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" Tour à graTor les surfaces cylindriques, à auto-roctification. "
La présente invention a pour objet un tour à graver les surfaces cylindriques en vue, par exemple, de la réalisation par gaufrage ultérieur de réseaux sélecteurs optiques à éléments lenticulaires,
Cette machine utilise comme outil un diamant, soif de forme, soit du type défini dans la demande de brevet franqaise déposée le 12 avril 1941 pour "Procédé de gravure, applicable à la réalisation de réseaux, par exemple les réseaux sélecteurs optiques.
L'outil grave sur un cylindre en rotation une gorge hélicoïdale, de concavité correspondant à la courbure des éléments lenticulaires du réseau. En raison des dimensions de la gorge, qui varient eatre quelques dixièmes et quelques centièmes de millimètre, une très grande précision
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doit pouvoir être donnée à la machine, et les moyens habituellement mis en oeuvre sont hors d'état de lui assurer la "tenue" nécessaire.
L'invention porta donc sur un ensemble de moyens permettant par leur combinaison d'arriver à un degré de stabilité et de précision jusqu'à présent non encore atteints.
En premier lieu, la mouvement réciproque de translation extra l'outil et le cylindre est obtenu non pas par déplacement longitudinal dit porte-outil sur le bano, mais bien par translation du cylindre lui-même et de l'arbre qui la porte, l'outil restant fixe, une fois réglé, Il * été
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effet constaté que les transmissions de moiivemnt aux fis-mères b&bitmllee, et les dispositifs de guidwge rectiligne du porte-outil mm le bano, constituaient un ensemble instable, toujours créateur de flotte- ments, vibrations et interférences affectant dans une mesure inadmissible la gravure ainsi obtenue. le poids de l'ensemble mobile est sans doute ici plus important, mais sa masse constitue par elle-même un facteur de stabilité.
En outre, l'arbre qui porte le cylindre tourne en même temps
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qu'il doit se déplacer en translation, et de fait réduit notablemeitt l*effort nécessaire à. son entraînement. Les organes de guidage de la tr9i1l1S1ation se trouvent d'autre part confondus ainsi ared ceux de la rotation, an bénéfice de la. simplicité de l'ensemble.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le monteumt longitudinal du cylindre et de son arbre est engendré par une vis fixée
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ei bout de ce dernier, mise en rotation par l'arbre lui-même, par Itiater- m4dia3ra dt11l1 dispositif dlentratuement à grande liberté de mouvement, et exergant son effort de poussée dur l'arbre par l'intermédiaire d '11118 . bille axiale ou pointeau qui met le cylindre à l'abri de tout déplacement occasionné par le manque d'alignement éventuel entre l'arbre et la via, ou un :taux-rond de cette dernière, qui est par ailleurs entièrement libre entre son point de fixation à l'arbre et son point de support dans l'écron unique où elle s'engage, pour éviter tout risque de coincement.
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Cette vis est, suivant 1'invention, établie en un métal moins dur que celui qui constitue son éorou, lequel est du type à rattrapage de jeu. Ainsi, l'usure éventuelle du filet se répartir uniformément sur toute la longueur de la via, au lieu d'affecter les seuls filets de l'écrou, et celui-ci, agissant à. la manière d'une filière, rectifie continuellement la via, en assurant une avance toujours constante de l'arbre et du cylindre.
Le meme moyen de rectification automatique est prévu pour l'arbre et ses paliers, également du type à rattrapage de jeu, Et!. outre, tous les paliers, st l'écrou, sont montés dans des lunettes se déplaçant sur deux axes de rotation perpendiculaires, pour permettre leur parfaite mise en ligue, en montage, après quoi les paliers et l'écrou sont bloqués en position définitive.
Le mouvement (le translation de l'arbre est facilité par un dispositif de traction axiale à contre-poids, qui soulage la vis de la plue grande partie de son effort de poussée (déjà. réduit du fait de la rotation de l'arbre), de manière à la faire travailler plutôt monne orgasme de mesure que comme organe moteur, au bénéfice de sa durée et de sa précision.
