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MEMOIRE DESCRIPTIF
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déposé à 1 ' appui à' une. demande de BREVET D'INTENTION Monsieur Ettore B U G A T T I
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demeurant 30 Avenue Hoche à ParisiFrance
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pour: Tour perfeotiooné applioable, en particulier, à l'usinage des vilebrequins.
Convention Internationale de 1883, en égard à la demande de Brevet déposée en France le ler Mars 1944.
L'usinage ar tour; des vilebrequins ou. arbres manivelles de moteurs et, en général. de toute pièce dont la rotation présente des difficultés à cause soit de son
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poids; soit de son manque de rigidité3 soit de la présence , de masses non concentriques difficiles à. équilibrer, peut ! être effectué sur des machines dites à tourillonner. Le prin-
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! cipe Qons1ste à faire tourner et avancer les outils autour de ,la pièoeî celle-ai étant maintenue immobile.
La présente invention a pour objet la réalisation de machines de ce genre. oapables d'usiner à la fois tous les manetons et les faces correspondantes des bras on toutes les portées et les faces correspondantes des bras; à partir de pièces brutes de forge on ébauchées on marne de billettes cylindriques n'ayant subi aucune préparation de forge. L'opé- ration a lieu sans reprise et sans démontage de pièce et le procédé se révèle comme particulièrement avantageux dans le cas des vilebrequins de moteurs comportant un grand nombre de cylindres et de paliers.
Le volume de matière à enlever est parfois plus considérable que eslai de la pièce finie et les
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temps degulnége très long$# enregistrés avec les méthodes aataa.l; sont fortement réduits par 1'utilisa%ion'àew machines du genre de celle qui va être décrite pi-desaous et qui correspond à la forme de réalisation préférée de liinvention oe7,.eti n'étant.toutefois pas limitée à cet exemple particulier.
Les outils travaillent exclusivement en plongée
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et sont groupés sur des plateaux tqurna:fttai à raison d'un plateau tournant par maneton ou par portée.
Sur chacun de ces plateaux, on peut disposer soit
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un outil, soit plusieurs, en les'rêart1ssant uniformément
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autour du centre. Chacun de ces outils est encastré dans un porte-outil susceptible de coulisser radialement dans des glissières ménagées dans les plateaux tournants.
Une came rotative est combinée avec chacun des plateaux tournants. Animée d'on mouvement de rotation de vitesse différente de oelle du plateau tournant correspondant, cette came provoqua, par des galets solidaires des porte- outils, le déplacement radial de ceux-ci et par conséquent, des outils, Les oames ainsi conçues assurent la course de travail des outils ainsi que la course de retour, de manière à réaliser automatiquement le cycle complet des opérations en un certain nombre de révolutions.
A cet effet, chaque came comporte autant d'éléments semblables qu'il y a d'outils sur un même pla- teau tournant. Ces éléments sont répartis uniformément autour du centre et chacun d'eux fait avancer pais reculer 1'outil en regard duquel il se trouve. Après remplacement de la pièce finie par une pièce brute, ces éléments permu- tent entre eux et chacun dteux fait déplacer l'outil qui le suivait on qui le précédait lors du cycle précédent La pièce en usinage est maintenue par des lunettes fixée, so- lidaires du bâti, disposées entre des plateaux fixes. égales ment solidaires du bâti et dans lesquels sont guidés les plateaux tournants à raison d'un plateau tourant par pla- teau fixe.
Les plateaax fixes sont, de préférence, de forme circulairs; leur axe, concentrique à celui des por- téss du vilebrequin à usiner, est excentré par rapport à celui des plateaux tournante d'une quantité égale à la demi- course du vilebrequin, pour les machines à usiner les mana- tons. Pour l'usinage des portées, tous les plateaux, fixes ou. tournants, sont concentriques à l'axe des portées du vi- lebrequin,
Ces plateaux sont agenoés de manière à compor- ter, à la partie centrale, un trou de diamètre suffisant pour permettre le passage du vilebrequin à usiner.
Les outils, qui travaillent uniquement en plongée, o'est-à-dire sans déplacement longitudinal, sont de même forme et de mêmes dimensions que le creux compris entre deux bras creux correspondant soit à un maneton, soit à une portée.
Les plateaux tournants et les cames sont liés entre eux, deux à deux par des trains d'engrenages qui les entraînent à la vitesse convenable. Ces trains d'engrenages sont composés de pignons clavetés sur un ou plusieurs arbres commandés par l'organe moteur et de couronnes dont les unes sont solidaires des plateaux tournats -et les autres des cames. ll doit exister, entre les trains d'engrenages dépendant d'un platean et de sa came, une relation telle que la vitesse de la oame soit légèrement différente de celle du plateau.
Cette condition étant réalisée, les cames déplacent lentement les porte-outils et les outils dans les glissières des plateaux tournants, ce déplacement devant être de l'ordre de quelques dixièmes de millimètre par tour de plateau..
La recherche de combinaisons d'engrenages susceptibles de donner à deux organes tournants commandés par un arbre unique, des vitesses très voisines, est extrê- mement fastidieuse si on procède par tâtonnements; en outre cette méthode ne permet pas de s'assurer si on a exploré
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toutes les combinaisons possibles.
Au contraire, le procédé exposé ci-dessous et qui fait partie de 1'invention; permet, à partir de données imposées par les dimensions des organes de la machine, de trouver directement
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toutes les combinaisons possibles et de choisir rapidement.entr8 les limites qu'on s'est fixé au préalable, les plus propres à donner satisfaction.
Soit un système constitué par deux couples d'engrenées droits : pignons et couronnes. Le premier couple, destiné à entratner le plateau tournant dans son mouvement de rotation comporte un pignon P qui est lié à l'organe moteur et une cou- ronne C solidaire du plateau tournant. On choisit à priori pour P et pour C un module approprié M aux efforts de coupe desoutils et pour 0 un diamètre primitif D correspondant aux dimensions du plateau tournant, en tenant compte de la vitesse de ce plateau tournant qui doit être relativement faible; le nombre de dents D/M de P est ainsi déterminé. Celui de
M 2 est choisi en fonction du rapport que l'on veut établir entre les vitesses de l'organe moteur et du plateau tournant.
Le second couple destiné à entraîner la came
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rotative à mouvement relatif lent, pour 1 avanoe des outils, comprend. d'une part; une couronne e solidaire de la came et dont l'axe coïncide avec celui de Ca à'autre part, un pignon ce dernier étant calé sur le même arbre que le pignon .
Si, pour des raisons de construction, on est obligé d'intercaler entre 0 et P d'une part,; et entre c
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et p, d'autre part, un ou plusieurs engrenages intermédtaireso ceux-cin'auront évidemment aucune influence sur le résultat final.
Les efforts supportés par les dentures de c et de sont toujours plus faibles que ceux qui sont trans- mis par C et par P, le travail qui consiste a faire avancer lentement les outils étant toujours inférieur à celui qui est nécessaire pour entraîner ces mêmes outils a la vitesse de coupe.
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On peut donc choisir le module de e et de g entre des limites beaucoup plus étendues que celles qui ont déterminé le choix du module de C et de P. On se fixe à priori le module minimum admissible mi; celui-ci détermine
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le nombre de dents maximum d de g en partant du diamètre rimiez est m 1 primitif d qui est pratiquement le même que celui de P. On
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choisit le modale maximum m2 légèrement inférieur à celui de 2 et de 0; ce module maximum détermine le nombre de dents m2 m2 minimum de 2 toujours en partant du diamètre primitif de P.
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On remarquera que les diamètres primitifs de e et de c sont pratiquement les mêmes puisque les deux couples ont des axes communs et que les pignons P et 2 ont pratiquement les mêmes diamètres primitifs.
