts aux tambours de frein ou autres organes annulaires analogues et à leur procédé de fabrication"
La présente invention a pour objet un pro- cédé et un appareil pour la fabrication et, si on le désire, le revêtement de pièces annulaires telles que des tambours de frein.
Un des principaux buts de l'invention con- siste à réaliser un procédé de traitement qui améliore les qualités de résistance à l'usure des pièces pré-
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citées et qui réduise dans des conditions satisfaisantes les dimensions des pièces en question de manière à les amener à avoir des dimensions précises et à constituer des surfaces qui soient parfaitement de révolution.
L'invention vise également à réaliser une machine au rnoyen de laquelle le procédé précité peut être mis en oeuvre dans les conditions de rapidité vou- lues pour obtenir une production en série et économique.
C'est également un but de l'invention d'atteindre les résultats précités en même temps qu'on applique sur les pièces traitées un revêtement convena- ble pour la résistance à l'usure.
Jusqu'à présent, les tambours de frein ont été fabriqués au moyen de différentes opérations d'emboutissage et xxxxxxxxxxxxxxxx de laminage fréquem- ment combinées avec des opérations de réchauffage et d'usinage relativement coûteuses destinées à ramener les pièces traitées à la grandeur voulue,en leur donnant la précision de dimensions nécessaire,en en faisant des surfaces qui soient parfaitement de révolution et enfin en leur assurant la dureté désirable pour qu'elles puis- sent bénéficier d'une longue durée d'utilisation et pour que le travail simultané destambours de frein et dessa- bots qui fonctionnent en combinaison avec eux d'effectue dans des conditions harmonieuses et satisfaisantes.
D'une façon générale, le procédé de traitement des tambours de frein ou autres organes annu- laires qui fait l'objet de l'invention consiste à sou- tenir périphériquement une des surfaces desdites pièces par martelage pendant qu'on usine/une autre surface de ces dernières.
Une machine objet de l'invention comporte un porte-pièces et un certain nombre de dispositifs per- mettant d'usiner une surface donnée de la pièce traitée
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pendant que cette dernière est maintenue dans le porte-pièces précite.
On peut appliquer un revêtement ou gar- niture sur la pièce traitée et dans ce cas l'usinage réalisé a non seulement pour effet de rectifier et de renforcer ladite pièce, mais a encore pour but d'amener le revêtement ou garniture en question en contact étroit avec la pièce précitée.
Au point de vue de la mise en oeuvre pratique de l'invention, les résultats les plus satisfaisants ont été obtenus en ne traitant qu'un faible élément de surface à la fois et il est par- ticulièrement désirable de traiter simultanément les deux éléments de surface qui se trouvent aux deux extrémités opposées d'un diamètre de la pièce en utilisant dans ce but des marteaux agissant dans le sens radial de façon que lesforces misesen jeu s'équilibrent.
En vue d'accélérer le travail et afin que tous les éléments de la surface traitée soient usinés de façon identique, les organes d'usinage et la pièce traitée sont misen rotation lesuns par rapport aux autres à une vitesse convenable et les marteaux sont commandés de manière à frapper des coups très rapides afin que la totalité de la surface de la pièce traitée soit usinée dans un minimum de temps.
Une autre caractéristique de l'inven- tion consiste à provoquer le déplacement des marteaux vers l'extérieur à l'intérieur de la pièce traitée jusqu'au moment où cette dernière atteint les dimen- sions voulues; on continue ensuite l'usinage après que le déplacement des marteaux vers l'exté-
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rieur a atteint une valeur suffisante pour amener la totalité de la surface à être parfaitement de révolution, ce dernier résultat étant dû au recou- vrement partiel des différents coups de marteau pendant la rotation que la pièce traitée et les subissent organes d'usinage xxx les uns par rapport aux autres.
Les marteaux fonctionnent de préférence à très grande vitesse sous l'action d'un dispositif de commande rotatif aménagé de façon à venir suc- cessivement et de façon répétée en prise avec les extrémités internes desdits marteaux et également aménagé de Manière à chasser les marteaux vers l'extérieur pour qu'ils viennent en prise avec la surface interne de la pièce traitée, l'élas- ticité des marteaux et de la pièce en question étant chargée de ramener les marteaux à leur posi- tion interne.
La pièce traitée est montée dans un mandrin de manière à subir un mouvement relatif d'avancement et de recul qui permet sa mise en place sur l'appareil et son retrait et qui permet également le martelage.
Une autre caractéristique de l'invention consiste dans ce fait que la machine objet de l'invention peut être complètement automatique; le fonctionnement du mandrin en vue de la mise en place et du retrait de la pièce traitée, le mouvement de rapprochement et d'éloignement desorganes de mar- telage et du mandrin, la mise en route et l'arrêt du mouvement de rotation du mandrin et, enfin, l'ar- rêt de la machine pendant que le mandrin et les organes de martelage sont écartés les uns des autres
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sont mis en train par l'opérateur, mais se produi- sent ensuite avec des durées convenables jusqu'au moment où la pièce traitée est terminée.
Grâce au procédé et au dispositif qui font l'objet de l'invention, il est possible d'évi- ter plusieurs des opérations qu'il était aupara- vant nécessaire de réaliser et il est également possible d'atteindre les résultats qui constituent les buts de l'invention grâce à la. simple disposition qui consiste à usiner la périphérie interne du tam- bour pendant qu'on maintient celui-ci par sa péri- phérie externe.
Grâce au procédé dont il s'agit, il est possible de remettre en état des tambours de frein dont les surfaces périphériques sont déformées ou ont des dimensions trop faibles et ce résultat peut être atteint sans qu'on soit obligé de recourir à des opérations coûteuses de tournage ou d'usinage et par conséquent dans des conditions économiques.
Ce même procédé, non seulement durcit la périphérie de la surface interne de freinage, de manière à lui assurer une plus grande durée, mais encore produit, grâce à l'opération d'usinage réali- sée, un effet analogue sur la surface périphérique externe dont elle accroît les qualités de résistance à l'usure de sorte qu'au total on obtient un tambour de frein qui pourrait être utilisé aussi bien pour le cas où le freinage aurait lieu à l'extérieur ou à la fois à l'extérieur et à l'intérieur que pour le c as où le freinage aurait lieu exclusivement à l'intérieur.
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Pour permettre de dieux comprendre l'in- vention, on va maintenant décrire en détail un mode de mise en oeuvre indiqué à titre d'exemple et repré- senté sur le dessin annexé dans lequel :
Les fig. 1, 2 et 3 représentent respec- tivement en élévation, de profil et en plan, la ma- chine objet de l'invention;
La fige 4 représente une vue de détail partielle du mécanisme de contrôle;
La fig. 5 représente une coupe verticale longitudinale partielle de l'appareil, ladite coupe montrant la tête d'usinage et le mandrin porte-pièces, ces deux éléments se trouvant dans la position pour laquelle ils sont éloignés l'un de l'autre;
La fig. 6 représente une coupe diamétrale longitudinale verticale de la machine, la tête d'usinage et le mandrin porte-pièces se trouvant dans la position pour laquelle ils sont rapprochés l'un de l'autre;
Lesfig. 7 et 8, respectivement, repré- sentent une vue avec arracheraent partiel et une coupe diamétrale de la tête d'usinage;
La fig. 9 représente une coupe diamétrale verticale de détail d'une légère variante de réalisa- tion de la tête d'usinage et du mandrin porte-pièces;
La fig. 10 représente une vue en perspec- tive de l'un desmarteaux d'usinage;
La fig. 11 représente un développement de la came de commande;
La fige 12 représente une coupe diamétrale d'une des pièces traitées, en l'espèce un tambour de frein qui est aménagé de manière à pouvoir être traité par le procédé perfectionné qui fait l'objet de l'in- vention;
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La fig. 13 montre plus ou moins schéma- tiquement une coupe transversale d'un mode de réali- sation de l'appareil qui permet la mise en oeuvre de l'invention;
La fig. 14 est une coupe diamétrale d'un tambour de frein revêtu d'une garniture conformément à l'inventions ladite coupe montrant la surface interne dudit tambour;
La fie, 15 représente une coupe analogue à celle qui est représentée sur la fig. 13, ladite coupe montrant plus ou moins schématiquement un mode de réalisation d'un appareil permettant de marteler, après qu'il a été mis en place, le revêtement qui est destiné à constituer la garniture interne de la surface périphérique du tambour;
Les fig. 16, 17 et 18 représentent des coupes diamétrales partielles de détail montrant une variante de réalisation dans laquelle on forme tout d'abord dans la surface interne du tambour des rainures annulaires, la fig. 16 montrant l'outil qui agit sur la pièce pour façonner lesdites rainures, la fig. 17 montrant le revêtement rais en place avant son martelage et la fig, 18 montrant le revêtement après qu'il a été mis en place et usiné;
La fig. 19 représente en élévation une vue de la surface interne du tambour de frein, ladite vue montrant de quelle façon le revêtement est mis en place avant son usinage sur place;
La fige 20 représente une coupe diamé- trale d'un autre dispositif de tambour de frein, le revêtement étant mis en place avant son usinage sur place;
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Les fig. 21, 22 et 23 représentent des coupes diamétrales partielles de détail montrant le procède. mis en oeuvre pour usiner le tambour de frein représenté sur la fig, 19 et pour effectuer sur place l'usinage à réaliser, la fig. 21 montrant le façonnage des nervures annulaires de la surface interne du tambour par un usinage convenable de ladite surface, la fig. 22 montrant la mise en place du revêtement avant son usinage sur place et la fig. 23 montrant ledit revêtement après qu'il a été usiné sur place ;
La fige 24 représente en perspective une vue de détail du marteau utilisé pour la réalisation de l'opération d'usinage indiquée sur la figure 21;
Enfin, la fig. 25 représente une vue de détail d'un tambour dont la surface interne comporte à la. fois des rainures circulaires et des rainures longitudinales réalisées avant la mise en place du revêtement;:
Si l'on se réfère tout d'abord aux figures schématiques 12 et 13, qui indiquent le procédé ge- néral objet de l'invention, on voit qu'on prend un tambour de frein ou une autre pièce analogue à trai- ter 1 comportant une surface périphérique interne 1' et une surface périphérique ezterne 1" prête à être traitée telle qu'elle sort au point de vue de la for- me et des dimensions de la presse à emboutir ou de la machine sur laquelle les pièces ont été fabriquées..
On saisit ladite pièce par sa périphé- rie externe dans un certain nombre de mâchoires 2 dont les facesinternes 3 sont conformes à la surface périphérique externe que l'on veut donner à la pièce.
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Dans le cas représente, les mâchoires en question constituent des matrices de façonnage dont l'ensemble réalise une surface cylindrique interne qui entoure complètement la surface extérieure du tambour, c'est-à-dire qu'elle constitue une surface d'appui ou une enclume contre laquelle les organes internes de martelage peuvent appliquer la pièce traitée.
Dansun support annulaire convenable 4 aménagé à l'intérieur de la surface périphérique interne l' du tambour sont aménagées et sont dispo- sées en vue de la mise en oeuvre de l'invention exac- tement dans l'alignement de l'axe demâchoires qui fixent la pièce traitée,des séries de marteaux 5 qui sont aménagés de manière à pouvoir subir un dé- placement radial limite dans le support précité.
Les marteaux en question ont une face de travail orientée dans le sens axial et dont la lar- geur, toujours dans le sens axial, est égale à cel- le qui est nécessaire pour traiter simultanément toute la largeur de la surface à usiner.
De préférence, afin que chaque coup de marteau n'agisse que sur un petit élément d'arc de la surface de la pièce traitée, la face de travail 6 de chaque marteau est façonnée conformément à ce qui est représenté de manière à présenter un arc de faible rayon de courbure, la courbure dudit arc dépendant, bien entendu, dans une certaine mesure de la nature du métal que l'on veut travailler, c'est-à-dire du fait que ce métal est dur ou doux.
Dans le cas d'acier à faible teneur en' carbone tel que celui qui est généralement utilisé pour la fabrication des tambours de frein en métal
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embouti, la demanderesse a obtenu desrésultats sa- tisfaisants en adoptant pour les marteaux une sur- face de travail dont le rayon de courbure était sensiblement tel par rapport à la courbure de la pièce traitée que celui qui est indiqué sur le des- sin.