Une autre caractéristique encore de l'invention consiste dans le fait que l'arbre est attaqué en rotation, à son extrémité opposée à la, via, pai l'intermédiaire d'un manchon à clavetage coulissant qui comporte des moyens particulier. empêchant tout coincement.
Pour remédier à la tendance au soulèvement qui pourrait résulter de la réaction de l'outil sur le cylindre, par l'intermédiaire du copeau, les coussinets sont d'autre part largement dégagés à leur partie inférieure, et font en quelque sorte office de V de centrage, en assurant une applica- tion rigoureuse par gravité de l'arbre sur leur partie inférieure restante.
Enfin, un autre moyen permettant d'obtenir une très grande précision, en assurant le tassement dans le même séné de tous les Jeux, consiste à incliner tout l'ensemble de la machine sur son axe 'longitudinal, suivant un angle assurant encore une portée suffisante de l'arbre dans ses coussinets échancrés.
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Dans les dessins annexés: la. fig. 1 est une vue très schématique en élévation et en coupe partielle du tour suivant l'invention.
La fig. 2 est une coupe suivant la ligne A-B, à plus grande échelle, représentant les moyens de guidage de l'arbre dans le manchon d'entraînement.
La fig. 3 est une vue partielle en plan de la partie médiane de la fig. 1.
La fig. 4 montre à plus grande échelle un des coussinets de la machine.
Le bâti 1 porte les chaises 2 supportant chacune une lunette 3 qui tourillonne sur la chaise par l'intermédiaire de l'axe 4; Dans les lunettes 3 tourillonnent les coussinets 5, par l'intermédiaire des axes 6 perpendiculaires aux axes 4. Les pivots 4 et 6 sont susceptibles d'être bloquée, grâce à un dispositif quelconque non représente, après la mite en alignement des coussinets. Ces derniers sont d'un type à rattrapage de jeu quelconque;. et comportent par exemple . cet effet un cône fileté sur lequel se visée une bague de serrage.
Le bâti 1 supporte encore le bloc porte-outil 7 dans lequel l'outil 8 est monté raglable en tous sens, par les moyens habituels.
L'arbre 9 supporte le cylindre 100 sur lequel est par exemple tendue la feuille de cuivre qui va recevoir la gravure.
A son extrémité de gauche sur la figure, l'arbre 9 porte une clavette 10, et cette extrémité de l'arbre coulisse dans le manchon d'en- traînement 11, mis en rotation par exemple par la poulie 12 fixée à celui-ci.
L'entaînement de l'arbre e par le manchon 11 est assuré au moyen de cinq roulements à billes 13,14,15,16,17, les roulements 13,14 et 17 portent sur les tr ois faces libres de la clavette 10, et les deux roulements 15 et 16 sur l'arbre proprement dit. Grâce à cette disposition, on supprime tout risque de coincement de l'arbre 9 dans le manchon 11, au cours de l'entraînement en rotation de l'arbre par le manchon.
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Un dispositif de traction à contre-poids 18 vient agir à cette extrémité de l'arbre 9, Ce contre-poids est choisi d'une masse telle qu'il assure presque le déplacement axial de l'arbre et du cylindre qui en est. solidaire, quand l'arbre et le cylindre, séparés de la vis 23, tournent à leur vitesse normale.
A l'autre extrémité de l'arbre, celui-ci comporte une bride 19 présentant en son centre le logement d'une bille 20, La bride 19 porte encore à sa périphérie des organes d'entraînement 21, par exemple des ergots, par lesquels la bride 22 solidaire de la via 23 est mise en rotation, La bride 22 présente elle aussi un logement axial destiné à la bille 20, A son autre extrémité, la vis 23 est engagée dans un écrou 24 également du type à rattrapage de jeu.