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Si on représente par Pi 0; et o les nombres de dents des deux pignons et des deux couronnes, on peut calculer la vitesse de .2.. en fonction de celle de C.
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Lorsque G fait un tour, P fait 1 -tour.0 - tours et aommo ± est calé sur le même arbre que P il fait également à 4oen(lant le même temps, a fait : -Ë## tours.
=P- P.o
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Si a,p est plus grand que P.o, la fraction 0,,p
P. c est plus grande que l'unité et 0 fait plus de 1 tour
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pendant que C en fait seulement-l$ caest-à-dir! que 0 avance par rapport à C. cep est plus petit que P.O$la fracti Cep SI " est plus petit que ' fraotion P .0 est plus petite que Inanité et 0 fait moins de 1 tour pendant que C en fait li clest-à-dire q7ne e retarde par rapport à Ce Le problème revient donc à chercher des valeurs
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de e (2 étant supposé connu puisqu'il est choisi entre deux limites d et connues) telles que 14 rapport C'p mi '2 Fa soit très voisin de l'unité, par excès on par défaut..
Si on effectue la division de C,p par P. la quotient Q de cette division pourra être pris comme valeur de 0, à condition que la reste R de la division soit très
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pttTt.
Le reste R de cette division est toujours inférieur à P et il est compris entre 0 et P - 1.
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La valeur nulle de R est à éliminer car llexpression Q,P + R = C,p devient Q.P = C.p on, en remplaçant Q par , o.P = C.p d'où COP = l, ce qui revient à dire que lAs
P. c vitesses de C et de c sont les mêmes et ce qui s'explique d'une autre manière par le fait que les nombres de dents de C et de P. d'une part, et de o et de P, d'autre part, sont, dans ce cas, rigoureusement proportionnels.
Il ne reste plus qu'à dresser un tableau comportant, dans une première colonne, les valeurs entières de p
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comprises entre les limites ---- et #*- définies ai- ml m2 dessus, en considération des modules minimum et maximum de
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ji at de o. Dans une deuxième colonne, on mettra les quotients C. p Q C.p/P (c et P étant connus en fonction du module M choisi) correspondant aux différentes valeurs de p et calcu- lés en remplaçant les lettres C, P et p par leur valeur.
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Dans une troisième colonne, on fera figurer les nombres 0 p exprimant les valeurs du reste R de la division de ##le#.
P
On choisira comme valeurs de c les quotients Q correspondant aux plus faibles valeurs de R. On obtiendra ainsi une première liste de quotients Q susceptibles d'être choisis comme valeurs de c. On dressera ensuite une deuxième liste en prenant les valeurs de R les plus voisines de P y compris P - 1. On majorera le quotient Q d'une unité et on pourra constituer cette deuxième liste avec lesquotients Q + 1 pris comme valeurs de o. Dans ce cas, la valeur du
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reste de la division sera égale à R - P, ctest-à-dira qu'elle sera toujours négative.
On verra par la suite que la couronne o tournera plus vite on moins vite que la couronne C selon que l'on prendra o égal à Q ou à Q + 1.
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Ayant choisi les différentes valeurs de c parmi les deux listes de quotients Q et Q + 1, on calculera
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le rapport cap diaprés oes valeurs de e et on pourra
P. C ajouter les résultats dans le tableau. en regard des valeurs de 2 et de c correspondantes.
On a vu que ce rapport C.p/P.c exprime la vitesse de 0 par rapport à colle de C. Si le nombre que l'on obtient
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en effectuant les opérations est plus grand que l'unités avance par rapport à C; si ça nombre est plus petit que ltn1té. 0 retarde par rapport à c.
L*influence du signe positif ou négatif du reste de la division de ---------- #*# ^ P ou P * 9 s'explique par le fait que si la Q q + 1
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reste est positif et égal à + R# le nombre Q choisi pour va- leur de C étant plus petit que le quotient exact de Cp ; on introduit au dénominateur de l'expression C.P une P quan-
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t1té telle que le produit P.o soit plus petit que le pro- duit C.p. ce qui fait que #- est plus grand que l'unité.
P. c Si le reste est négatif et égal à R-P, le nombre
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g+I choisi pour valeur des étant plus grand que le quotient exact de #L , on introduit au dénominateur de 1exprès sion #- une quantité 0 telle que le produit P.o soit plus grand que le produit C,p, ce qui fait que C'p est plus petit que l'unité.
On établit la forme de la came d'avance des outils en considération de l'ordre de grandeur des vitesses de C et de o. L'avance des outils correspondant aux rapports obtenus lorsqu'on a choisi p et c dans le tableau, exprimée en milli-
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mètres par tour de plateau tournant, sera déterminée par le profil de la came.
La partie utile de la came produit un avancement des outils mesuré* par exemple, par le nombre L exprimé en millimètres, pour une rotation de la came par rapport au pla-
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tau. de n degrés (n mesurant l'angle eoe centre correspon- dant à. la partie ailla de la came).
On obtient le nombre de tours V de la came pendant 1 tour du plateau en remplaçant dans 1'expression
C. p ' , les lettres par le s valeurs choisies. On a vu que si
P. c
V est supérieur à l'unité; la came avance et la quantité po- sitive V-1 mesure cette avance de la came par rapport au pla- teau par tour de celui-ci. Si V est inférieur à l'unité, la came retarde et la quantité positive 1-V mesure ce retard de la oame par tour de plateau.
Les nombres V-1 et 1-V peuvent être mis sous la forme de fractions ayant comme numérateur un nombre entier ou décimal compris entre 0 et 10 et comme dénominateur 10
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ou une puissance de 10, ce qui permet de comparer rapidement entre elles lesdifférentes valeurs de V-1 ou de 1-V obtenues.
Dans la pratique, on utilise les combinaisons donnant des avances ou des retards (V - 1 ou 1 - V) de 1 de tour à 5 de tour par tour de plateau.
10.000 10.000
Pendant que la came, dans sa rotation relative, parcourt l'angle n qui représente l'avance totale ou le retard total de cette came par rapport au plateau, pour la course L des outils, soit, en nombre de tours,
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n le système plateau-came a tourné de 3:0 : : <V-1) ou 360 n ; (1.-Y)selon le cas (quotient exprimé en nombre de tours du plat eau) soit 360 (vii) pour la oame qui avance et n pour la came qui retarde.
360 (1-V)
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Ltavance des outils exprimés en millimètres par tour de plateau est donc :
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L.n L.n #'##'### dans le premier cas et dans le second.
360 (V-1) 360 (1-V)
Cette avance est dans la pratique comprise géné- ralement entre un et cinq dixièmes de millimètre par tour.
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Les résaktats de ces opérations seront divisés, s'il y a plusieurs outils sur un meme plateau, par le nombre d'outils, chacun de ceux-oi ne pouvant enlever que la matière laissée par celui qui la précède dans la rotation.
Le nombre des outils est limité seulement par des considérations relatives à l'établissement des cames;oelles- oi doivent, en effet, comporter pour chaque outil, une course d'aller et de retour. Cela fixe, en tenant compte de la course à réaliser et de l'angle convenable à donner aux rampes qui poussent les galets, par rapport à la trajectoire des outils, les limites dans cet ordre d'idées.