De préférence, les marteaux 5 sont amé- nagés suivant une disposition équilibrée par rapport à l'axe du support 4 et des mâchoires de fixation 2 et ils se trouvent par conséquent situés aux deux extrémités opposées dunmème diamètre.
Pour l'application du procédé objet de l'invention, les deux marteaux ainsi disposés aux deux extrémités opposées du diantre sont commandés simultanément de manière à travailler au même instant sur deux points symétriquement opposés de la pièce traitée.
Lesdits marteaux peuvent être commandés simultanément au moyen de n'importe quel disposi- tif convenable et ci-après on a décrit, en se ré- férant aux fig. 1 à 11, un type de dispositif par- ticulier.
Conformément à ce qui a été indiqué plus haut, le procédé qui fait l'objet de l'invention peut également étre utilisé pour munir une pièce déterminée d'une garniture ou d'un revêtement. Sur la fig. 14, on a représenté un tambour de frein qui constitue une application de ce cas particulier de mise en oeuvre de l'invention; ledit tambour de frein comporte un rebord radial de fixation 7, une surface de freinage cylindrique périphérique 7' et un rebord externe destiné à le raidir.
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A l'intérieur de la surface périphérique interne de la partie 7' se trouve fixé un revêtement 8 résistant à l'usure et établi en une substance telle qu'un acier à teneur en carbone élevée possèdant des qualités de résistance à l'usure satisfaisantes
Grâce au martelage que comporte le procédé qui fait l'ohjet de l'invention, le revêtement dont il s'agit est solidement assujetti et mis dans l'im- possibilité de subir soit un déplacement axial, soit une rotation, l'assujettissement en question résultai de la simple liaison moléculaire réalisée entre la surface de l'élément 7' et le revêtement, même sans qu'on ait pris la précaution de rendre préalablement rugueuse la surface de l'élément 7'.
La surface d'un métal tel que l'acier à faible teneur en carbone au moyen duquel le tambour xx de frein considéré est ordinairement fabriqué par emboutissage présente, en effet, un minimum suffisant d'irrégularité de position entre ses différentes mole* cules pour que, sous l'action du travail intense qui résulte du martelage du revêtement au moment de sa mise en place les molécules dudit revêtement s'imbri- quent avec celles du tambour de frein et assurent un blocage réciproque de ces éléments à la fois mécani- quement et par contact.
Pour la mise en oeuvre du procédé qui fait l'objet de l'invention, on donne au revêtement 8 la forme d'un anneau qui peut être continu et qui peut être obtenu en repliant en cercle une bande de métal plane et en soudant bout à bout les extrémités du cercle.
Ladite garniture pourrait également être
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obtenue en découpant dans la bande précitée une longueur convenable de manière qu'après avoir été repliée en cercle elle s'adapte sensiblement à la surface du tambour que l'on veut revêtir, après quoi on l'introduit (soit après qu'elle a été sou- dée, soit simplement avec ses bords rapprochés. Niais non reliés) à l'intérieur de la face périphérique interne de la partie 7' du tambour et avant de la marteler on peut l'assujettir au moyen de quelques points de soudure.
Après leur assemblage, le tambour de frein et le revêtement sont placés dans un appareil à marteler tel que celui qui est représenté sur la fig. 15 et qui, à tous les points de vue, est semblable à celui qui a déjà été décrit en se ré- férant à la fige 13.
Le revêtement est usiné de manière à atteindre ses dimensions finales, c'est-à-dire celles pour lesquelles sa surface interne constitue une surface de révolution parfaite dont le diamètre est exactement celui que l'on désire, sa surface externe étant intimement reliée mécaniquement et par contact à la surface du tambour de frein, grâce à l'opération de martelage qui a été réalisée.
Bien qu'on ait constaté que normalement la liaison établie dans tous les cas est suffisam- ment résistante, même sans qu'on fasse subir un traitement préalable à la surface du tambour de frein que l'on veut revêtir d'une garniture, il est cependant désirable, dans certains cas, de rendre plus 'rugueuse la surface contre laquelle le revêtement en question doit être appliqué.
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En vue de la réalisation de cette dis- position, on opèrepar exemple, conformément à ce qui est indiqué sur les fig. 16, 17 et 18.
La fige 16 montre l'étape du travail au cours de laquelle on pratique dans la face périphé- rique interne du tambour une série de rainures an- nulaires 9 que l'on obtient au moyen d'un outil de coupe 9a pendant que le tambour de frein tourne avec le porte-pièces.
Après que lesdites rainures ont été fa- çonnées, on introduit le revêtement 8 conformément à ce qui est indiqué sur la fig. 17 et enfin, au moyen de l'opération de martelage indiquée sur la fig. 18, on provoque l'expansion du revêtement de manière que sa surface externe pénètre dans les rainures et aasure ainsi sa fixation.
L'emploi de l'outil 9a laisse subsister le long des bords des rainures des bavures qui contribuent à assurer la liaison mécanique du tambour de frein et du revêtement en vue d'empêcher la rotation de ce dernier.
Si on le désirait, on pourrait prévoir à la fois des rainures axiales et des rainures cir- culaires conformément à ce qui est indiqué sur la fig. 26.
Dans le mode de mise en oeuvre de l'in- vention qui est indiqué sur les fig. 18 à 24, la surface sur laquelle on veut appliquer le revê- tement est de préférence traitée de manière à pré- senter une série de nervures annulaires 9' et ce résultat peut être obtenu au moyen d'une opération de martelage analogue à l'opération finale de martelage destinée à fixer en place le revêtement,
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mais on utilise alors des marteaux 5' (voir fig. 24) dont la surface de travail ost constituée par un élément rapporté 5a présentant des rainures cor- respondant aux nervures que l'on veut obtenir dans la surface du frein.
La fig. 21 indique l'opération de mar- telage préliminaire en question; la fig. 22 montre l'introduction du revêtement et la fig. 23 l'opé- ration finale de martelage, le revêtement étant définitivement mis en place et assujetti au moyen des nervures 9'.
La façon particulière dont sont façonnés les creux et les saillies précités ainsi que leur étendue et leur direction n' ont aucune importan- ce au point de vue de la mise en oeuvreproprement dite de l'invention; les moyens particuliers uti- lisés pour façonner ces saillies ou ces dépressions ont été indiqués uniquement à titre d'exemple pour montrer de quelle façon l'appareil qui fait l'objet de l'invention peut être utilisé pour rendre ru- gueuse et irrégulière la surface du tambour et pour renforcer la liaison entre ladite surface du tam- bour et le revêtement.
Si maintenant on se réfère au dispositif repré.senté sur les fig. 1 à 11, dispositif qui peut être utilisé pour la mise en oeuvre du procédé; dé- crit ci-dessus, on voit qu'il comporte une téta de martelage dont l'ensemble est désigné par le chif- fre de référence 10, un mandrin porte-pièce 11, un chariot porte-mandrin 12, un bâti 13, un moteur 13' pour la commande du dispositif de martelage, un moteur 14 pour la commande du mouvement de rotation
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du mandrin et enfin un moteur 15 qui commande le rapprochement et l'écartèrent de la tête de mar- telage et du mandrin.
Le bâti 13 de l'appareil peut xxxx être constitué par un cadre rentangulaire creux en fonte muni de nervures de renforcement convenables et de supports et maintenu à la hauteur voulue au- dessus du sol au moyen de quatre pieds 16 disposés aux quatre coins du cadre précité.
A l'une de ses extrémités, à l'extrémi- té de droite pour un observateur qui regarde la fig. 1, la partie supérieure du cadre précité est
17 aménagée de manière à constituer un plateau/aux le fond duquel font saillie des bossages ou ner- vures 18 dont la surface supérieure est soigneuse- ment usinée afin qu'elle puisse servir de siège à la tête de martelage,10 dont les rebords inférieurs latéraux 18' sont boulonnés sur le cadre principal au moyen de boulons qui passent à travers les re- bords latéraux précités et à travers les nervures 18.
La. tête de martelage et le bâti 13 sont clavetés ensemble au moyen d'une clavette 19 qui pénètre dans des logements correspondants pratiqués dans la nervure centrale 18 et dans la base de la tête de martelage, la clavetage en question ayant pour but d'assurer et de maintenir l'aleignement réciproque des organes considérés.
.Il sa partie supérieure, la tête de mar- talage comporte un palier-de grand diamètre qui constitue une surface d'appui importante pour l'ar- bre 21 qui commande lesmarteaux et qui s'étend longitudinalement à travers ladite tête.
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Dans le sens radial,/l'arbre en question est supporté par une garniture convenable et au voisinage de l'extrémité externe dudit arbre on a prévu des rouloaux 22.
Ladite extrémité externe 23 qui est de diamètre réduit et qui fait saillie à l'extérieur du palier 20 supporte ure lourde poulie 24 qui joue le rôle de volant.
La poussée axiale dudit arbre est absorbée par des roulements à billes 25 et 26 respectivement aménagés, d'une part entre une plaque annulaire 27 boulonnée sur la face extrême de la tête de martela- ge et le volant, d'autre part entre ladite plaque et l'épaulement auquel donne'lieu le rétrécis- semant de l'arbre.
Le volant est claveté sur l'arbre de la tête et il est maintenu en place au Moyen d'un écrou de blocage qui est susceptible d'être manoeuvré au moyen d'une clef et qui bloque ledit volant contre un épaulement prévu sur l'extrémité de diamètre ré- duit de l' arbre. suivant sui vant
L'arbre 21 est traversé xxxx son axe par un canal à gradins, les différents gadins divisant ledit canal en quatre parties de diamètre décroissant depuis son extrémité interne jusqu'à son extrémité externe.
Dans le canal en question sont aménagée le mécanisme de commande des marteaux et les organes de réglage de ce mécanisme.
Les marteaux d'usinage eux-mêmes peuvent être constitués par des blocs 28 d'un alliage d'acier extrêmement dur régulièrement répartis dans le sens circulaire à l'extrémité interne de la tête de mar-
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talage. Ils sont guides dans des logements radiaux 29 (voir fig. 7) et ils comportent des nervures la- térales 30 (fig. 10) qui glissent dans des rainures correspondantes pratiquées dans les faces latérales des logements précités.
Lesparois internes de cesderniers sont constituées par des plaques amovibles 31 qui sont fixées au moyen de vis à tête 32 en vue de faciliter la construction et de permettre le remplacement ra- pide d'un ou plusieurs marteaux, sans qu'on soit obli- gé d'enlever la totalité de la tête de martelage,
Lesfaces externes de travail33 desmar- teaux sont incurvées dans un plan transversal, leur courbure variant en fonction de la dureté du métal à travailler ou du poli que l'on veut obtenir pour la surface traitée.
Lesdites faces de travail des marteaux ont une longueur qui correspond à la largeur de la surface à travailler et dans le sens longitudinal le contour desdites faces correspond au contour de la surface de révolution que l'on veut obtenir sur la pièce traitée,
Dans le mode de réalisation représenté, la face de travail est disposée parallèlement à l'axe de l'arbre de la tête et elle a une forme telle qu'el- le puisse usiner une surface cylindrique.
Sur leurs facesinternes, les marteaux sont également incurvés dans le sens transversal en vue de laisser passer les organes de commande; c'est seulement dans leur partie centrale qu'ils présentent chacun une nervure relativement étroite 34 qui est de forme arrondie si l'on considère sa section droi- te et qui reçoit seule le choc des organes de comman-
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La forme de ladite nervure est telle qu'el- le réduise de façon convenable la durée de la pério- de d'action des organes de commande précités.
Dans le mode de réalisation décrit, on a indiqué quatre marteaux aménagés symétriquement par paires sur la tête de martelage de manière à couuper des positions diamétralement opposées les unes aux autres, ceci afin de répartir les efforts de façon équilibrée en des points diamétralement opposés de l'axe de l'appareil et de la pièce traitée.
Les deux diamètres aux extrémités desquels sont aménagés les marteaux ne sont pas per-pendicu- laires l'un à l'autre, mais se trouvent disposés conformément à ce qui est indiqué sur la fig. 7 de manière à faire entre eux un angle d'environ 67 1/2.