Comme le montre la fige 4, les coussinets 5 comportent des dégagements 25, l'un de ceux-ci étant situé à lE!. partie inférieure des coussinets.
Ainsi qu'on l'a mentionné plus haut, les coussinets 5 et l'écrou 24 sont établis en des métaux plus durs que ceux qui constituent l'arbre 9 et la vis 23.
Le tour à graver qui fait l'objet de l'invention fonctionne de la manière suivante.
La fig, 1 représente en traits pleins la position des organes à la fin de la course de gravure, la position de départ étant indiquée en traita mixtes. L'outil 8 étant convenablement réglé par rapport au cylindre 100 qui occupe bien entendu alors sa position de départ, l'arbre 9 est mis en rotât ion:-par l'intermédiaire du manchon 11, des roulements à billes 13-17 et de la clavette 10, La vis 23 est en même temps entraînée par les organes 21, et progresse par conséquent dans l'écrou 24. Par l'intermédiaire de la bille axiale 20, la vis transmet sa poussée à l'arbre 9, qui coulisse $ la fois dans les coussinets 5 et dans le manchon 11, /les roulements 13-17 entrant alors en rotation.
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Grâce à. la combinaison du mouvement de rotation et du mouvement de translation de l'arbre, l'outil 8 trace sur le cylindre 100 une gorge dont le profil est déterminé par l'outil 8, et dont le pas est celui de la vis 23, dans l'exemple représenté.
Ainsi que mentionné. Inaction du contre-poids 18 est telle que l'effort de poussée que doit exercer la vis est réduit à un minimum. on doit noter aussi qu'au cours du fonctionnement du tour, ce sont toujours des sections différentes de l'arbre ^ et de la vis 23 qui portent dans les coussinets 5 et dans l'écrou 24, de sorte qu'en raison de la différence de dureté mentionnée entre les métaux utilisée, on réalité une rectification continuelle de l'arbre et de la vis, au prix d'une usure infime, d'ailleurs aisément compensée par les dispositifs de tattrapage de jeu appartenant aux coussinets et à l'écrou.
Malgré l'action du contre-poids 18, l'effort de poussée demandé à la vis 23 serait incompatible avec une marche régulière de la machine, si l'arbre ne tournait pas en même temps qu'il doit se mouvoir axialement, mais la combinaison de ces deux mouvements permet de le déplacer longitudi- nalement grâce à une poussée très faible.
Il,est évident que la machine n'a été représentée dans les demain* que très schématiquement et sans aucun souci des proportions. De nombreuses modifications constructives pourront être apportées à ses différentes parties, sans sortir du cadre de 1'invention. De telles modifications seront par exemple exigées dans le cas où elle sera inclinée dans son ensemble, sur son axe longitudinal, ainsi qu'àn l'a mentionné plus haut, auquel cas le dispositif de tirage à contre-poide devient naturellement superfin.
On pourra encore, suivant l'invention, interposer un démultiplica- teur de vitesse à pignons entre l'arbre et la vis, celle-ci agissant cependant toujours axialement sur l'arbre, en vue d'obtenir une avance du cylindre équivalant seulement une fraction du pas de la vis.
De façon g énérale, tous les organes de la machine seront de fortes dimensions et d'un poids élevé, au bénéfice de la stabilité et de l'inertie de l'ensemble.
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"Lathe to graTor cylindrical surfaces, self-roctifying."
The present invention relates to a lathe for engraving the cylindrical surfaces with a view, for example, to the production by subsequent embossing of optical selector networks with lenticular elements,
This machine uses as a tool a diamond, thirsty for shape, or of the type defined in the French patent application filed on April 12, 1941 for "Etching process, applicable to the production of networks, for example optical selective networks.
The tool engraves a helical groove on a rotating cylinder, with a concavity corresponding to the curvature of the lenticular elements of the array. Due to the dimensions of the groove, which vary from a few tenths to a few hundredths of a millimeter, very high precision
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must be able to be given to the machine, and the means usually employed are incapable of ensuring it the necessary "holding".