On sait que le couple constitué par la couronne
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0 et le pignon a le marne entrtaxe et pratiquement les mê- mes diamètres primitifs que le couple pignon P-oouronne C. Si les nombres de dents àe ji et de e sont choisis sans con- sidération des modules normaux, il arrive, dans la plupart des cas, que les modules obtenus en divisant les diamètres primitifs D et ! de c et de ±. par les nombres de dents choi- sis pour ces engrenages dans le tableau, sont compris entre deux modules normaux (ceux-ci sont étagés de 0,25 mm en 0,25 mm). On ramènerait le module trouvé au module normal immédiatement supérieur ou inférieur et on taillerait alors
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les dentures en décalant légèrement les cercles primitifs.
'Une autre solution consiste à adopter, pour la couronne c et le pignon p, des dentures obliques, en choisis- sant parmi les modules normaux un module réel inférieur au module calculé et en inclinant les dentures de telle manière
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que la module apparent obtenu soit r1gour,uS8me égal au -.modal* calculé pour 0 et pour p. Cette dernière méthode
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offre l'avantage de résoudre avec précision la question des jeux de denture et d'exécuter la taille de façon normale.
L'emploi de couples dtengrenages tels que ceux qui viennent d'être décrits n'est pas limité à la construction des machines à tourillonner, il peut être étendu à toutes les applications où il est nécessaire de faire tourner deux organes concentriques commandés par un marna arbre à des vitesses très voisines. par exemple :dispositifs d'avance de machines-outils autres que des machines à tourillonner, des démultiplieateurs, des mandrins de serrage; des appareils de correction intercalés dans une transmission comportant des éléments non positifs (courroies ou autres) et destinés à assurer la synchronisation entre organes motenrs et organes conduits, etc...
La description qui va suivre, en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien com- prendre comment l'invention peut être réalisée, les particula- rités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant,bien entendu* partie de ladite invention.
La fig. 1 est un schéma montrant en coupe axiale, la disposition das doux couples commandant une came et la pla teau tournant correspondasnt,
La fig. 2 est une coupe axiale à. travers un des éléments de la machina.
La fige 3 est une coupe axiale partielle de ce marna élément dont les parties mobiles sont représentées dans. une position différente de celle de la fig.2.
La fig: 4 montre, à plus grande échelle, un détail concernant la forme des glissières des porte-outils.
La fig. 5 est une coupe transversale partielle de la machine montrant4 en particulier. l'une des cames.
La fig. 6 est une vue analogue, montrant l'un des plateaux tournants muni de ses outils.
La fige 7 est un schéma montrant la disposition des outils de forme travaillant sur un marna maneton on sur une marna portée.
Les fig. 8 et 9 représentent, à titre de varian- te et partiellement une forme de réalisation différente de celle des fig. 2 et 3, la fig. 9 étant une coupe partielle par IX-IX de la fig.8.
La couronne 1 (fig.l) est solidaire de l'un des plateaux tournants (non figuré). Elle est entraînée par un pignon 2 faisant corps avec l'arbre moteur 3. Sur cet arbre 3 est également claveté un pignon 4 qui entraîne une couronne 5, solidaire de la came correspondant au plateau tournant considéré.
Entre les engrenages et couronnes 1,2,4 et 5 existent les relations mentionnées au cours de l'exposé général, relations qui sont telles que les couronnes 1 et 5 tournent à des vitesses différentes mais très voisines sur un axe commun matérialisé par l'arbre 6.
La fige 2 montre d'une manière moins sommaire le dispositif qui lie entre eux les éléments appartenant à in même plateau fixe 7. Ge plateau 7, qui est de forme air. culaire, comporte un alésage 7bis, excentré par rapport à
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l'axe 8 du vilebrequin lorsqu'il s'agit d'usiner les manetons et concentrique à ce même axe 8 lorsqu'il s'agit d'usiner les portées. Dans le cas présent, le plateau fixe 7 est en position d'usinage du maneton 9 du vilebrequin 10. Sa surface extérieure 11 est concentrique à l'axe 8 et son alésage 7bis est concentrique à l'axe du maneton 9.
Dans l'alésage 7bis est emmanohée à force une bague 12 dans laquelle tourne un plateau 13 solidaire d'une couronne à gros module 14. Au plateau tournant 13 est fixé, par une série de vis 15, un plateau 16 dont le rôle consiste à guider les outils. Les plateaux 13 et 16 pourraient ne former qu'une seule pièce si on ne devait pas tenir compte des possibilités de montage de la came 17 et de la couronne 18 faisant corps avec cette came. La came 17 tourne dans une bague 19 qui est guidée dans l'alésage 13bis du plateau 13. L'écartement entre les courons s 14 et 18 est maintenu par une rondelle de friction 20.
Un couvercle 21 fixé sur la face ouverte du plateau fixe 7 par un moyen quelconque maintient, avec un faible jeu axial, les couronnes 18 et 14 et la rondelle 20 qui, d'antre part, s'appuient par la couronne 14 sur la face de la bague 12. Une rondelle d'étanohéité 22, solidaire du plateau 16 forme chicane avec un embrèvement 18bis ménagé dans la couronne 18.
Un pignon 23 lié à l'arbre moteur 24 est rendu solidaire dn pignon 25 par des vis non figurées. Le pignon 23 entratne la couronne 14 et le pignon 25, la couronne 18.
Les pignons 23 et 25 correspondent respectivement aux pignons 2 et 4 représentés sur la fig.l. Deux roulements à billes 26, séparés par une entretoise 27, guident le pignon 23 qui oom- porte un logement prévu à cet effet. Les roulements 26 sont centrés par leur bague intérieure sur un axe 28 faisant corps avec le couvercle 21.
Un dispositif de graissage, basé sur l'emploi de canalisations amenant l'huile à l'intérieur du volume compris entre l'évidement du plateau fixe 7 et le couvercle 21 et, de préférenoe, à proximité du point de contact des dentures des couronnes et pignons 14,18,23 et 25, peut itre prévu sans qu'il soit nécessaire de le décrire plus complètement.
Le prolongement 23bis du pignon 23 assure l'étanchéité en coopération avec un feutre 71 logé dans une gorge 72 du plateau 7,
Une lunette 29 (fig. 2,3 et 5) est oentrée sur le plateau fixe 7 et assujettie par une série de vis 30.
Cette lunette peut, suivant un antre mode de réalisation, être fixée directement sur le bâti de la machine. Dans tons les oas, son rôle consiste à maintenir, par des mâchoires 31 et 32 solidaires de la lunette 29 et par son étrier ou branche mobile 33, le vilebrequin 10 qui comporte, pour le mieux, une partie forte lObis ayant au moins le même diamètre que les flasques 34,35,etc...
Les porte-outils 36 et 37, qui apparaissent sur la fig.3, sont de forme prismatique. Leur section est représentée sur la fig.4, laquelle montre le mode de réalisation des glissières 38 et 39 ménagées dans le plateau 16, solidaire du plateau tournant 13. Il est à remarquer que ce plateau 16 est complètement coupé par les mortaises où se déplaoent radialement les porte-outils 36 et 27, ainsi que les autres porte-outils non visibles sur la fig.3. Il ne subsste de ce plateau 16 qu'un anneau intérieur l6bis servant
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au oentrage dans le trou du plateau 13.
Les vis d'assemblage 15, mentionnées à propos de la ig.2 sont donc groupées dans les parties du plateau 16 comprises entre les mortaises des glissières 38 et 39
Les outils 40 et 41 (fig.3 et 6) qui ont la largeur du creux compris entre la partie cylindrique lObis du vilebrequin 10 et le flasque 34 qui sépare le maneton 9 de la portée 42, sont encastrés dans les porte-outils 36 et 37 par un procédé basé; de préférence, sur le serrage d'une grosse vis (fig.6). Ces outils 40 et 41 doivent être centrés dans le sens du déplacement des porte-outils 36 et 37 qui a lieu dans un plan perpendiculaire à l'axe 8 du vilebrequin 10.