L'écartement angulaire ainsi adopté pour les paires de marteaux opposées est particulièrement désirable sur la machine considérée en vue d'obtenir un fonctionnement souple de cette dernière, confor- moment à ce qui apparaîtra dans la description qui va suivre du mécanisme de comnande.
Il va toutefois bien entendu de soi qu'on pourrait adopter d'autres écarts angulaires et ob- tenir un fonctionnement souple avec d'autres amé- nagements de l'appareil.
Dans le cas considéré, le mécanisme de com- mande comprend huit rouleaux 35 régulièrement ré- partis tout autour de l'axe de l'appareil et enfer- més dans des logements radiaux prévus à l'extrémité interne de l'arbre de commande 21.
Les rouleaux en question ont une surface légèrement conique aménagée de manière à venir suc- cessivement en prise pendant la rotation de l'arbre avec les nervures courbes 34 des marteaux et de ma-
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nière à provoquer l'application sur la pièce trai- tée des coups de marteau nécessaires.
Le contact roulant réalisé entre les rou- leaux de commande et lesmarteaux assure avec un minimum de friction entre ces organes l'application des coups de marteau nécessaires.
Etant donné que l'appareil comporte huit rouleaux régulièrement disposés et seulement quatre marteaux aménagés conformément à ce qui a été in- diqué plus haut, on voit immédiatement que deux marteaux seulement sont mis en marche simultanément, car au moment où une paire de marteaux fonctionne, l'autre paire se trouve située en regard de l'espa- ce qui se trouve entre deux rouleaux voisins (voir fig. 7).
A chaque extrémité des surfaces coniques de commande des rouleaux font saillie des touril- lons,respectivement 36 et 37, qui sont guidés,dans les déplacements axiaux qu'ils peuvent subir, par des paliers à garniture aménagés xxxxxxxx les paliers externes 38 dans l'arbre de commande et les paliers internes 39 dans une plaque 40 boulonnée contre la face interne dudit arbre au moyen de tétons file- tés 41 et d'écrous 42.
D'après ce qui précède, on voit que les rouleaux ne peuvent subir aucun déplacement d'en- semble, sauf le déplacement radial nécessaire pour les rapprocher de la pièce traitée.
Le déplacement radial en question est obtenu par l'intermédiaire d'un organe de commande qui comporte une tête légèrement conique 43 dispo- sée en sens inverse des roule aux et aménagée de
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manière à pouvoir agir simultanément sur tous les rouleaux.
L'organe central de commande en question est guidé, dans ses déplacements axiaux par une queue cylindrique 44 aménagée à l'intérieur d'une garniture 45 montée dans la deuxième partie du ca- nal central de l'arbre, la tête du dispositif de commande occupant elle-même la première partie du dit canal, c'est-à-dire la partie de plus grand diamètre 47 dontla paroi, qui est elle-même légère- ment conique, de manière à correspondre à la forme de la tête,est légèrement écartée de la périphé- rie en vue de permettre son déplacement longitudi- nal libre dans les limites nécessaires pour le travail à réaliser.
Normalement, conformément à ce qui est indiqué sur la fig. 5, la tête de commande 43 est repoussée vers l'intérieur de l'appareil par un ressort de compression 48 qui prend appui à l'une de ses extrémités contre l'épaulement prévu à l'extrémité externe de la troisième section du canal qui traverse l'arbre et qui prend appui à son autre extrémité contre la queue 44 de la tête de commande.
Dans la partie externe de faible diamètre du canal central de l'arbre de commande 21 est vissé, un manchon d'arrêt 49 qui limite le déplace- ment de la tête de commande 43 versl'extérieur ainsi que le déplacement de sa queue de guidage 44.
La liaison à vis établie entre le man- chon 49 et l'arbre permet de régler facilement la position de ces deux organes l'un par rapport à
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l'autre en vue d'ajuster la valeur du déplacement permis à l'organe de commande pour chacune des piè- ces traitées.
Le manchon 49 est fixé dans sa position d'ajustement au moyen d'un écrou de blocage 50 et d'une rondelle 51 qui est bloquée contre l'écrou 28'.
Le déplacement de la tête de commando et de sa queue vers l'intérieur sous l'action du res- sort 48 est limité au moyen d'une tige 52 qui pas- se à travers le manchon 49 et dont l'extrémité ex- terne qui est filetée fait saillie au-delà de,l'ex- trémité externe du manchon, ladite extrémité file- tée étant destinée à recevoir un écrou d'arrêt 53 et un contre-écrou de blocage 54.
A son extrémité interne, la tige 52 pé- nètre dans un canal pratiqué dans la queue 44 de l'arbre de commande; elle y est fixée au moyen d'un jeu de vis, conformément à ce qui est indiqué sur la fig. 6.
Iàes roulements à billes d'absorption de poussée 55 et 56 sont respectivement prévus à l'ex- trémité interne et à l'extrémité externe de l'organe de commander le premier absorbe la poussée de l'or- gane de commando contre l'extrémité du manchon d'ar- rêt .49. Le second absorbe la poussée d'un bouton 57 (établi en un métal dur) situé dans un logement axial prévu à l'extrémité interne de la tète de commande,, la deuxième poussée en question se pro- duisant au moment où le bouton précité vient en prise avec les organes que l'on va décrire et qui servent à déplacer la tête de commande vers l'exté-
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rieur maigre la pression antagoniste du ressort 48.
Sur l'extrémité interne de la tête de martelage et à l'extérieur dans le sens radial par rapport au trajet du marteau est aménagé un anneau 58 pour la fixation et le réglage de position de la pièce traitée, ledit anneau étant Monte fou de ma- nière à pouvoir tourner en reine temps que le man- drin qui supporte cette dernière.
Ledit anneau est soutenu par un roulement à billes d'absorption de poussée 59 et il est main- tenu en place par un Manchon 60 qui recouvre ledit roulement à billes et dont le bord interne est ra- battu en 61 de manière à recouvrir la face inclinée 62 dudit anneau.
Lorsque l'appareil est en marche, l'arbre de commande 21 est mis en Mouvement de façon conti- nue au moyen d'un moteur électrique 13' aménagé sur une plate forme 63 qui est suspendue sous le mouvement châssis 13, le xxxxxxx étant transmis, par l'inter- médiaire d'une poulie à gorges64 montée sur l'arbre de l'induit du moteur et par l'intermédiaire d'un certain nombre de courroies de transmission 65 qui passent dans les gorges de la poulie 64 et dans les gorges correspondantes aménagées à la périphérie du volant.
L'entrainement direct réalisé par l'arbre de l'induit du volant avec, comme seul coefficient de réduction de vitesse, le rapport des rayons des deux poulies, imprime à l'arbre de commande une vi- tesse de rotation élevée de l'ordre de grandeur de 400 tours par minute et,par suite,chaque marteau étant actionné huit fois pour chaque tour de l'ar- bre, les coups frappés se trouvent appliqués avec une très grande rapidité, si bien qu'il suffit de
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faire subir à la pièce une fraction de tour pour axnener la surface interne de ladite pièce à cons- tituer une surface parfaitement de révolution ayant exactement les dimensions voulues.
Les coups des marteaux sont appliqués avec une telle rapidité que bien que leur action soit limitée à une faible fraction de la surface traitée, lesdits coups xxxxxxxxxxxxx se recouvrent mutuellement dans des conditions telles que la surface traitée en question est amenée de façon suffisamment parfaite à être de révolution pour qu'elle soit susceptible de satisfaire à toutes les exigences pratiques. En outre, on peut obtenir pour ses dimensions une précision de l'ordre de grandeur du centième de millimètre.
Pour bien assurer 1'.'entraînement de l'arbre de commande, il est nécessaire de pouvoir tendre les courroies 65; ceci est obtenu en réglant la suspension de la plateforme 63 qui porte le mo- teur.
A cet effet, ladite plateforme est arti- culée à l'une de ses extrémités sur des supports 66 qui sont boulonnés sous le châssis 13 et à son autre extrémité la plate forme est maintenue par une ou plusieurs bielles 67 qui sont articulées sous le châssis et qui sont reliées de façon réglable à la plateforme par l'intermédiaire d'écrous de fixation réglables 68 et 69 qui sont respectivement en prise avec la faae supérieure et avec la face inférieure de la plateforme.
Le chariot porte-mandrin 12 est aménagé dans la partie gauche de l'appareil de Manière à
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pouvoir glisser entre les parois latérales 70 et 71 dans les faces latérales desquelles sont 'pratiquées des rainures de guidage 72 et 73 à l'intérieur des- quelles coulissent des nervures latérales 74 et 75 du chariot,
De cette manière, l'axe du Mandrin est Maintenu de façon précise dans l'alignement de l'axe de la tête de martelage 10.
Le chariot précité peut être constitué par une pièce fondue creuse convenablement renforcée par des cloisons longitudinales et transversales et mu- nie à sa partie supérieure de paliers d'appui conve- nablement espacés76 et 77 d'assez grandesdiman- sions destinés à recevoir l'arbre massif 78 qui porte lesmâchoires du mandrin.
Les paliers précités sont munis de gar- nitures 79 et 80 dont la position est susceptible d'être réglée à volonté et qui peuvent être fixés au' moyen d'écrans 81 et 82.
A son extrémité interne, l'arbre 78 est muni d'un rebord 81'. aménagé de Manière à recevoir dans un logement convenable les mâchoires 11 qui sort boulonnées sur l'arbre.
Cet aménagement permet de remplacer rapi- dement un groupe de Mâchoires par un autre lorsqu'on change le genre des pièces traitées.
Entre le rebord 81' et un épaulement conve- nable du palier interne 77 est prévu un roulement à billes d'absorption de poussée 82'.
Dans la face interne du mandrin est creusé un premier logement 83 destiné à recevoir la pièce à, travailler et un deuxième logement annulaire 84 qui
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entoure le précédont et dans Lequel sont aménagées un certain nombre de mâchoires 85 qui constituent un support annulaire sensiblement continu destiné à soutenir la face de la pièce traitée
Les mâchoire précitées sont montées de manière à coulisser longitudinalement dans le loge- ment 84 contre une paroi externe inclinée 88 dudit logement.
Lorsque les mâchoires ont glissé vers l'extérieur (voir fig. 5) la pièce à traiter peut être mise en place à l'intérieur de ces mâchoires.,
La face périphérique interne de ces der- nières a, bien entendu, la forme voulue pour rece- voir contre elle la face périphérique externe de la pièce traitée.
Conformément à ce qui est indiqué, les mâchoires en question sont aménagées de manière à soutenir la surface périphérique externe et le xxx rebord d'un tambour de frein W et elles comportent une échancrure 85' qui leur permet de recevoir le rebord précité.
En vue de bloquer ou de livrer la pièce traitée, les mâchoires sont commandées de la façon suivante.
Lorsque ladite pièce à traiter a été in- troduite sur l'appareil dans la position indiquée sur la fig. 5, les mâchoires se trouvant dans leur position externe, ces dernières sont repoussées vers l'intérieur au moment où le mandrin se rapproche de la tête de martelage.
Lors du rapprochement final qui correspond à la position indiquée sur la fige 6, le -rebord de la pièce traitée vient en prise avec l'anneau rota- tif 58 de la tête de martelage et ce dernier agit,
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non seulement pour régler de faucon précise la po- sition et l'alignement de la pièce traitée entre les mâchoires du mandrin, mais encore par pousser les mâchoires vers l'intérieur le long de la paroi inclinée 88.
Il oblige ainsi les mâchoires à se res- serrer concentriquement de manière à, serrer la pièce traitée sur toute sa périphérie.
Si la pièce traitée a un diamètre légère- ment inférieur au diamètre de la surface interne des mâchoires lorsqu'elles sont complètement len- trées, l'action de serrage du mandrin et de l'an- neau 62 sur le rebord de la pièce traitée Maintiendra. néanmoins cette dernière en position pendant la première période du martelage et jusqu'au moment où ladite pièce aura subi l'expansion qui l'ap- plique contre les faces internes des mâchoires du mandrin.
Des moyens sont prévus pour obliger les mâchoires à sortir du mandrin et à libérer la pièce traitée au moment où le mandrin s'écarte de la tê- te de martelage.