The invention therefore relates to a set of means making it possible, by their combination, to achieve a degree of stability and precision not yet achieved until now.
In the first place, the reciprocal translational movement extra the tool and the cylinder is obtained not by longitudinal displacement known as the tool holder on the bano, but by translation of the cylinder itself and of the shaft which carries it, the 'tool remaining fixed, once adjusted, it * was
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effect observed that the transmissions from meivemnt to the fis-mothers b & bitmllee, and the rectilinear guide devices of the tool holder mm le bano, constituted an unstable whole, always creating floatings, vibrations and interferences affecting to an inadmissible extent obtained. the weight of the mobile assembly is undoubtedly more important here, but its mass constitutes in itself a factor of stability.
In addition, the shaft that carries the cylinder rotates at the same time
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that it must move in translation, and in fact significantly reduces the effort required. his training. The guiding members of the tr9i1l1S1ation are on the other hand confused and ared those of the rotation, for the benefit of. simplicity of the whole.
According to another characteristic of the invention, the longitudinal mounting of the cylinder and of its shaft is generated by a screw fixed
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ei end of the latter, set in rotation by the shaft itself, by Itiater- m4dia3ra dt11l1 dlentratuement device with great freedom of movement, and exerting its pushing force on the shaft by means of 11118. axial ball or needle which protects the cylinder from any displacement caused by the possible lack of alignment between the shaft and the via, or a: round rate of the latter, which is otherwise entirely free between its point fixing to the shaft and its support point in the single nut where it engages, to avoid any risk of jamming.
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This screw is, according 1'invention, made of a less hard metal than that which constitutes its éorou, which is of the type with play take-up. Thus, the possible wear of the thread is distributed uniformly over the entire length of the via, instead of affecting only the threads of the nut, and this one, acting at. like a die, continuously rectifies the via, ensuring an always constant advance of the shaft and the cylinder.
The same automatic rectification means are provided for the shaft and its bearings, also of the backlash take-up type, Et !. In addition, all the bearings, st the nut, are mounted in glasses moving on two perpendicular axes of rotation, to allow their perfect alignment, in assembly, after which the bearings and the nut are locked in final position.
Movement (the translation of the shaft is facilitated by a counterweight axial traction device, which relieves the screw of most of its pushing force (already reduced due to the rotation of the shaft) , so as to make it work rather as a measuring orgasm than as a motor organ, for the benefit of its duration and precision.
Yet another characteristic of the invention consists in the fact that the shaft is engaged in rotation, at its end opposite to the, via, by the intermediary of a sliding key sleeve which comprises particular means. preventing any jamming.
To remedy the tendency to lift which could result from the reaction of the tool on the cylinder, via the chip, the bearings are on the other hand largely released at their lower part, and act as a sort of V centering, ensuring a rigorous application by gravity of the shaft on their remaining lower part.
Finally, another means allowing to obtain a very high precision, by ensuring the settlement in the same senna of all the games, consists in tilting the whole of the machine on its longitudinal axis, according to an angle ensuring still a range. sufficient of the shaft in its indented pads.
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In the accompanying drawings: the. fig. 1 is a very schematic view in elevation and in partial section of the lathe according to the invention.
Fig. 2 is a section taken on line A-B, on a larger scale, showing the means for guiding the shaft in the drive sleeve.
Fig. 3 is a partial plan view of the middle part of FIG. 1.
Fig. 4 shows on a larger scale one of the bearings of the machine.
The frame 1 carries the chairs 2 each supporting a telescope 3 which pivots on the chair via the axis 4; In the glasses 3 are journaled the bearings 5, via the axes 6 perpendicular to the axes 4. The pivots 4 and 6 are liable to be blocked, thanks to any device not shown, after the moth in alignment of the pads. These are of any type of catch-up game. and include for example. this effect a threaded cone on which a clamping ring is aimed.