A cet effet, ils doivent comporter soit une clavette 40bis ou 41bis engagée dans une rainure des porte-outils 36 et 37, soit un
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autre dispositif de guidage répondant au marne but.Enfin,le réglage en longueur de ces outils 40 et 41, réglage dont dé- pend la précision du tournage du maneton 9, est effectué par
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le moyen de oales d'épaisseur 43 mises en place avant 1'affâ- tage des outils 40 et 41 suivant le procédé décrit par le Demandeur dans le brevet français N 867.033 du 24 Mai 1940.
Des galets 44 et 45, solidaires d'axes 46 et 47 tournant dans les alésages appropriés des porte-outils 36 et 37, sont continuellement en contact avec les contours 17bis de la came 17. Ces galets 44 et 45, en roulant sur la partie 17bis, provoquent les déplacements des porte-outils 36 et 37 ainsi que des outils 40 et 41 vers le maneton 9. Le mouvement inverse est obtenu par l'action de ressorts de traction 48 logés dans un évidement 13ter du plateau, tournant 13. Ces
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ressorts 48 sont accrochés, d'une part à la paroi de ltévîcle- ment 13ter par des pitons 49 et, d'autre parts aux porteoutils 36 et 37 par d'autres pitons 50.
En regard des porte-outils 36 et 37 la rondelle 22 qui protège le mécanisme logé à l'intérieur des plateaux tournants 13 et 16, peut être remplacée par des tôles 51 et 52, fixées sur le plateau 16. Des feutres 53 ou tous autres dispositifs analogues frottant sur les porte-outils 36 et 37 maintiennent l'huile de graissage dans les parties où sa pré-
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sensre est nécessaire et s'opposent à l'intrusion des oopeacae. liagencoment de.9-korte-outils 36 et 37 et des outils 40 et 41 qui vient dvetre décrite est évidemment reproduit sur les autres porte-outils et outils guidés dans
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le plateau 16 et non visibles sur la fig.3.
L.ensemble constitué par le plateau fixe 7 et les organes qui se meuvent à l'intérieur de ce plateau (cou-
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ronnes 1418, plateaux 13-16i came 17 pignons 23-25. arbre moteur 24to.,:) est exclusivement réservé à l'usinage du maneton 9 du. vilebrequin 10. Les autres manetons de ce vilebrequin 10, par exemple le maneton 54, séparé de la portée 42 par le flasque 35, sont usinés simultanément par la moyen de dispositifs analogues à celui qui vient d'être décrit à propos du manaton 9 chacun de ces dispositifs comportant un arbre moteur distinct.
Les plateaux fixes solidaires du bâti et corres-
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pondant à ces différents manetons sont espaoés longit,udina- lement de la même quantité que les.manetons 9 et 54 et que tous les autres manetons du vilebrequin 10.
Dans les intervalles compris entre ces différents plateaux fixes, on peut prévoir des lunettes analogues à la lunette 29 des fig. 2 et 3, lunettes destinées à maintenir le vilebrequin 10 par ses flasques 34 ou 35 ou par tout autre flasque.
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L'éoartement entre les plateaux fixes voisins est déterminé par des cales d'épaisseur qui permettent d'obtenir un partage précis et constant en longueur, tel que la vérifioa- tion des cotes de longueur du vilebrequin usiné devient inutile.
Les plateaux fixes et leurs cales d'épaisseur sont empilés et serrés par des tiges filetées les traversant et les réunissant à des éléments fixes du bâti de la machine.
Les alésages excentrés tels que 7bis du plateau 7 sont disposés de manière que leurs axes coïncident avec ceux des manetons tels que 9. Lorsque le vilebrequin à usiner com- porte des flasques tels que lObis, il est avantageux de prati- quer des rainures de clavettes à la surface de ces flasques lObis, 34, 35,etc... en rapport avec les plans longitudinaux passant par les axes des manatons. Des clavettes 31bis et 32bis, solidaires des mâchoires 31,32 et autres des lunettes telles que 29, déterminent la position du vilebrequin 10 au moment où on procède à sa mise en place dans la machine.
Lorsque les flasques ne sont ni concentriques entre eux, ni concentriques à l'axe des portées, il est inutile de prévoir des olavetages dans les lunettes oar il ne peut se produire aucun mouvement de rotation pendant l'usinage et la position de la pièce est obtenue automatiquement par la fait que les projections$ dans un plan transversal, des axes des flasques sont distinctes les unes des autres.
La fige 5 montra, dans son ensemble, la disposition de la machine. Le plateau fixe 7 est boulonné en 55 sur le bâti 56, avec interposition de cales 57. La bâti 56 est évidé à sa partie inférieure de manière à permettre 1'évacuation rapide des déchets d'usinage.
Sur cette fig. 5 sont également visibles des tiges filetées 58 qui tiennent l'empilage des plateaux fixes tels que 7 et de leurs oales on entretoise.. Ces tiges filetées 58 aboutissent, aux deux extrémités de la machine, à des plateaux solidaires du bâti 56, non représentés. Ces plateaux limitent l'espace dans lequel sont logés tous les
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organes et permettent de clore 11e\,esta.1181':-un-c!lrpob1e' la présence, pendant l'usinage, protège le personnel contre les projections d'huile et de copeaux. Ce capotage se termina'$ pour le mieux, dans l'espaça compris entre les joues 56bis du bâti 56 et la forme extérieure des plateaux fixes tels que 7.
Ces plateaux d'extrémité peuvent également servir à la fixation des moteurs qui entraînent les arbres moteurs tels que 24, soit directement, soit par l'intermédiaire d'un réduc- tour ou d'une boite de vitesses.
D'autres éléments déjà. cités à propos des fig. 2 et 3, sont visibles sur les fig. 5 et 6, par exemple la came 17 et les galets 44,45, 59 et 60 qui commandent les déplacements des porte-outils 36, 37,61 et 62 et des outils 40,41,63 et 64.
La nombre d'outils a été choisi égal à quatre, ce nombre étant celui qui permet la meilleure utilisation de la surface du plateau 16 et, en même temps, la construction la plus simple. Tout autre nombre peut être adopté pourvu que les conditions d'établissement de la oame 17 le permettent.
La fige 5 fait encore apparaître un des modes de réalisation de la lunette 29 et de sa partie mobile 33.Cette dernière est liée à la lunette 29 par des tiges filetées bas- culantes 65 et des écrous 66. Toute autre disposition, par ,exemple, une partie mobile articulée sur la lunette par une
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charnière et serrée par tige basculante à l'autre extrémité, eto... peut être adoptée.
La fig. 7 montre schématiquement la disposition et la forme de quatre outils d'un même ensemble. Le premier, par exemple l'outil 40, exécute les dégagements latéraux 67 et 68 du maneton 9 dégagements qui permettront la rectifica- tion ultérieure de ce maneton. Le deuxiême l'outil 41, usine les congés de raccordement du maneton 9, avec ses faces latérales 9bis et 9ter. Enfin, le troisième, l'outil 63, et le quatrième; l'outil 64, ne font qu'une partie de ces congés de raccordement cependant que les quatre outils travaillent à la fois sur la partie cylindrique du maneton 9.
Ce dernier travail étant le plus important, les quatre outils y participent simultanément de aorte que l'avance par tour de plateau au porte-outil est divisée par quatre. Au contraire, le travail sur les flanes(faces latérales 9bis et 9ter), sur les congés de raccordement et sur les déga- gements latéraux 67 et 68, peut être assuré, pour chacune de ces partie; par un seul outil, Pour les congés, on remarquera que plus on approche de la partie cylindrique du maneton 9, plus 1 y a d'outils participant à leur usinage.