A cet effet, sur la face arrière du man- drin est montée élastiquement une plaque d'éjection 89 qui est aménagée et guidée de manière à coulis- ser sur le corps du mandrin tout en étant en prise avec un anneau périphérique 90 qui est boulonné contre la face antérieure de ladite plaque.
Le déplacement versl'arrière de la pla- que précitée est limité par une série de tiges de butée 91 qui sont disposées en cercle et qui sont vissées dans la face arrière du mandrin,
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Ces tiges passent à travers des trous qui sont pratiqués en face d'elles dans la plaque 89 et elles sont munies dfécrous d'arrêt et de contre-écrous 92.
La plaque 89 est poussée élastiquement contre les écrous d'arrêt précités par des res- sorts à boudin 93 qui entourent les tiges 91,*et qui prennent appui à leurs extrémités d'une part contre la plaque, d'autre part contre la face arrière du mandrin.
Chacune desmâchoires de mandrin est reliée à un plongeur 94 qui est poussé par un ressort et qui est guidé de façon à se déplacer dans un canal incliné 95 pratiqué dans le mandrin, l'inclinaison du canal en question étant la morne que celle de la paroi 88 contre laquelle glissent les mâchoires.
Le déplacement vers l'extérieur des plongeurs précités est limité par des manchons 96 aménagés à l'extrémité antérieure des canaux précités.
Lesdits plongeurs sont normalement poussas versl'avant contre le .manchon par des ressorts à boudin 97 qui entourent la partie ar- rière du plongeur, laquelle est de diamètre ré- duit et avance à travers un trou également de diamètre réduit, de façon à se prolonger au-delà de la face arrière du Mandrin.
Dans la plaque d'éjection 89 en regard de l'extrémité de diamètre réduit des plongeurs de liaison 94 des Mâchoires sont disposés des tampons vissés réglables 98.
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Lorsque le mandrin revient en arrière, les ressorts 97 tendent à pousser les mâchoires vers l'extérieur de manière à libérer la pièce traitée, mais si l'une des mâchoires résiste à l'action des ressorts à la fin du mouvement d'écartement, la pla- que d'éjection 89 vient en prise avec des butées d'arrêt fixes 99 (voir fig. 3) qui sont aménagées sur le bâti de l'appareil et lorsque le mandrin continue son mouvement de retraite, les plongeurs et les mâchoires sont poussés de force vers l'extérieur, de manière à libérer et à .éjecter la pièce traitée, cette dernière opération résultant de la venue en prise des tampons 98 de la plaque et des extrémités en saillie des plongeurs 94.
Les mouvements de rapprochement et d'écar- tement du mandrin et de la tête de martelage sont commandées de façon satisfaisante au moyen d'un moteur hydropneumatique 15 qui comporte un cylindre 100 dont les extrémités sont reliées par l'intermédiaire de canalisations et d'orifices convenables non repré- santés à un robinet de contrôle 101 destiné à régler l'entrée et la sortie du fluide moteur par rapport aux deux faces opposées d'un piston non représenté qui se déplace dans le cylindre et qui est relié à. une tige 102.
Une des extrémités du cylindre 100 peut pivoter en 103 sur la bâtidde la machine et l'une des extrémités de la xx tige du piston est reliée à une manivelle 104 qui est clavetée sur un arbre 105.
Sur les deux faces opposées de la mani- velle 104 sont aménagées deux roues dentées de grand
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diamètre 106 (dont l'une seulement est visible sur le dessin) et qui sont fixées sur l'arbre 105.
Chacune de ces roues dentées est aménagée de manière à engrener sur une crémaillère 107 qui est fixée sous le chariot 12 qui porte le mandrin.
D'après les fig. 5 et 6, on se rend compte aisément qu'une rotation de moins de 180 est néces- saire pour provoquer le rapprochement ou l'écartement du mandrin et de la tête de martelage sous l'action du dispositif qui vient d'être indiqué,
La mise en rotation du mandrin est obte- nue au moyen d'un arbre transversal 108 qui est monté sur le chariot 12 et sur lequel est clavetée une vis sans fin 109 d'assez grand diamètre.
Cette dernière engrène elle-même sur un pignon hélicoïdal 110 qui est claveté sur l'extré- mité externe de diamètre réduit de l'arbre 78 qui sort du palier 76.
L'arbre 108 est commandé par un moteur électrique 14 qui est monté sur une plateforme con- venable 111 fixée sur le dessus du bâti du chariot.
L'entraînement est réalisé par l'intermâ- diaire d'un pignon dent6 112 qui est calé sur l'ar- bre de l'induit du moteur et qui entraîne une châtie 113 et, par l'intermédiaire de cette dernière, une roue dentée 114 (voir fig. 2).
La double réduction de vitesse résultant de la différence qui existe d'une part entre les rayons de la roue dentée 114 et du pignon 112, d'au- tre part entre la vis sans fin et son pignon héli- corda! a pour conséquence que la vitesse de rotation du mandrin est relativement faible.
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Elle permet donc dans là plupart des cas que la pièce traitée soit complètement usinée pour un seul tour du mandrin.
Parmi les organes qui servent à déplacer radialement les marteaux à l'intérieur de la pièce traitée après que celle-ci a été amenée autour de la tête de martelage du fait du rapprochement du mandrin, on a prévu, une tige de c amande 115 qui se déplace dans un canal axial pratiqué dans l'arbre de commande et qui se prolonge à son extrémité in- terne à l'intérieur du logement 83 du mandrin 11 dans lequel se trouve placée la pièce traitée, la- dite tige se prolongeant également à travers un trou pratiqué au centre de la pièce,
L'extrémité en question de la tige l15 comporte un tampon vissé réglable 16 qui est immo- biliaé dans sa position de réglage an moyen d'un écrou de blocage 117 xxx et qui comporte une tête arrondie 118 aménagée de manière à venir en prise avec la tête du bouton 57 sur lequel s'exerce la poussée axiale, L'aménagement qui vient d'être indiqué permet d'allonger de quantités extrêmement faibles la, tige de commande en question afin de rendre pos- sible un réglage précis du diamètre auquel le mar- telage amène la pièce traitée.
La position de la tête de commande dans le sens longitudinal par rapport à l'axe de l'appareil est réglée au moyen d'une came à face angulaire 119 qui est montée sur un arbre 120 comnandé synchroni- quement par rapport à l'arbre 78 du mandrin, l'en- traînement s'effectuant par l'intermédiaire de pie
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gnons 121 et 122,de même rayon, clavetés respective ment sur les arbres correspondants-, la. face active de la came peut être munie d'une garniture de métal spécialement dure et résistante 123 et de même l'extrémité de la tige 115 qui est en prise avec ladite came peut être munie d'une garniture particulièrement dure et résistante 123'.
Lorsque le mandrin est dans sa position de retraite, c'est la partie basse 124' de la came (partie basse qui est indiquée sur la fig. 11 qui représente à grande échelle la forme de ladite came) qui se trouve en regard de la tige et le man- drin ne tourne pas.
Lorsque la pièce traitée est assujettie dans le mandrin et se trouve en position sur la tige de martelage, conformément à ce qui est indi- qué sur la fig. 6, le moteur 14 qui fait tourner le mandrin est mis en marche et le mandrin et la came commencent à tourner synchroniquement.
La rampe à inclinaison progressive 124 de la came commence, dès que la pièce traitée a atteint sa vitesse de rotation normale, à déplacer la tige de commande vers l'avant, ceci par exemple pendant un quart de tour de la came et de la pièce traitée, quart de tour pendant lequel les marteaux sont progressivement déplacés vers la pièce traitée.
Lorsque la partie plane élevée 125 de la came se trouve atteinte, la tige de commande cesse d'avancer et les marteaux cessent également d'être déplacés vers la pièce traitée. Néanmoins, cette dernière continue à tourner par exemple pendant les trois quarts de tour qui correspondent à la partie en question de la came.
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Pendant ce temps, le martelage donne à la surface traitée le fini voulu et enlève les plus petites inégalités qui pourraient s'être produites au cours du travail énergique réalisé pendant la période d'action qui correspond à la rampe inclinée de la came.
Juste avant le moment où le mandrin porte-pièce va achever son tour complet, le point haut de la came tourne de façon à cesser de se trouver contra l'extrémité de la tige de commande et le mandrin s'arrête aussitôt que la partie basse de la came se trouve en regard de
1'.extrémité de la tige.
La forme particulière de la came pré- citée et le rapport existant entre sa vitesse de rotation et la vitesse de rotation du mandrin , dépendent, bien entendu, de la nature de la pièce traitée et du fini que l'on veut obtenir.
Etant donné que la face de travail de la came est constituée par une garniture rappor- tée en métal particulièrement dur. , il est évi- dent qu'on peut facilement substituer une came d'un contour voulu à un autre en remplaçant sim- plement une garniture par une autre.
La rapidité avec laquelle les coupe sont frappées par les marteaux et le travail cor respondant du métal de la pièce traitée entraî- nent un dégagement de chaleur très rapide et si cette chaleur n'était pas rapidement dissipée, elle entraînerait une détérioration de la pièce traitée et de l'appareil.
En vue d'obtenir un refroidissement con-
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venable et en vue de lubrifier en même temps les organes mobiles de la tête de martelage, on munit cette dernière d'un réservoir de capacité importante 126 qui entoure complètement le pa- lier à l'intérieur duquel tourne l'arbre de com- mande 21 des marteaux.
Bas canaux et orifices convenables 127 permettent au liquide de se rendre du réservoir aux différents paliers et en particullier dans les- pace compris à 'extrémité interne de la tête de martelage qui porte les marteaux et leur mécanisme de commande,.
On peut utiliser n'importe quel fluide de refroidissement et de lubrification.
En pratique pendant le fonctionnement de la tête de martelage le fluide de refroidisse- ment est constamment puisé dans un récipient d'emmagasinage externe non représenté et renvoya dans le réservoir 126 de manière à maintenir celui-ci rempli et de manière à y renouveler le liquide afin qu'un écoulement de trop-plein s'ef- fectue constamment par un tuyau 128 qui se ter- mine au voisinage du sommet du réservoir et qui communique avec les canaux et orifices 127.
Tous les organes mobiles et en particu" lier les marteaux et la surface de la pièce trai- tée sur laquelle s'effectue le travail et contre laquelle le liquide amené par le canal central vient s'écouler se trouvent arrosés sous l'action de la force centrifuge et reçoivent constamment une quantité importante de réfrigérant et de lu- brifiant, ce dernier pouvant être dirigé au moyen
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d'un écran non représenté placé autour de la par- tie supérieure et des coûtés de la tête de marte- lage afin que le liquide qui est projeté par la force centrifuge revierne par gravité dans le pla- teau 17.
De ce dernier, le liquide revient au réservoir d'emmagasinage en vue de sa réutilisa- tion ultérieure.
L'aménagement de la canalisation de trop- plein 128, dont l'extrémité se prolonge jusqu'au voisinage du sommet du réservoir de la tête de martelage, donne l'assurance que les organes re- cevront une quantité convenable de fluide dès que la pompe sera mise en marche et, même si la pompe cesse de fonctionner, la grande quantité de fluide qui se trouve dans la tête de martelage empêchera un échauffement excessif immédiat de se produire.
La fonctionnement de l'appareil est sen- siblement le suivant, les différentes opérations étant coordonnées et synchronisées de manière que l'usinage d'une pièce soit terminé après un tour de l'appareil et lorsque ce dernier est automati- quement arrêta.
La tête de martelage étant mise en mou- vement par la fermeture du commutateur qui provoque le départ du moteur 13', on place la pièce à trai- ter sur le mandrin alors que la tête de martelage et le mandrin sont séparés l'un de l'autre, confor- mément à ce qui est indiqué sur la fig. 5.
Ceci fait, l'opérateur pousse le levier de mise en marche 129 qui peut pivoter en 130 au- tour d'un point situ4 entre ses extrémités et qui
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commande une tige 131 susceptible de coulisser dans le sens vertical et montée de manière à glisser dans des supports qui fony saillie à l'arrière du bâti de l'appareil.