The frame 1 still supports the tool holder block 7 in which the tool 8 is mounted so that it can be adjusted in all directions, by the usual means.
The shaft 9 supports the cylinder 100 on which is for example stretched the copper sheet which will receive the engraving.
At its left end in the figure, the shaft 9 carries a key 10, and this end of the shaft slides in the drive sleeve 11, rotated for example by the pulley 12 fixed to the latter. .
The driving of the shaft e by the sleeve 11 is provided by means of five ball bearings 13,14,15,16,17, the bearings 13,14 and 17 bear on the three free faces of the key 10, and the two bearings 15 and 16 on the shaft itself. Thanks to this arrangement, any risk of the shaft 9 jamming in the sleeve 11 is eliminated during the rotation of the shaft by the sleeve.
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A counterweight traction device 18 acts at this end of the shaft 9. This counterweight is chosen with a mass such that it almost ensures the axial displacement of the shaft and of the cylinder which is therefrom. integral, when the shaft and the cylinder, separated from the screw 23, rotate at their normal speed.
At the other end of the shaft, the latter comprises a flange 19 having in its center the housing of a ball 20, the flange 19 also carries at its periphery drive members 21, for example lugs, for example which the flange 22 integral with the via 23 is rotated, The flange 22 also has an axial housing for the ball 20, At its other end, the screw 23 is engaged in a nut 24 also of the backlash type .
As shown in fig 4, the bearings 5 have recesses 25, one of these being located at the E !. lower part of the pads.
As mentioned above, the bearings 5 and the nut 24 are made of harder metals than those which constitute the shaft 9 and the screw 23.
The engraving lathe which is the subject of the invention operates in the following manner.
FIG, 1 shows in solid lines the position of the members at the end of the engraving stroke, the starting position being indicated in mixed lines. The tool 8 being suitably adjusted with respect to the cylinder 100 which of course then occupies its starting position, the shaft 9 is rotated: - via the sleeve 11, the ball bearings 13-17 and the key 10, the screw 23 is at the same time driven by the members 21, and consequently progresses in the nut 24. Via the axial ball 20, the screw transmits its thrust to the shaft 9, which slides $ both in the bearings 5 and in the sleeve 11, / the bearings 13-17 then rotating.
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Thanks to. the combination of the rotational movement and the translational movement of the shaft, the tool 8 traces on the cylinder 100 a groove whose profile is determined by the tool 8, and whose pitch is that of the screw 23, in the example shown.
As mentioned. Inaction of the counterweight 18 is such that the thrust force which the screw must exert is reduced to a minimum. it should also be noted that during the operation of the lathe, it is always different sections of the shaft ^ and of the screw 23 which bear in the bearings 5 and in the nut 24, so that due to the the mentioned difference in hardness between the metals used, there is actually a continual grinding of the shaft and the screw, at the cost of minimal wear, moreover easily compensated for by the clearance tattrap devices belonging to the bearings and to the nut.
Despite the action of the counterweight 18, the thrust force required of the screw 23 would be incompatible with a regular operation of the machine, if the shaft did not turn at the same time as it must move axially, but the a combination of these two movements allows it to be moved lengthwise thanks to a very low thrust.
It is obvious that the machine has only been represented in the tomorrow * very schematically and without any concern for proportions. Numerous constructive modifications could be made to its various parts, without departing from the scope of the invention. Such modifications will be required, for example, in the case where it is inclined as a whole, on its longitudinal axis, as mentioned above, in which case the counterweight pulling device naturally becomes super thin.
It is also possible, according to the invention, to interpose a gear reducer between the shaft and the screw, the latter however still acting axially on the shaft, in order to obtain a cylinder advance equivalent to only one. fraction of the screw pitch.
In general, all the parts of the machine will be large and heavy, to the benefit of the stability and inertia of the whole.