Suivant un autre mode de réalisation (fig.8 et 9), il est prévu de rendre la couronne 18 et la came 17 mobiles, autour du contre du maneton 9, de la quantité nécessaire pour oompenser un manque éventuel de précision dans la position des outils4 En effet, si on admet une avance alun dixième de millimètre par tour du plateau porte-outil, cette avance étant à diviser par le nombre d'outils (quatre dans le cas présent) soit une avance de deux centièmes et demi par ou%11,il faudra régler la position des outils avec nne précision telle que les écarts soient inférieurs à deux centièmes et demi d'un outil à l'autre.
La couronne 18 est, dans ce cas, maintenue en position par des ressorte à lame 69 prenant appui dans l'alésage 13bis de la couronne 14 qui, elle, est guidée concentriquement par la bagne 21. Une bague 70 dans laquelle la couronne 18 tourne à faible vitesse relative comporte des entailles 70bis qui l'empêchent de suivre cette couronne dans son mouvement.
La oame 17 qui pousse les outils contre la pièce 10 se trouve centrée automatiquement par le travail des outils. lesquels, uniformément répartis autour du centrer n'exercent aucune poussée tendant à désaxer la came 17 par rapport 4 la pièce 10. les ressorts 69 ou d'autres similaires (par exemple des ressorts à boudin disposés radialement) assu- rent la tenue de la bague 70, de la came 17 et de la couronne 18 au moment où les outils attaquent la pièce 10, Ce travail est comparable à celui d'une lame d'alésage libre dans son porte-lame (alésoir à lame flottante).
La machine qu'on vient de décrire dans ses lignes principales permet l'utilisation d'un nombre considérable d'outils, sans faire subir aux pièces en usinage des flexions; des torsions ou des vibrations susceptibles de nuire à la pré- cision de l'usinges. Cela s'explique par la présence de lunettes, rigides qui peuvent être prévues en grand nombre, soit au moins une par maneton ou par portée, suivant le cas.
Chacune de oes lunettes exerce son serrage à proximité immédiate de l'endroit où travaillent les outils u plateau voisin de celui sur lequel elle est,elle-mêmea, fixée.
Cette particularité est exploitée pour assurer le refroidisse- ment de la pièce par un,arrosage. A cet effet, il est ,tout
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indiqué de ménager, dans l'épaisseur de chaque lunette, un canal de section convenable, fermé par une tôle mince formant couvercle et débouchant par an orifice en forme de fente dans la zone de travail des oatils. Ces canaux peuvent être alimen- tés par une tuyauterie passant à l'extérieur des lunette. et des plateaux fixes et reliées à une pompe. Une deuxième tuyau- terie assure$ d'une manière analogue, le graissage soue pres- sion des organes tournants on glissants contenue dans chacun des plateaux fixes.
REVENDICATIONS l. Un dispositif d'usinage permettant de réaliser une pièce en forme de solide de révolution en saillie sur un support, par exemple un axe, un maneton, un bouton de manivol- le,etc... dispositif caractérisé par le fait qu'il comprend, d'une part, un plateau fixe agencé pour immobiliser le support et présentant une dépression on un alésage central, diantre part, dans la dépression ou l'alésage du plateau fixe,on guide rotatif pour de. porte-outils mobiles radialement et une came tournante destinés à commander l'avance radiale des porte-outils dans le guide, enfin des moyens d'entraînement du guide et de la came, le tout constituant un ensemble auto- nome qui se présente- sous la forme d'une botte plate et prao tiquement close.
2. La combinaison d'un plateau rotatif, pourvun de dépressions radiales pour y loger des porte-outils et d'u rainure on gorge périphérique, avec une came annulaire logée dans cette rainure ou gorge destinée à provoquer l'avance ra-' diale des porte-outils, le plateau et la came étant, de pré- férenoe, pourvus de dentures périphériqnes permettant de les entraîner séparément à des vitesses angulaires différentes mais de valeurs très voisines.
3. Un agencement selon les revendications 1 on 2, caractérisé par le fait que le platean fixe affecte la forme d'une cuvette à fond perforé pour l'emboîtement sur le support de la pièce à tourner, la périphérie interne de la cnvette étant concentrique ou non à l'axe du trou du fond suivant que la pièce doit être coaxiale au support on excentrée par rapport à ce dernier.
4. Un agencement selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé par le fait que le plateau fixe se réduit à un anneau auquel est assujetti, sur uns face, une lunette, de préférence en deux parties, destinée à enserrer le support de la pièce à usiner.
5. Un agencement selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, carpotérisé par le fait que le guide rotatif est creusé de rainures, de préférence à section pris- matique, ou subdivisé par des ouvertures ayant une telle sec- tion afin que les porte-outils y puissent coulisser et ceux- ci sont, de -préférence, soumis, dans le sens centrifuge, à l'action de dispositifs de rappel tels que des ressorts pre- nant appui sur le guide.
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DESCRIPTIVE MEMORY
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deposited in support of a. APPLICATION FOR PATENT OF INTENT Monsieur Ettore B U G A T T I
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residing at 30 Avenue Hoche in ParisiFrance
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for: Perfeotiooné lathe applicable, in particular, to the machining of crankshafts.
International Convention of 1883, with regard to the patent application filed in France on March 1, 1944.
Machining ar lathe; crankshafts or. engine crank shafts and, in general. any part whose rotation presents difficulties because of its
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weight; either from its lack of rigidity3 or from the presence of non-concentric masses difficult to. balance, can! be performed on so-called journaling machines. The prin-
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! The function is to rotate and advance the tools around it, the part having been kept motionless.
The object of the present invention is the production of machines of this type. o able to machine both crank pins and the corresponding sides of the arms or all the spans and the corresponding sides of the arms; from rough forging parts one roughly marls cylindrical billets which have not undergone any forging preparation. The operation takes place without reworking and without dismantling any part and the method proves to be particularly advantageous in the case of crankshafts of engines comprising a large number of cylinders and bearings.
The volume of material to be removed is sometimes greater than that of the finished part and the
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very long degulnege time $ # recorded with the aataa.l methods; are greatly reduced by the use of machines of the type which will be described below and which corresponds to the preferred embodiment of the invention oe7, .eti however not being limited to this particular example.
The tools work exclusively in diving
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and are grouped on tqurna: fttai trays at the rate of one turntable per crankpin or per staff.
On each of these trays, you can have either
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one tool, or several, taking them uniformly
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around the center. Each of these tools is embedded in a tool holder capable of sliding radially in slides provided in the turntables.
A rotary cam is combined with each of the turntables. Animated by a rotational movement of a speed different from that of the corresponding turntable, this cam caused, by rollers integral with the tool holders, the radial displacement of these and consequently of the tools. The oames thus designed ensure the working stroke of the tools as well as the return stroke, so as to automatically carry out the complete cycle of operations in a certain number of revolutions.
To this end, each cam has as many similar elements as there are tools on the same rotating plate. These elements are distributed evenly around the center and each of them advances and recedes the tool opposite which it is located. After replacing the finished part with a blank part, these elements switch between them and each of them moves the tool which followed it or which preceded it during the previous cycle The part being machined is held by fixed bezels, so- lidaires of the frame, arranged between fixed trays. also integral with the frame and in which the rotating plates are guided at the rate of one rotating plate per fixed plate.
The fixed platforms are preferably circular in shape; their axis, concentric with that of the bearing surfaces of the crankshaft to be machined, is eccentric with respect to that of the rotating plates by an amount equal to the half-stroke of the crankshaft, for machines for machining the crankshafts. For machining of bearing surfaces, all plates, fixed or. rotating, are concentric with the axis of the bearings of the crankshaft,
These plates are arranged so as to include, in the central part, a hole of sufficient diameter to allow passage of the crankshaft to be machined.