Une des extrémités de ladite tige est reliée par une bielle 133 au robinet de mise en marche 101 et son autre extrémité est reliée par une bielle 134 à l'une des extrémités d'un arbre oscillant 135 qui est monté et qui tour- ne dans le bras horizontal 136 d'une équerre 137 qui est fixée sur l'extrémité de la paroi verticale 70 et qui fait saillie au-delà de cet- te paroi (voir fige 3).
L'extrémité externe de l'arbre os- cillant précité est munie d'un taquet 137' disposé de façon à faire saillie sur le trajet d'une oreille 138 qui fait elle-même saillie à l'extérieur par rapport à la périphérie du corps cylindrique du mandrin 11.
La partie inférieure de l'oreille en question est fixée de façon amovible dans un logement 139 pratiqué dans la paroi du mandrin (voir fige 3 et 4).
La poussée que l'on fait subir au le- vier de mise en marche amène le taquet 137' à se trouver sur le trajet de l'oreille 138, mais cette dernière, qui tourne xx avec le mandrin dans le sens des aiguilles d'une mon- tre par rapport à l'observateur qui regarde la fig. 1, ne rencontre pas le taquet en ques- tion jusqu'à ce qu'elle ait fait un tour à peu près complota
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Au moment où le levier de démarrage se trouve poussé, la tige 131 est abaissée et provoque l'ouverture du robinet 101 de manière à laisser le fluide sous pression pénétrer dans la partie droite du cylindre 100 et de manière également à laisser s'échapper le fluide cantenu dans la partie de gau- che dudit cylindre,
De cette manière,
le piston est poussé vers l'extérieur et provoque la mise en rotation en sens inverse des aiguilles d'une montre de l'arbre 105 et des roues dentées 106, de manière à obliger le mandrin à se rapprocher de la tête de martelage, rapprochement qui a pour conséquence de placer la pièce traitée dans la position de travail, conformé- ment à ce qui a été indiqué plus haut et à ce qui est représenté sur les fig. 3 et 6.
A la fin du mouvement de rapprochement (voir fig. 3), une pointe de commande réglable 139' bloquée par un écrou 140 et mobile avec le chariot 12,vient frapper l'un des bras qui fait saillie vers l'intérieur d'un levier de renvoi 141 articule sur le sommet de la paroi latérale 17 du bâti de l'appa- reil.
Malgré l'action d'un ressort antagoniste, le choc pousse lautre bras du levier de renvoi contre le bras d'interrupteur 142 de l'interrupteur 143 qui met en marche le moteur 14 dont le circuit se trouve fermé et qui met par suite en mouvement le mandrin et le dispositif de déplacement radial des marteaux vers la pièce traitée, conformément à ce qui a été indiqué plus haut.
Lorsque -le mandrin a terminé son mouvement de révolution, l'oreille 138 vient frapper le taquet 137' de manière à. ramener 8. leur position initiale
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le levier de mise en marche et les organes qui lui sont reliés.
Au cours de ce mouvement, le robinet 101 se trouve commandé de manière à ad- mettre le fluide sous pression dans la partie gauche du cylindre 100 du moteur 15 et de manière à permettre l'échappe- ment à l'extrémité de droite, afin que le chariot porte-mandrin s'écarte de la tête de martelage.
Dans le mouvement de retraite en question, les mâchoires porte-pièce 85 se déplacent vers l'extérieur sous l'action des ressorts 97 si elles n'ont pas été trop fortement presséea contre la surface inclinée 88; elles libèrent alors la pièce traitée qui tombe.
Si, au contraire, les mâchoires résis- tent à l'action des ressorts 97, elles sont repoàs- sées et ramenéesà leur position d'ouverture à la fin du mouvement de retraite du mandrin grâce à la venue en prise de la plaque déjection 89 avec les butées 99, le résultat étant toujours que la pièce traitée se trouve libérée et abandonne le mandrin.
L'appareil est alors prêt à recevoir une nouvelle pièce et à recommencer le cycle des opé- ration,%.
De cette manière, le procédé qui fait l'objet de l'invention peut être rapidement mis en oeuvre.
Le métal qui constitue le tambour de frein est usiné entre la surface des mâchoires de fixation qui jouant la rôle d'enclume et les marteaux qui travaillent de manière à provoquer
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l'expansion de la surface périphérique interne du tambour et de façon à rectifier cette surface "pour lui donner exactement les dimensions voulues.
Simultanément et du fait de son applica- tion contre la surface interne rigoureusement calibrée des mâchoires de fixation, la surface externe du tambour se trouve également amenée de façon précise aux dimensions voulues.
Le martelage réalisa au moyen d'un très grand nombre de coups frappés contre toutes les parties de la. périphérie du tambour, spécialement @ si le ledit martelage se xxxxxxxx pendant un cer- pour suit tain temps après que les rouleaux de commande ont été amenée à. la position externe extrême qui cor- respond à une surface de diamètre donné,assure la réalisation d'une surface parfaitement , ca- librée.
En outre, étant donné que le métal est longuement travaillé sur toute la périphérie in- terna du tambour par les chocs répétés des marteaux, il se trouve durci par l'opération de martelage réalisée et ceci constitue une caractéristique importante de l'invention, étant donné que ce dur- cissement de la surface de freinage assure une pro- longation de la vie du tambour.
La martelage réalisé par le procédé qui a été indiqué ci-dessus a pour effet, non seule- ment de durcir la périphérie ihterne de la pièce traitée, mais également de durcir sa surface externe; il permet de réaliser simultanément en une seule opération un tambour de frein dont les surfaces externe et interne ont été durcies et qui, par conséquent, présente une surface de freinage ré-
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sistant à l'usure.
D'après la description qui précède on voit que la demanderesse a non seulement réalisé un nouveau procédé de traitement et un dispositif de mise en oeuvre de ce dernier grâce auquel des tambours de frein établis en acier à faible teneur en carbone ou,en d'autres métaux susceptibles d'ê- tre emboutis, mais ne possèdant pas des qualités de grande résistance à l'usure, sont facilement amenés à possèder ces qualités qui lui sont données par le traitement subi, mais encore est parvenue ainsi à récupérer par l'application de son procédé xxxxx des tambours de frein qui auraient été dé- formés après l'opération d'emboutissage et seraient devenus inutilisables, à moins de subir des trai- tements coûteux de recuit, de façonnage ou d'usi- nage,
ledit procédé permettait en outre d'amener les tambours dont il s'agit à avoir des dimensions exactes et à constituer un produit susceptible de fournir un service prolonge
On a également vu que l'invention permet- tait de munir les tambours de frein d'un revêtement résistant à l'usure et de fixer solidement ledit revêtement sur le tambour de frein tout en le rec- tifiant et en lui donnant les dimensions voulues.
Dans la variante de réalisation représen- tée sur la fig. 9, la tête de martelage comporte une face antérieure relativement plane, étant donné que la plaque d'appui 40' destinée à recevoir les tourillons 37' des rouleaux se trouve dans le cas considéré aménagée dans un logement pratiqué dans la face externe de ladite tête,, les tiges et écrous de fixation 41' et 42' étant eux-mêmes placés dans
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des cavités convenables de la plaque 40'.
La disposition en question est désira- ble dans le cas où l'on traite certaines pièces dont certains éléments s'étendent radialament au voisinage immédiat de la surface à marteler, con- fermement à ce qui est indiqué en traits pointil- les sur ladite figure 9.
Sur la fig. 10, on a représenté une variante de réalisation des marteaux 28', ceux-ci étant munis d'une garniture cylindrique dure 144 qui est insérée dans un logement correspondant de la partie centrale de la face de travail du mar- teau, la garniture en question faisant légèrement saillie à l'extérieur de la surface du marteau et étant destinée à venir en prise avec la pièce trai- tée.
L'application d'une telle garniture per- met de rénover facilement la face de travail du marteau sans qu'on soit oblige de remplacer la totalité de ce dernier et, en outre, on peut utili- ser pour la fabrication de cette garniture une ma- tière plus dure que celle que l'on pourrait utili- ser pour le corps même du marteau.
REVENDICATIONS
1. Procédé de traitement d'un tambour de frein ou de toute autre pièce annulaire, ledit pro- cédé étant caractérisé par le fait qu'il consiste à soutenir périphériquement une des surfaces de la pièce traitée pendant qu'on martèle une autre sur- face de cette pièce.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"Improvements in brake drums or other similar annular members and in their manufacturing process"
The present invention relates to a method and apparatus for the manufacture and, if desired, the coating of annular parts such as brake drums.
One of the main objects of the invention is to provide a treatment process which improves the qualities of wear resistance of the parts prepared.
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cited and which reduces under satisfactory conditions the dimensions of the parts in question so as to bring them to have precise dimensions and to form surfaces which are perfectly of revolution.
The invention also aims to provide a machine with the aid of which the aforementioned method can be carried out under the conditions of rapidity desired in order to obtain mass production and economical.
It is also an object of the invention to achieve the aforesaid results at the same time that a coating suitable for wear resistance is applied to the treated parts.
Until now, brake drums have been manufactured by means of various stamping and rolling operations xxxxxxxxxxxxxxxx frequently combined with relatively expensive heating and machining operations intended to return the processed parts to the desired size, by giving them the necessary precision of dimensions, by making them surfaces which are perfectly of revolution and finally by ensuring them the desirable hardness so that they can benefit from a long duration of use and so that the simultaneous work of the drums brake shoes and shoes that work in combination with them to perform in harmonious and satisfactory conditions.
In general, the process for treating brake drums or other annular members which forms the subject of the invention consists in peripherally supporting one of the surfaces of said parts by hammering while another is being machined. surface of the latter.
A machine which is the subject of the invention comprises a workpiece carrier and a certain number of devices making it possible to machine a given surface of the treated part.
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while the latter is held in the aforementioned workpiece carrier.
A coating or trim can be applied to the treated part and in this case the machining carried out not only has the effect of rectifying and reinforcing said part, but also has the aim of bringing the coating or lining in question into contact. narrow with the aforementioned piece.
From the point of view of the practical implementation of the invention, the most satisfactory results have been obtained by treating only a small surface element at a time, and it is particularly desirable to simultaneously treat both surface elements. surface which are at the two opposite ends of a diameter of the workpiece by using for this purpose hammers acting in the radial direction so that the forces involved are balanced.
In order to speed up the work and so that all the elements of the treated surface are machined identically, the machining members and the treated part are set in rotation with respect to each other at a suitable speed and the hammers are controlled to so as to strike very fast strokes so that the entire surface of the treated part is machined in a minimum of time.
Another characteristic of the invention consists in causing the displacement of the hammers towards the outside inside the treated part until the latter reaches the desired dimensions; machining is then continued after the displacement of the hammers outwards.
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rieur has reached a value sufficient to bring the whole of the surface to be perfectly of revolution, the latter result being due to the partial overlap of the various hammer blows during the rotation that the treated part and the machining members undergo. in relation to each other.
The hammers preferably operate at very high speed under the action of a rotary control device arranged so as to come successively and repeatedly in engagement with the internal ends of said hammers and also arranged so as to drive the hammers towards. the outside so that they engage the internal surface of the treated part, the elasticity of the hammers and of the part in question being responsible for returning the hammers to their internal position.
The treated part is mounted in a mandrel so as to undergo a relative movement of forward and backward movement which allows it to be placed on the device and to be withdrawn and which also allows hammering.
Another characteristic of the invention consists in the fact that the machine which is the subject of the invention can be completely automatic; the operation of the mandrel with a view to the installation and the withdrawal of the treated part, the movement of bringing together and away of the hammering members and the mandrel, the starting and stopping of the rotational movement of the mandrel and, finally, stopping the machine while the mandrel and the hammering members are separated from each other
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are started by the operator, but then occur with suitable times until the part being processed is finished.
Thanks to the method and the device which are the object of the invention, it is possible to avoid several of the operations which it was previously necessary to carry out and it is also possible to achieve the results which constitute the results. aims of the invention thanks to the. simple arrangement which consists in machining the internal periphery of the drum while the latter is maintained by its external periphery.
By virtue of the method in question, it is possible to restore brake drums whose peripheral surfaces are deformed or have too small dimensions and this result can be achieved without having to resort to expensive operations. turning or machining and therefore in economic conditions.