The tools, which work only in plunge, that is to say without longitudinal displacement, have the same shape and the same dimensions as the hollow between two hollow arms corresponding either to a crank pin or to a span.
The rotating plates and the cams are linked together, two by two by gear trains which drive them at the appropriate speed. These gear trains are composed of pinions keyed on one or more shafts controlled by the motor member and of crowns, some of which are integral with the turntables and the others with the cams. There must exist, between the gear trains depending on a platean and its cam, a relationship such that the speed of the oame is slightly different from that of the platen.
This condition being fulfilled, the cams slowly move the tool holders and the tools in the slideways of the turntables, this movement having to be of the order of a few tenths of a millimeter per turn of the turntable.
The search for gear combinations capable of giving two rotating members controlled by a single shaft very similar speeds is extremely tedious if one proceeds by trial and error; moreover this method does not make it possible to be sure if one explored
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all possible combinations.
On the contrary, the process set out below and which forms part of the invention; allows, from data imposed by the dimensions of the components of the machine, to find directly
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all the possible combinations and to choose quickly between the limits which one fixed beforehand, the most suitable to give satisfaction.
Consider a system made up of two pairs of spur gears: pinions and crowns. The first pair, intended to drive the turntable in its rotational movement, comprises a pinion P which is linked to the motor member and a crown C secured to the turntable. A priori is chosen for P and for C an appropriate modulus M to the cutting forces of the tools and for 0 a pitch diameter D corresponding to the dimensions of the turntable, taking into account the speed of this turntable which must be relatively low; the number of teeth D / M of P is thus determined. That of
M 2 is chosen as a function of the ratio that is to be established between the speeds of the motor member and of the rotating plate.
The second torque intended to drive the cam
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rotary with slow relative movement, for 1 feed of tools, includes. Firstly; a crown e integral with the cam and whose axis coincides with that of Ca à'autre part, a pinion the latter being wedged on the same shaft as the pinion.
If, for construction reasons, we have to insert between 0 and P on the one hand ,; and between c
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and p, on the other hand, one or more intermediate gears where these will obviously have no influence on the final result.
The forces supported by the teeth of c and de are always lower than those transmitted by C and by P, the work which consists in slowly advancing the tools being always less than that necessary to drive these same tools. at cutting speed.
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We can therefore choose the modulus of e and g between limits much wider than those which determined the choice of the modulus of C and P. We fix a priori the minimum admissible modulus mi; this determines
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the maximum number of teeth d of g starting from the diameter rimiez is m 1 pitch d which is practically the same as that of P. On
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chooses the maximum modal m2 slightly lower than that of 2 and 0; this maximum modulus determines the number of teeth m2 m2 minimum of 2 always starting from the pitch diameter of P.
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It will be noted that the pitch diameters of e and of c are practically the same since the two pairs have common axes and that the pinions P and 2 have practically the same pitch diameters.
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If we represent by Pi 0; and o the number of teeth of the two pinions and of the two crowns, one can calculate the speed of .2 .. according to that of C.
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When G makes a turn, P makes 1 -turn.0 - turns and aommo ± is wedged on the same tree as P he also does at 4oen (at the same time, has done: -Ë ## turns.
= P- P.o
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If a, p is greater than P.o, the fraction 0,, p
P. c is greater than unity and 0 makes more than 1 turn
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while C in fact only-l $ caest-to-dir! that 0 advances with respect to C. cep is less than PO $ the fracti Cep IF "is smaller than 'fraotion P. 0 is smaller than Inanity and 0 makes less than 1 turn while C in fact li clest-à -to say q7ne e lags with respect to Ce The problem therefore amounts to looking for values
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of e (2 being assumed to be known since it is chosen between two known limits d) such that 14 ratio C'p mi '2 Fa is very close to unity, by excess one by default.
If we divide C, p by P. the quotient Q of this division can be taken as the value of 0, provided that the remainder R of the division is very
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pttTt.
The remainder R of this division is always less than P and it is between 0 and P - 1.
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The zero value of R must be eliminated because the expression Q, P + R = C, p becomes Q.P = C.p on, by replacing Q by, o.P = C.p hence COP = l, which amounts to saying that the As
P. c speeds of C and c are the same and this is explained in another way by the fact that the numbers of teeth of C and P. on the one hand, and of o and P, d on the other hand, are, in this case, strictly proportional.
It only remains to draw up a table comprising, in a first column, the integer values of p
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included between the limits ---- and # * - defined as ml m2 above, in consideration of the minimum and maximum moduli of
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ji at de o. In a second column, we will put the quotients C. p Q Cp / P (c and P being known as a function of the modulus M chosen) corresponding to the different values of p and calculated by replacing the letters C, P and p by their value.
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In a third column, we will include the numbers 0 p expressing the values of the remainder R of the division of ## le #.
P
We will choose as values of c the quotients Q corresponding to the lowest values of R. We will thus obtain a first list of quotients Q capable of being chosen as values of c. We will then draw up a second list by taking the values of R closest to P including P - 1. We will increase the quotient Q by one unit and we will be able to constitute this second list with the quotients Q + 1 taken as values of o. In this case, the value of
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remainder of the division will be equal to R - P, that is, it will always be negative.
We will see subsequently that the crown o will rotate faster or slower than the crown C depending on whether we take o equal to Q or to Q + 1.
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Having chosen the different values of c among the two lists of quotients Q and Q + 1, we will calculate
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the heading ratio according to the values of e and we can
P. C add the results to the table. next to the corresponding values of 2 and c.
We have seen that this C.p / P.c ratio expresses the speed of 0 with respect to the glue of C. If the number that we obtain
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in performing the operations is greater than the units advance with respect to C; if that number is less than ltn1té. 0 lagged behind c.
The influence of the positive or negative sign of the remainder of the division of ---------- # * # ^ P or P * 9 is explained by the fact that if the Q q + 1
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remainder is positive and equal to + R # the number Q chosen for the value of C being smaller than the exact quotient of Cp; we introduce into the denominator of the expression C.P a P when
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t1té such that the product P.o is smaller than the product C.p. so that # - is greater than unity.
P. c If the remainder is negative and equal to R-P, the number
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g + I chosen for the value of being greater than the exact quotient of #L, we introduce into the denominator of the expression # - a quantity 0 such that the product Po is greater than the product C, p, so that C 'p is smaller than unity.
The shape of the tool advance cam is established in consideration of the order of magnitude of the speeds of C and o. The advance of the tools corresponding to the ratios obtained when p and c have been chosen in the table, expressed in milli-
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meters per turn of the turntable, will be determined by the profile of the cam.
The useful part of the cam produces a tool advance measured * for example, by the number L expressed in millimeters, for a rotation of the cam with respect to the plate.
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tau. of n degrees (n measuring the angle eoe center corresponding to the wing part of the cam).
We obtain the number of revolutions V of the cam during 1 revolution of the plate by replacing in the expression
C. p ', the letters by the s chosen values. We saw that if
P. c
V is greater than unity; the cam advances and the positive quantity V-1 measures this advance of the cam with respect to the plate per revolution of the latter. If V is less than unity, the cam delays and the positive quantity 1-V measures this delay of the blade per turn of the platter.
The numbers V-1 and 1-V can be put in the form of fractions having as numerator an integer or decimal between 0 and 10 and as denominator 10
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or a power of 10, which makes it possible to quickly compare the different values of V-1 or of 1-V obtained.
In practice, we use the combinations giving advances or delays (V - 1 or 1 - V) of 1 turn to 5 turn per turn of the board.
10,000 10,000
While the cam, in its relative rotation, traverses the angle n which represents the total advance or the total delay of this cam with respect to the plate, for the stroke L of the tools, that is, in number of revolutions,
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n the plate-cam system has rotated by 3: 0:: <V-1) or 360 n; (1.-Y) depending on the case (quotient expressed in number of revolutions of the water level) or 360 (vii) for the advancing oame and n for the retarding cam.
360 (1-V)
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The advance of the tools expressed in millimeters per turn of the plate is therefore:
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L.n L.n # '##' ### in the first case and in the second.
360 (V-1) 360 (1-V)
This advance is in practice generally between one and five tenths of a millimeter per revolution.
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The results of these operations will be divided, if there are several tools on the same plate, by the number of tools, each of which can only remove the material left by the one which precedes it in the rotation.
The number of tools is limited only by considerations relating to the setting up of the cams; in fact, they must include for each tool, an outward and return stroke. This fixes, taking into account the stroke to be achieved and the suitable angle to be given to the ramps which push the rollers, in relation to the trajectory of the tools, the limits in this order of ideas.
We know that the couple formed by the crown
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0 and the pinion has the center distance and practically the same pitch diameters as the pinion P-crown pair C. If the numbers of teeth ae ji and e are chosen without considering the normal moduli, it happens, in the Most cases, only the moduli obtained by dividing the pitch diameters D and! of c and ±. by the numbers of teeth chosen for these gears in the table, are included between two normal modules (these are stepped from 0.25 mm to 0.25 mm). We would bring the module found to the normal module immediately above or below and we would then cut
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the teeth by slightly shifting the pitch circles.
'Another solution consists in adopting, for the crown c and the pinion pin, oblique teeth, by choosing among the normal moduli a real modulus lower than the calculated modulus and by inclining the teeth in such a way.
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that the apparent modulus obtained is r1gour, uS8me equal to the -.modal * calculated for 0 and for p. This last method
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offers the advantage of accurately solving the backlash issue and performing the cut in the normal way.
The use of pairs of gears such as those which have just been described is not limited to the construction of journaling machines, it can be extended to all applications where it is necessary to rotate two concentric members controlled by a marna. shaft at very similar speeds. for example: feed devices for machine tools other than journaling machines, reduction gears, clamping chucks; correction devices inserted in a transmission comprising non-positive elements (belts or others) and intended to ensure synchronization between motor and driven organs, etc ...
The description which will follow, with reference to the appended drawing given by way of nonlimiting example, will clearly explain how the invention can be carried out, the particularities which emerge both from the drawing and from the text, of course * part of said invention.
Fig. 1 is a diagram showing in axial section, the arrangement of gentle couples controlling a cam and the corresponding rotating plate,
Fig. 2 is an axial section through. through one of the elements of the machina.
Fig 3 is a partial axial section of this element marna, the moving parts of which are shown in. a position different from that of fig. 2.
FIG: 4 shows, on a larger scale, a detail concerning the shape of the slideways of the tool holders.
Fig. 5 is a partial cross section of the machine showing in particular. one of the cams.
Fig. 6 is a similar view, showing one of the turntables fitted with its tools.
Fig. 7 is a diagram showing the arrangement of the forming tools working on a crank pin marna or on a carried marna.
Figs. 8 and 9 show, as a variant and partially an embodiment different from that of FIGS. 2 and 3, fig. 9 being a partial section through IX-IX of fig.8.
The crown 1 (fig.l) is integral with one of the turntables (not shown). It is driven by a pinion 2 integral with the motor shaft 3. On this shaft 3 is also keyed a pinion 4 which drives a ring gear 5, integral with the cam corresponding to the turntable in question.
Between the gears and crowns 1, 2, 4 and 5 exist the relationships mentioned during the general description, relationships which are such that the crowns 1 and 5 rotate at different but very similar speeds on a common axis materialized by the tree 6.
Fig 2 shows in a less summary manner the device which links together the elements belonging to the same fixed plate 7. Ge plate 7, which is air-shaped. cular, has a bore 7a, eccentric with respect to
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axis 8 of the crankshaft when it comes to machining the crankpins and concentric to this same axis 8 when it comes to machining the bearings. In the present case, the fixed plate 7 is in the machining position of the crankpin 9 of the crankshaft 10. Its outer surface 11 is concentric with the axis 8 and its bore 7a is concentric with the axis of the crankpin 9.
In the bore 7a is force-fitted a ring 12 in which rotates a plate 13 integral with a large modulus crown 14. To the rotating plate 13 is fixed, by a series of screws 15, a plate 16 whose role consists of guide tools. The plates 13 and 16 could form a single piece if one did not take into account the possibilities of mounting the cam 17 and the crown 18 forming one unit with this cam. The cam 17 rotates in a ring 19 which is guided in the bore 13bis of the plate 13. The distance between the rings 14 and 18 is maintained by a friction washer 20.
A cover 21 fixed on the open face of the fixed plate 7 by any means maintains, with a small axial play, the rings 18 and 14 and the washer 20 which, on the other hand, are supported by the ring 14 on the face. of the ring 12. An etanoheity washer 22, integral with the plate 16 in the form of a baffle with a recess 18bis formed in the crown 18.
A pinion 23 linked to the motor shaft 24 is made integral with the pinion 25 by screws not shown. The pinion 23 enters the crown 14 and the pinion 25 the crown 18.
The pinions 23 and 25 correspond respectively to the pinions 2 and 4 shown in fig.l. Two ball bearings 26, separated by a spacer 27, guide the pinion 23 which oom- carries a housing provided for this purpose. The bearings 26 are centered by their inner ring on an axis 28 integral with the cover 21.
A lubricating device, based on the use of pipes bringing the oil inside the volume between the recess of the fixed plate 7 and the cover 21 and, preferably, near the point of contact of the toothings of the crowns and pinions 14,18,23 and 25, can be provided without it being necessary to describe it more completely.
The extension 23a of the pinion 23 provides sealing in cooperation with a felt 71 housed in a groove 72 of the plate 7,
A telescope 29 (fig. 2, 3 and 5) is entered on the fixed plate 7 and secured by a series of screws 30.
This bezel can, according to another embodiment, be fixed directly to the frame of the machine. In all the oas, its role is to maintain, by jaws 31 and 32 integral with the bezel 29 and by its caliper or movable branch 33, the crankshaft 10 which comprises, for the best, a strong part lObis having at least the same diameter than the flanges 34.35, etc ...
The tool holders 36 and 37, which appear in FIG. 3, are of prismatic shape. Their section is shown in fig.4, which shows the embodiment of the slides 38 and 39 formed in the plate 16, integral with the turntable 13. It should be noted that this plate 16 is completely cut by the mortises in which move radially the tool holders 36 and 27, as well as the other tool holders not visible in fig. 3. All that remains of this plate 16 is an inner ring 16bis serving
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centering in the hole in the plate 13.
The assembly screws 15, mentioned in connection with ig.2 are therefore grouped in the parts of the plate 16 included between the mortises of the slides 38 and 39
The tools 40 and 41 (fig. 3 and 6) which have the width of the hollow between the cylindrical part lObis of the crankshaft 10 and the flange 34 which separates the crankpin 9 from the bearing 42, are embedded in the tool holders 36 and 37 by a based method; preferably, on tightening a large screw (fig.6). These tools 40 and 41 must be centered in the direction of movement of the tool holders 36 and 37 which takes place in a plane perpendicular to the axis 8 of the crankshaft 10.