This same process not only hardens the periphery of the internal braking surface, so as to ensure a longer duration, but also produces, thanks to the machining operation carried out, a similar effect on the external peripheral surface. which it increases the qualities of resistance to wear so that in total a brake drum is obtained which could be used both in the event that the braking takes place outside or both outside and inside than for the case where braking would take place exclusively inside.
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To enable gods to understand the invention, an embodiment will now be described in detail, given by way of example and shown in the appended drawing in which:
Figs. 1, 2 and 3 represent respectively in elevation, in profile and in plan, the machine object of the invention;
Fig. 4 represents a partial detail view of the control mechanism;
Fig. 5 shows a partial longitudinal vertical section of the apparatus, said section showing the machining head and the workpiece chuck, these two elements being in the position for which they are distant from each other;
Fig. 6 shows a vertical longitudinal diametral section of the machine, the machining head and the workpiece chuck being in the position in which they are brought together;
Lesfig. 7 and 8, respectively, show a partially cut away view and a diametrical section of the machining head;
Fig. 9 shows a detailed vertical diametral section of a slight variant embodiment of the machining head and the workpiece chuck;
Fig. 10 is a perspective view of one of the machining hammers;
Fig. 11 shows a development of the control cam;
The rod 12 represents a diametrical section of one of the parts treated, in this case a brake drum which is arranged so as to be able to be treated by the improved process which is the object of the invention;
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Fig. 13 shows more or less schematically a cross section of an embodiment of the apparatus which allows the practice of the invention;
Fig. 14 is a diametrical section of a brake drum coated with a lining in accordance with the inventions, said section showing the internal surface of said drum;
Fig. 15 shows a section similar to that shown in FIG. 13, said section showing more or less schematically an embodiment of an apparatus for hammering, after it has been put in place, the coating which is intended to constitute the internal lining of the peripheral surface of the drum;
Figs. 16, 17 and 18 represent partial diametral sections of detail showing an alternative embodiment in which firstly annular grooves are formed in the internal surface of the drum, FIG. 16 showing the tool which acts on the part to shape said grooves, FIG. 17 showing the coating in place before it is hammered and FIG. 18 showing the coating after it has been placed and machined;
Fig. 19 is an elevational view of the inner surface of the brake drum, said view showing how the coating is placed before it is machined in place;
Pin 20 shows a cross section of another brake drum device, the coating being put in place before it is machined in place;
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Figs. 21, 22 and 23 represent partial diametral sections of detail showing the process. implemented to machine the brake drum shown in FIG. 19 and to carry out the machining to be carried out on site, FIG. 21 showing the shaping of the annular ribs of the internal surface of the drum by suitable machining of said surface, FIG. 22 showing the placement of the coating before its machining on site and FIG. 23 showing said coating after it has been machined in place;
The rod 24 represents in perspective a detail view of the hammer used for carrying out the machining operation indicated in FIG. 21;
Finally, fig. 25 shows a detail view of a drum, the internal surface of which comprises at the. both circular grooves and longitudinal grooves made before the installation of the coating ;:
If we refer first of all to schematic figures 12 and 13, which indicate the general process which is the subject of the invention, we see that we take a brake drum or another similar part to be treated 1 having an internal peripheral surface 1 'and an internal peripheral surface 1 "ready to be processed as it emerges from the point of view of the shape and dimensions of the stamping press or of the machine on which the parts have been manufactured ..
Said part is gripped by its external periphery in a certain number of jaws 2, the internal faces 3 of which conform to the external peripheral surface which it is desired to give to the part.
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In the case shown, the jaws in question constitute shaping dies, the assembly of which produces an internal cylindrical surface which completely surrounds the external surface of the drum, that is to say that it constitutes a bearing surface or a anvil against which the internal hammering members can apply the treated part.
In a suitable annular support 4 provided within the inner peripheral surface 1 'of the drum are arranged and are arranged for the practice of the invention exactly in line with the axis of the jaws which fix the treated part, series of hammers 5 which are arranged so as to be able to undergo a limit radial displacement in the aforementioned support.
The hammers in question have a working face oriented in the axial direction and the width of which, always in the axial direction, is equal to that which is necessary to simultaneously treat the entire width of the surface to be machined.
Preferably, so that each hammer blow acts only on a small arc element of the surface of the workpiece, the working face 6 of each hammer is shaped according to what is shown so as to present an arc. of small radius of curvature, the curvature of said arc depending, of course, to a certain extent on the nature of the metal that is to be worked, that is to say on whether this metal is hard or soft.
In the case of low carbon steel such as that which is generally used for the manufacture of metal brake drums
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stamped, the Applicant obtained satisfactory results by adopting for hammers a working surface whose radius of curvature was substantially such with respect to the curvature of the part treated as that indicated on the drawing.
Preferably, the hammers 5 are arranged in a balanced arrangement with respect to the axis of the support 4 and the fixing jaws 2 and they are therefore located at two opposite ends of the same diameter.
For the application of the method which is the subject of the invention, the two hammers thus arranged at the two opposite ends of the diantre are controlled simultaneously so as to work at the same instant on two symmetrically opposed points of the treated part.
Said hammers can be controlled simultaneously by means of any suitable device and will be described below, with reference to FIGS. 1 to 11, a particular type of device.
In accordance with what has been indicated above, the method which is the subject of the invention can also be used to provide a given part with a lining or a coating. In fig. 14, there is shown a brake drum which constitutes an application of this particular case of implementation of the invention; said brake drum comprises a radial fixing rim 7, a peripheral cylindrical braking surface 7 'and an outer rim intended to stiffen it.
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Within the inner peripheral surface of part 7 'is attached a wear resistant coating 8 and made of a substance such as high carbon steel having satisfactory wear resistance qualities.
Thanks to the hammering which the process which is the subject of the invention comprises, the coating in question is firmly secured and made impossible to undergo either an axial displacement or a rotation, the securing in This question resulted from the simple molecular bond produced between the surface of the element 7 'and the coating, even without having taken the precaution of roughening the surface of the element 7' beforehand.
The surface of a metal such as low carbon steel by means of which the brake drum in question is ordinarily produced by stamping has, in fact, a sufficient minimum of positional irregularity between its different moles * cules for that, under the action of the intense work which results from the hammering of the coating at the time of its installation, the molecules of said coating interlock with those of the brake drum and ensure reciprocal locking of these elements, which are both mechanical cally and by contact.
For the implementation of the method which is the subject of the invention, the coating 8 is given the shape of a ring which can be continuous and which can be obtained by folding a flat metal strip in a circle and welding end end the ends of the circle.
Said packing could also be
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obtained by cutting in the aforementioned strip a suitable length so that after having been folded in a circle it adapts substantially to the surface of the drum that is to be coated, after which it is introduced (either after it has been welded, or simply with its edges close together (but not connected) inside the internal peripheral face of the part 7 'of the drum and before hammering it it can be secured by means of a few welding points.
After their assembly, the brake drum and the coating are placed in a hammering device such as that shown in fig. 15 and which, from all points of view, is similar to that which has already been described with reference to fig. 13.
The coating is machined so as to reach its final dimensions, that is to say those for which its internal surface constitutes a surface of perfect revolution whose diameter is exactly that which is desired, its external surface being intimately mechanically connected and by contact with the surface of the brake drum, thanks to the hammering operation which was carried out.
Although it has been found that normally the connection established in all cases is sufficiently strong, even without the prior treatment of the surface of the brake drum which is to be coated with a lining, it is It is, however, desirable in some instances to roughen the surface against which the coating in question is to be applied.
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With a view to achieving this arrangement, the procedure is, for example, in accordance with what is indicated in FIGS. 16, 17 and 18.
Fig. 16 shows the working stage in which a series of annular grooves 9 are made in the internal peripheral face of the drum, which are obtained by means of a cutting tool 9a while the drum brake rotates with the workpiece carrier.
After said grooves have been shaped, the coating 8 is introduced in accordance with what is indicated in FIG. 17 and finally, by means of the hammering operation indicated in FIG. 18, the coating is caused to expand so that its outer surface penetrates into the grooves and thus aasure its fixing.
The use of the tool 9a leaves burrs along the edges of the grooves which contribute to ensuring the mechanical connection of the brake drum and the coating in order to prevent the rotation of the latter.
If desired, both axial grooves and circular grooves could be provided in accordance with what is shown in FIG. 26.
In the embodiment of the invention which is indicated in FIGS. 18 to 24, the surface to which the coating is to be applied is preferably treated so as to present a series of annular ribs 9 'and this result can be obtained by means of a hammering operation analogous to final hammering operation intended to fix the coating in place,
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however, hammers 5 'are used (see FIG. 24), the working surface of which is constituted by an insert 5a having grooves corresponding to the ribs which it is desired to obtain in the surface of the brake.
Fig. 21 indicates the preliminary hammering operation in question; fig. 22 shows the introduction of the coating and FIG. 23 the final hammering operation, the coating being definitively put in place and secured by means of the ribs 9 '.
The particular way in which the aforementioned recesses and protrusions are shaped as well as their extent and direction are not important from the point of view of the actual practice of the invention; the particular means used to shape these protrusions or depressions have been given only by way of example to show how the apparatus which is the object of the invention can be used to make the surface rough and irregular. surface of the drum and to strengthen the bond between said surface of the drum and the coating.
If we now refer to the device shown in fig. 1 to 11, device which can be used for carrying out the method; described above, it can be seen that it comprises a hammering teat the assembly of which is designated by the reference number 10, a workpiece-holder mandrel 11, a mandrel-holder carriage 12, a frame 13, a motor 13 'for controlling the hammering device, a motor 14 for controlling the rotational movement
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of the mandrel and finally a motor 15 which controls the approach and separation of the hammering head and the mandrel.
The frame 13 of the apparatus can xxxx be constituted by a hollow rentangular cast iron frame provided with suitable reinforcing ribs and supports and maintained at the desired height above the ground by means of four legs 16 arranged at the four corners of the frame. above.
At one of its ends, at the right end for an observer looking at fig. 1, the upper part of the aforementioned frame is
17 arranged in such a way as to constitute a plate / at the bottom of which protrude bosses or ribs 18, the upper surface of which is carefully machined so that it can serve as a seat for the hammer head, 10 of which the lower edges sides 18 'are bolted to the main frame by means of bolts which pass through the aforementioned side edges and through the ribs 18.
The hammer head and the frame 13 are keyed together by means of a key 19 which penetrates into corresponding housings in the central rib 18 and in the base of the hammer head, the keying in question for the purpose of ensure and maintain the reciprocal alignment of the organs considered.
.It its upper part, the hammering head comprises a large diameter bearing which constitutes an important bearing surface for the shaft 21 which controls the hammers and which extends longitudinally through said head.
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In the radial direction, / the shaft in question is supported by a suitable packing and in the vicinity of the outer end of said shaft, rollers 22 are provided.
Said external end 23 which is of reduced diameter and which projects outside the bearing 20 supports a heavy pulley 24 which acts as a flywheel.
The axial thrust of said shaft is absorbed by ball bearings 25 and 26 respectively arranged, on the one hand between an annular plate 27 bolted to the end face of the hammering head and the flywheel, on the other hand between said plate. and the shoulder to which the constriction of the tree gives rise.
The flywheel is keyed to the shaft of the head and it is held in place by means of a locking nut which can be operated by means of a key and which blocks said flywheel against a shoulder provided on the reduced diameter end of the shaft. next next
The shaft 21 is crossed xxxx its axis by a stepped channel, the various gadins dividing said channel into four parts of decreasing diameter from its inner end to its outer end.
In the channel in question are arranged the hammer control mechanism and the adjustment members of this mechanism.
The machining hammers themselves can be formed by blocks 28 of an extremely hard steel alloy evenly distributed in the circular direction at the inner end of the working head.
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talage. They are guides in radial housings 29 (see fig. 7) and they include lateral ribs 30 (fig. 10) which slide in corresponding grooves made in the lateral faces of the aforementioned housings.
The internal walls of these latter are formed by removable plates 31 which are fixed by means of cap screws 32 in order to facilitate the construction and to allow the rapid replacement of one or more hammers, without having to be forced. remove the entire hammer head,
The external working faces of the hammers are curved in a transverse plane, their curvature varying according to the hardness of the metal to be worked or the polish that is to be obtained for the treated surface.
Said working faces of the hammers have a length which corresponds to the width of the surface to be worked and in the longitudinal direction the contour of said faces corresponds to the contour of the surface of revolution that is to be obtained on the treated part,
In the embodiment shown, the working face is disposed parallel to the axis of the shaft of the head and it has a shape such that it can machine a cylindrical surface.
On their internal faces, the hammers are also curved in the transverse direction in order to allow the control members to pass; it is only in their central part that they each have a relatively narrow rib 34 which is rounded in shape if one considers its straight section and which alone receives the impact of the control members.
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The shape of said rib is such that it appropriately reduces the duration of the period of action of the aforementioned control members.
In the embodiment described, four hammers have been shown arranged symmetrically in pairs on the hammering head so as to cut positions diametrically opposed to each other, in order to distribute the forces in a balanced manner at diametrically opposed points of the axis of the device and of the treated part.
The two diameters at the ends of which the hammers are arranged are not perpendicular to each other, but are arranged in accordance with what is indicated in fig. 7 so as to form an angle of approximately 67 1/2 between them.
The angular spacing thus adopted for the pairs of opposing hammers is particularly desirable on the machine in question with a view to obtaining flexible operation of the latter, in accordance with what will appear in the following description of the control mechanism.
It goes without saying, however, that it is possible to adopt other angular deviations and obtain flexible operation with other arrangements of the apparatus.
In the case considered, the control mechanism comprises eight rollers 35 regularly distributed all around the axis of the apparatus and enclosed in radial housings provided at the internal end of the control shaft 21. .
The rollers in question have a slightly tapered surface so arranged as to successively engage during rotation of the shaft with the curved ribs 34 of the hammers and machines.
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to cause the necessary hammer blows to be applied to the treated part.
The rolling contact made between the control rollers and the hammers ensures the application of the necessary hammer blows with a minimum of friction between these components.
Since the apparatus comprises eight rollers regularly arranged and only four hammers arranged in accordance with what has been indicated above, it is immediately seen that only two hammers are started simultaneously, because at the moment when a pair of hammers is operating , the other pair is located opposite the space between two neighboring rollers (see fig. 7).
At each end of the conical control surfaces of the rollers protrude journals, 36 and 37 respectively, which are guided, in the axial displacements which they can undergo, by lining bearings arranged xxxxxxxx the external bearings 38 in the control shaft and the internal bearings 39 in a plate 40 bolted against the internal face of said shaft by means of threaded studs 41 and nuts 42.
From the foregoing, it can be seen that the rollers cannot undergo any overall movement, except the radial movement necessary to bring them closer to the part being treated.
The radial displacement in question is obtained by means of a control member which comprises a slightly conical head 43 arranged in the opposite direction to the rolls and arranged in
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so as to be able to act simultaneously on all the rollers.
The central control member in question is guided, in its axial movements by a cylindrical shank 44 arranged inside a seal 45 mounted in the second part of the central channel of the shaft, the head of the control device. control itself occupying the first part of said channel, that is to say the part of larger diameter 47 including the wall, which is itself slightly conical, so as to correspond to the shape of the head, is slightly removed from the periphery in order to allow its free longitudinal displacement within the limits necessary for the work to be performed.
Normally, according to what is indicated in fig. 5, the control head 43 is pushed towards the interior of the apparatus by a compression spring 48 which bears at one of its ends against the shoulder provided at the outer end of the third section of the channel which crosses the shaft and which bears at its other end against the tail 44 of the control head.
In the small diameter outer part of the central channel of the control shaft 21 is screwed a stop sleeve 49 which limits the movement of the control head 43 outwards as well as the movement of its guide tail. 44.
The screw connection established between the sleeve 49 and the shaft makes it easy to adjust the position of these two members relative to each other.
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the other in order to adjust the value of the displacement allowed to the control member for each of the parts processed.
The sleeve 49 is fixed in its adjustment position by means of a locking nut 50 and a washer 51 which is locked against the nut 28 '.
The movement of the commando head and its tail inward under the action of the spring 48 is limited by means of a rod 52 which passes through the sleeve 49 and whose outer end which is threaded projects beyond the outer end of the sleeve, said threaded end being intended to receive a stop nut 53 and a locking locknut 54.
At its internal end, the rod 52 enters a channel made in the tail 44 of the control shaft; it is fixed there by means of a set of screws, in accordance with what is indicated in fig. 6.
Thrust absorption ball bearings 55 and 56 are respectively provided at the inner end and the outer end of the control member the former absorbs the thrust of the control member against the thrust member. end of stop sleeve .49. The second absorbs the thrust of a button 57 (made of hard metal) located in an axial housing provided at the internal end of the control head, the second thrust in question occurring when the aforementioned button comes into engagement with the components which will be described and which serve to move the control head outwards.
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laughing lean the opposing pressure of spring 48.
On the internal end of the hammering head and on the outside in the radial direction with respect to the path of the hammer is arranged a ring 58 for the fixing and the position adjustment of the treated part, said ring being Monte fou de ma - as long as the chuck which supports the latter can be turned into a queen.
Said ring is supported by a thrust absorption ball bearing 59 and it is held in place by a Sleeve 60 which covers said ball bearing and the inner edge of which is folded back at 61 so as to cover the face. inclined 62 of said ring.
When the device is running, the control shaft 21 is set in continuous motion by means of an electric motor 13 'arranged on a platform 63 which is suspended under the movement frame 13, the xxxxxxx being transmitted through a grooved pulley 64 mounted on the armature shaft of the motor and through a number of transmission belts 65 which pass through the grooves of the pulley 64 and in the corresponding grooves arranged at the periphery of the steering wheel.
The direct drive produced by the flywheel armature shaft with, as the sole speed reduction coefficient, the ratio of the radii of the two pulleys, imparts to the control shaft a high speed of rotation. order of magnitude of 400 revolutions per minute and, consequently, each hammer being actuated eight times for each revolution of the shaft, the struck blows are applied with very great rapidity, so that it suffices to
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subjecting the part to a fraction of a turn in order to bring the internal surface of said part to constitute a surface of perfectly revolution having exactly the desired dimensions.
The hammer blows are applied with such rapidity that although their action is limited to a small fraction of the treated surface, said blows xxxxxxxxxxxxx overlap each other under conditions such that the treated surface in question is brought sufficiently perfect to be. revolution so that it is capable of satisfying all practical requirements. In addition, a precision of the order of magnitude of a hundredth of a millimeter can be obtained for its dimensions.
In order to properly drive the drive shaft, it is necessary to be able to tension the belts 65; this is obtained by adjusting the suspension of the platform 63 which carries the motor.
To this end, said platform is articulated at one of its ends on supports 66 which are bolted under the frame 13 and at its other end the platform is held by one or more connecting rods 67 which are articulated under the frame. and which are adjustably connected to the platform by means of adjustable fixing nuts 68 and 69 which are respectively engaged with the upper faae and with the lower face of the platform.
The mandrel holder carriage 12 is arranged in the left part of the apparatus so as to
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be able to slide between the side walls 70 and 71 in the side faces of which are 'made guide grooves 72 and 73 inside which slide side ribs 74 and 75 of the carriage,
In this way, the axis of the Mandrel is held precisely in alignment with the axis of the hammer head 10.
The aforementioned carriage can be constituted by a hollow cast part suitably reinforced by longitudinal and transverse partitions and provided at its upper part with support bearings suitably spaced 76 and 77 of rather large dimensions intended to receive the shaft. massive 78 which carries the jaws of the chuck.
The aforementioned bearings are provided with gaskets 79 and 80, the position of which can be adjusted at will and which can be fixed by means of screens 81 and 82.
At its internal end, the shaft 78 is provided with a flange 81 '. arranged so as to receive in a suitable housing the jaws 11 which come out bolted on the shaft.
This arrangement makes it possible to quickly replace one group of jaws by another when the type of parts treated is changed.
Between the flange 81 'and a suitable shoulder of the inner bearing 77 is provided a thrust absorbing ball bearing 82'.
In the internal face of the mandrel is hollowed out a first housing 83 intended to receive the part to be worked and a second annular housing 84 which
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surrounds it and in which are arranged a number of jaws 85 which constitute a substantially continuous annular support intended to support the face of the treated part
The aforementioned jaws are mounted so as to slide longitudinally in the housing 84 against an inclined outer wall 88 of said housing.
When the jaws have slid outwards (see fig. 5) the part to be treated can be placed inside these jaws.,
The internal peripheral face of the latter has, of course, the desired shape to receive against it the external peripheral face of the part treated.
According to what is indicated, the jaws in question are arranged so as to support the outer peripheral surface and the xxx rim of a brake drum W and they have a notch 85 'which allows them to receive the aforementioned rim.
In order to block or deliver the treated part, the jaws are controlled as follows.
When said part to be treated has been introduced into the apparatus in the position indicated in FIG. 5, the jaws being in their external position, the latter are pushed inwards as the mandrel approaches the hammering head.
During the final approach which corresponds to the position indicated on the pin 6, the edge of the treated part engages with the rotating ring 58 of the hammering head and the latter acts,
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not only for precise hawk adjustment of the position and alignment of the workpiece between the jaws of the chuck, but also by pushing the jaws inward along the inclined wall 88.
It thus forces the jaws to tighten concentrically so as to clamp the treated part over its entire periphery.
If the treated part has a diameter slightly less than the diameter of the inner surface of the jaws when fully slackened, the clamping action of the mandrel and ring 62 on the edge of the treated part Will maintain. nevertheless, the latter in position during the first period of hammering and until the moment when said part has undergone the expansion which applies it against the internal faces of the jaws of the mandrel.
Means are provided for forcing the jaws to come out of the mandrel and to release the workpiece when the mandrel moves away from the hammering head.
To this end, on the rear face of the chuck is resiliently mounted an ejection plate 89 which is arranged and guided so as to slide on the body of the chuck while being engaged with a peripheral ring 90 which is bolted. against the anterior face of said plate.
The rearward movement of the aforementioned plate is limited by a series of stop rods 91 which are arranged in a circle and which are screwed into the rear face of the mandrel,
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These rods pass through holes which are made opposite them in the plate 89 and they are provided with stop nuts and locknuts 92.
The plate 89 is pushed elastically against the aforementioned stop nuts by coil springs 93 which surround the rods 91, * and which bear at their ends on the one hand against the plate, on the other hand against the face. back of the chuck.
Each of the mandrel jaws is connected to a plunger 94 which is urged by a spring and which is guided so as to move in an inclined channel 95 formed in the mandrel, the inclination of the channel in question being less than that of the wall. 88 against which the jaws slide.
The outward movement of the aforementioned plungers is limited by sleeves 96 arranged at the anterior end of the aforementioned channels.
Said plungers are normally pushed forward against the sleeve by coil springs 97 which surround the rear part of the plunger, which is of reduced diameter and advances through a hole also of reduced diameter, so as to rest. extend beyond the rear face of the Mandrel.
In the ejection plate 89 opposite the end of reduced diameter of the connecting plungers 94 of the Jaws are arranged adjustable screwed buffers 98.
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When the mandrel comes back, the springs 97 tend to push the jaws outwards so as to release the workpiece, but if one of the jaws resists the action of the springs at the end of the separation movement, the ejection plate 89 engages with fixed stops 99 (see fig. 3) which are arranged on the frame of the apparatus and when the mandrel continues its retreat movement, the plungers and the jaws are forcibly pushed outward, so as to release and eject the treated part, the latter operation resulting from the engagement of the buffers 98 of the plate and the projecting ends of the plungers 94.
The movement of the mandrel and the hammering head towards and apart is satisfactorily controlled by means of a hydropneumatic motor 15 which comprises a cylinder 100 the ends of which are connected by means of pipes and tubes. suitable orifices, not shown, in a control valve 101 intended to regulate the inlet and the outlet of the working fluid with respect to the two opposite faces of a piston, not shown, which moves in the cylinder and which is connected to. a rod 102.
One of the ends of the cylinder 100 can pivot at 103 on the machine frame and one of the ends of the piston rod is connected to a crank 104 which is keyed on a shaft 105.
On the two opposite faces of the crank 104 are fitted two large toothed wheels.
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diameter 106 (only one of which is visible in the drawing) and which are fixed on the shaft 105.
Each of these toothed wheels is arranged so as to mesh with a rack 107 which is fixed under the carriage 12 which carries the mandrel.
According to fig. 5 and 6, it is easily realized that a rotation of less than 180 is necessary to bring about the approach or the separation of the mandrel and the hammering head under the action of the device which has just been indicated,
The rotation of the mandrel is obtained by means of a transverse shaft 108 which is mounted on the carriage 12 and on which is keyed an endless screw 109 of fairly large diameter.
The latter itself meshes with a helical pinion 110 which is keyed to the reduced diameter outer end of shaft 78 which comes out of bearing 76.
The shaft 108 is driven by an electric motor 14 which is mounted on a suitable platform 111 fixed to the top of the frame of the carriage.
The drive is effected by the intermediary of a toothed pinion 112 which is wedged on the armature shaft of the motor and which drives a chain 113 and, via the latter, a wheel. toothed 114 (see fig. 2).
The double speed reduction resulting from the difference which exists on the one hand between the spokes of the toothed wheel 114 and the pinion 112, on the other hand between the worm and its helical pinion! has the consequence that the speed of rotation of the mandrel is relatively low.
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It therefore allows in most cases that the treated part is completely machined for a single turn of the mandrel.
Among the members which serve to radially move the hammers inside the treated part after the latter has been brought around the hammering head due to the coming together of the mandrel, there is provided a almond rod 115 which moves in an axial channel formed in the control shaft and which extends at its internal end inside the housing 83 of the mandrel 11 in which the treated part is placed, said rod also extending to through a hole in the center of the room,
The end in question of the rod 115 has an adjustable screw plug 16 which is immobilized in its adjusting position by means of a locking nut 117 xxx and which has a rounded head 118 arranged so as to engage it. the head of the button 57 on which the axial thrust is exerted. The arrangement which has just been indicated makes it possible to lengthen the control rod in question by extremely small amounts in order to make possible precise adjustment of the diameter at which the hammering brings the treated part.
The position of the control head in the longitudinal direction with respect to the axis of the apparatus is adjusted by means of an angular face cam 119 which is mounted on a shaft 120 controlled synchronously with respect to the shaft. 78 of the mandrel, the drive being effected by means of pie
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gnons 121 and 122, of the same radius, respectively keyed on the corresponding shafts, la. the active face of the cam may be provided with a particularly hard and strong metal lining 123 and likewise the end of the rod 115 which engages with said cam can be provided with a particularly hard and resistant lining 123 '.
When the mandrel is in its retracted position, it is the lower part 124 'of the cam (lower part which is indicated in FIG. 11 which shows on a large scale the shape of said cam) which is located opposite the cam. rod and chuck does not turn.
When the treated part is secured in the mandrel and is in position on the hammer rod, in accordance with what is shown in fig. 6, the motor 14 which rotates the chuck is started and the chuck and cam start to rotate synchronously.
The progressive inclination ramp 124 of the cam begins, as soon as the workpiece has reached its normal speed of rotation, to move the control rod forward, for example during a quarter of a turn of the cam and of the workpiece. treated, quarter turn during which the hammers are gradually moved towards the treated part.
When the raised planar portion 125 of the cam is reached, the control rod stops advancing and the hammers also stop being moved towards the workpiece. However, the latter continues to rotate for example during the three quarters of a turn which correspond to the part in question of the cam.
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During this time, the hammering gives the treated surface the desired finish and removes the smallest unevenness which might have occurred during the energetic work carried out during the period of action which corresponds to the inclined ramp of the cam.
Just before the moment when the workpiece holder chuck is about to complete its full revolution, the high point of the cam rotates so as to cease being against the end of the control rod and the chuck stops as soon as the lower part of the cam is located next to
The end of the rod.
The particular shape of the above-mentioned cam and the relationship existing between its speed of rotation and the speed of rotation of the mandrel depend, of course, on the nature of the part treated and on the finish that is to be obtained.
Since the working face of the cam is formed by an attached insert of particularly hard metal. , it is obvious that one can easily substitute a cam of one desired contour for another by simply replacing one lining with another.
The speed with which the cuts are struck by the hammers and the corresponding working of the metal of the treated part results in a very rapid release of heat and if this heat were not quickly dissipated it would cause deterioration of the treated part. and the device.
In order to obtain a consistent cooling
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Venable and in order to lubricate at the same time the moving parts of the hammering head, the latter is provided with a large capacity reservoir 126 which completely surrounds the bearing within which the control shaft rotates. 21 hammers.
Low channels and suitable orifices 127 allow the liquid to flow from the reservoir to the various bearings and in particular in the space included in the internal end of the hammering head which carries the hammers and their control mechanism.
Any cooling and lubricating fluid can be used.
In practice, during the operation of the hammering head, the cooling fluid is constantly drawn from an external storage container (not shown) and returned to the reservoir 126 so as to keep the latter filled and so as to renew the liquid therein. so that an overflow flow is constantly effected through a pipe 128 which terminates near the top of the reservoir and which communicates with the channels and orifices 127.
All the moving parts and in particular the hammers and the surface of the treated part on which the work is carried out and against which the liquid supplied by the central channel comes to flow are sprayed under the action of the centrifugal force and constantly receive a large quantity of refrigerant and lubricant, the latter being able to be directed by means of
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a screen, not shown, placed around the upper part and the costs of the hammering head so that the liquid which is projected by the centrifugal force returns by gravity into the plate 17.
From the latter, the liquid returns to the storage tank for later reuse.
The arrangement of the overflow pipe 128, the end of which extends to the vicinity of the top of the hammer head reservoir, ensures that the components will receive a suitable quantity of fluid as soon as the pump will be turned on and, even if the pump stops running, the large amount of fluid in the hammer head will prevent immediate overheating from occurring.
The operation of the apparatus is substantially as follows, the various operations being coordinated and synchronized so that the machining of a part is completed after one revolution of the apparatus and when the latter is automatically stopped.
The hammering head being set in motion by closing the switch which causes the motor 13 'to start, the workpiece to be treated is placed on the mandrel while the hammering head and the mandrel are separated one by one. the other, in accordance with what is indicated in fig. 5.
This done, the operator pushes the start lever 129 which can pivot 130 around a point between its ends and which
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controls a rod 131 capable of sliding in the vertical direction and mounted so as to slide in supports which protrude from the rear of the frame of the apparatus.
One end of said rod is connected by a connecting rod 133 to the start-up valve 101 and its other end is connected by a connecting rod 134 to one of the ends of an oscillating shaft 135 which is mounted and which turns in the horizontal arm 136 of a bracket 137 which is fixed to the end of the vertical wall 70 and which projects beyond this wall (see fig 3).
The outer end of the aforementioned oscillating shaft is provided with a cleat 137 'disposed so as to protrude into the path of a lug 138 which itself protrudes outwardly from the periphery of the ear. cylindrical body of mandrel 11.
The lower part of the ear in question is removably fixed in a housing 139 formed in the wall of the mandrel (see figs 3 and 4).
The thrust which is applied to the starting lever causes the stopper 137 'to be in the path of the ear 138, but the latter, which turns xx with the mandrel clockwise. a watch in relation to the observer looking at fig. 1, do not meet the cleat in question until she has made a turn roughly plotted
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When the starting lever is pushed, the rod 131 is lowered and causes the opening of the valve 101 so as to let the pressurized fluid enter the right part of the cylinder 100 and also so as to let the gas escape. fluid confined in the left part of said cylinder,
In this way,
the piston is pushed outwards and causes the anti-clockwise rotation of the shaft 105 and the toothed wheels 106, so as to force the mandrel to approach the hammering head, approximation which has the consequence of placing the treated part in the working position, in accordance with what has been indicated above and with what is shown in FIGS. 3 and 6.
At the end of the approaching movement (see fig. 3), an adjustable control tip 139 ′ blocked by a nut 140 and movable with the carriage 12, strikes one of the arms which protrudes towards the inside of a return lever 141 is articulated on the top of side wall 17 of the frame of the apparatus.
Despite the action of an opposing spring, the shock pushes the other arm of the return lever against the switch arm 142 of the switch 143 which starts the motor 14, the circuit of which is closed and which consequently starts up. movement of the mandrel and the device for radial displacement of the hammers towards the workpiece, in accordance with what has been indicated above.
When the mandrel has finished its movement of revolution, the ear 138 strikes the stopper 137 'so as to. return to their original position
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the starting lever and the components connected to it.
During this movement, the valve 101 is controlled so as to admit the fluid under pressure into the left part of the cylinder 100 of the engine 15 and in such a way as to allow the escape at the right end, in order to that the mandrel carriage moves away from the hammer head.
In the retreat movement in question, the workpiece jaws 85 move outwards under the action of the springs 97 if they have not been too strongly pressed against the inclined surface 88; they then free the treated part which falls.
If, on the contrary, the jaws resist the action of the springs 97, they are repositioned and returned to their open position at the end of the withdrawal movement of the mandrel thanks to the engagement of the dejection plate 89 with the stops 99, the result always being that the treated part is released and abandons the chuck.
The device is then ready to receive a new part and to start the operating cycle again,%.
In this way, the method which is the subject of the invention can be rapidly implemented.
The metal which constitutes the brake drum is machined between the surface of the fixing jaws which act as an anvil and the hammers which work so as to cause
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the expansion of the inner peripheral surface of the drum and so as to rectify this surface "to give it exactly the desired dimensions.
Simultaneously, and by virtue of its application against the strictly calibrated internal surface of the fixing jaws, the external surface of the drum is also precisely brought to the desired dimensions.
The hammering was achieved by means of a very large number of blows struck against all parts of the. periphery of the drum, especially if the said hammering is xxxxxxxx for some time after the drive rollers have been brought to. the extreme external position, which corresponds to a surface of given diameter, ensures the production of a perfectly calibrated surface.
In addition, given that the metal is worked for a long time over the entire internal periphery of the drum by the repeated impacts of the hammers, it is hardened by the hammering operation carried out and this constitutes an important characteristic of the invention, being since this hardening of the braking surface ensures prolongation of the life of the drum.
The hammering carried out by the method which has been indicated above has the effect not only of hardening the internal periphery of the treated part, but also of hardening its external surface; it makes it possible to produce simultaneously in a single operation a brake drum whose outer and inner surfaces have been hardened and which, consequently, has a reduced braking surface.
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wear resistant.
From the foregoing description it can be seen that the Applicant has not only produced a new method of treatment and a device for implementing the latter by means of which brake drums made of low carbon steel or, of d ' other metals capable of being pressed, but not possessing qualities of great resistance to wear, are easily brought to possess these qualities which are given to it by the treatment undergone, but still thus succeeded in recovering by the application of its xxxxx method of brake drums which would have been deformed after the stamping operation and would have become unusable, unless they undergo costly annealing, shaping or machining treatments,
said process also made it possible to bring the drums in question to have exact dimensions and to constitute a product capable of providing a prolonged service
It has also been seen that the invention made it possible to provide the brake drums with a wear-resistant coating and to fix said coating firmly on the brake drum while recontifying it and giving it the desired dimensions. .
In the variant embodiment shown in FIG. 9, the hammering head has a relatively flat front face, given that the support plate 40 'intended to receive the journals 37' of the rollers is in the case considered fitted in a housing made in the outer face of said head. ,, the fixing rods and nuts 41 'and 42' being themselves placed in
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suitable cavities of the plate 40 '.
The arrangement in question is desirable in the event that certain parts are treated, certain elements of which extend radially in the immediate vicinity of the surface to be hammered, in accordance with what is indicated by dotted lines in said figure. 9.
In fig. 10, there is shown an alternative embodiment of the hammers 28 ', these being provided with a hard cylindrical insert 144 which is inserted into a corresponding housing in the central part of the working face of the hammer, the insert in matter protruding slightly outside the surface of the hammer and intended to engage the workpiece.
The application of such a lining makes it possible to easily renovate the working face of the hammer without having to replace the whole of the latter and, moreover, it is possible to use for the manufacture of this lining a a material harder than that which could be used for the body of the hammer itself.
CLAIMS
1. Process for treating a brake drum or any other annular part, said process being characterized in that it consists in peripherally supporting one of the surfaces of the part being treated while another over- hammering is being hammered. opposite of this coin.
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