To this end, they must include either a key 40bis or 41bis engaged in a groove of the tool holders 36 and 37, or a
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another guide device responding to the target marl. Finally, the length adjustment of these tools 40 and 41, adjustment on which depends the precision of the turning of the crankpin 9, is carried out by
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the means of oales of thickness 43 put in place before sharpening the tools 40 and 41 according to the method described by the Applicant in French patent N 867,033 of May 24, 1940.
Rollers 44 and 45, integral with pins 46 and 47 rotating in the appropriate bores of the tool holders 36 and 37, are continuously in contact with the contours 17a of the cam 17. These rollers 44 and 45, while rolling on the part 17a, cause the movements of the tool holders 36 and 37 as well as the tools 40 and 41 towards the crank pin 9. The reverse movement is obtained by the action of tension springs 48 housed in a recess 13ter of the rotating plate 13. These
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springs 48 are attached, on the one hand to the wall of the drive 13ter by eyebolts 49 and, on the other hand to the tool holders 36 and 37 by other eyebolts 50.
Opposite the tool holders 36 and 37, the washer 22 which protects the mechanism housed inside the turntables 13 and 16, can be replaced by sheets 51 and 52, fixed on the plate 16. Felts 53 or any other. similar devices rubbing on the tool holders 36 and 37 keep the lubricating oil in the parts where its pre-
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sensre is necessary and oppose the intrusion of oopeacae. The arrangement of 9-korte-tools 36 and 37 and tools 40 and 41 which has just been described is obviously reproduced on the other tool-holders and guided tools in
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the plate 16 and not visible in fig.3.
The assembly made up of the fixed plate 7 and the organs which move inside this plate (cou-
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ronnes 1418, chainrings 13-16i cam 17 sprockets 23-25. motor shaft 24to., :) is exclusively reserved for machining crankpin 9 of the. crankshaft 10. The other crankshafts of this crankshaft 10, for example the crankpin 54, separated from the bearing surface 42 by the flange 35, are machined simultaneously by means of devices similar to that which has just been described with regard to the manaton 9 each of these devices comprising a separate motor shaft.
The fixed trays integral with the frame and correspond
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laying at these different crankpins are spaced longit, udina- lement the same amount as the.pins 9 and 54 and all the other crankshaft crankpins 10.
In the intervals between these different fixed plates, it is possible to provide glasses similar to the telescope 29 of FIGS. 2 and 3, glasses intended to hold the crankshaft 10 by its flanges 34 or 35 or by any other flange.
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The distance between the neighboring fixed plates is determined by shims which make it possible to obtain a precise and constant division in length, such that the verification of the length dimensions of the machined crankshaft becomes unnecessary.
The fixed plates and their shims are stacked and clamped by threaded rods passing through them and joining them to the fixed elements of the frame of the machine.
The eccentric bores such as 7bis of the plate 7 are arranged so that their axes coincide with those of the crankpins such as 9. When the crankshaft to be machined comprises flanges such as the Obis, it is advantageous to make keyways. on the surface of these flanges lObis, 34, 35, etc ... in relation to the longitudinal planes passing through the axes of the manatons. Keys 31a and 32a, integral with jaws 31, 32 and other bezels such as 29, determine the position of crankshaft 10 when it is placed in the machine.
When the flanges are neither concentric with each other nor concentric with the axis of the bearing surfaces, it is unnecessary to provide olavetages in the bezels because no rotational movement can occur during machining and the position of the part is obtained automatically by the fact that the projections $ in a transverse plane of the axes of the flanges are distinct from each other.
Fig. 5 shows, as a whole, the arrangement of the machine. The fixed plate 7 is bolted at 55 on the frame 56, with the interposition of wedges 57. The frame 56 is hollowed out at its lower part so as to allow rapid removal of machining waste.
In this fig. 5 are also visible threaded rods 58 which hold the stack of fixed plates such as 7 and their oales or spacer. These threaded rods 58 end, at both ends of the machine, in plates integral with the frame 56, not shown . These trays limit the space in which all the
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organs and allow to close 11e \, esta.1181 ': - un-c! lrpob1e' the presence, during machining, protects the personnel against projections of oil and chips. This cowling ended for the better, in the space between the cheeks 56bis of the frame 56 and the outer shape of the fixed plates such as 7.
These end plates can also be used for fixing motors which drive motor shafts such as 24, either directly or via a reduction gear or a gearbox.
Other elements already. cited in connection with fig. 2 and 3, are visible in fig. 5 and 6, for example the cam 17 and the rollers 44, 45, 59 and 60 which control the movements of the tool holders 36, 37, 61 and 62 and of the tools 40, 41, 63 and 64.
The number of tools was chosen equal to four, this number being that which allows the best use of the surface of the plate 16 and, at the same time, the simplest construction. Any other number may be adopted provided that the conditions for establishing oame 17 allow it.
The pin 5 also shows one of the embodiments of the bezel 29 and its movable part 33.The latter is linked to the bezel 29 by tilting threaded rods 65 and nuts 66. Any other arrangement, for example , a movable part articulated on the bezel by a
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hinge and tightened by swinging rod at the other end, eto ... can be adopted.
Fig. 7 schematically shows the arrangement and the shape of four tools of the same set. The first, for example the tool 40, carries out the lateral clearances 67 and 68 of the crank pin 9 clearances which will allow the subsequent rectification of this crankpin. The second tool 41 machines the fillets of the crankpin 9, with its side faces 9bis and 9ter. Finally, the third, tool 63, and the fourth; tool 64, only form part of these fillets, however the four tools work on the cylindrical part of crankpin 9 at the same time.
This last work being the most important, the four tools take part in it simultaneously so that the feed per revolution of the plate at the tool holder is divided by four. On the contrary, work on the blanks (side faces 9a and 9ter), on the fillets and on the side clearances 67 and 68, can be performed for each of these parts; by a single tool, For the leaves, it will be noted that the closer one approaches the cylindrical part of the crankpin 9, the more tools there are participating in their machining.
According to another embodiment (fig. 8 and 9), provision is made to make the crown 18 and the cam 17 movable, around the counter of the crankpin 9, the amount necessary to compensate for a possible lack of precision in the position of the pins. tools4 Indeed, if we admit a feed alum tenth of a millimeter per revolution of the tool holder plate, this feed being to be divided by the number of tools (four in this case), i.e. a feed of two hundredths and a half by or% 11, it will be necessary to adjust the position of the tools with nne precision such that the deviations are less than two hundredths and a half from one tool to another.
The crown 18 is, in this case, held in position by leaf springs 69 bearing in the bore 13a of the crown 14 which, for its part, is guided concentrically by the prison 21. A ring 70 in which the crown 18 rotates at low relative speed has notches 70bis which prevent it from following this crown in its movement.
The oame 17 which pushes the tools against the part 10 is automatically centered by the working of the tools. which, uniformly distributed around the center, exert no thrust tending to offset the cam 17 with respect to the part 10. the springs 69 or other similar ones (for example coil springs arranged radially) ensure the holding of the ring 70, of the cam 17 and of the crown 18 when the tools attack the part 10, This work is comparable to that of a free boring blade in its blade holder (floating blade reamer).
The machine that has just been described in its main lines allows the use of a considerable number of tools, without subjecting the parts being machined to bending; torsions or vibrations which may affect the precision of the usinges. This is explained by the presence of rigid bezels which can be provided in large numbers, ie at least one per crankpin or per span, as the case may be.
Each of these glasses exerts its tightening in the immediate vicinity of the place where the tools are working u plate close to that on which it is, itself, fixed.
This peculiarity is exploited to ensure the cooling of the room by watering. For this purpose it is, all
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indicated to provide, in the thickness of each bezel, a channel of suitable section, closed by a thin sheet forming a cover and opening through an orifice in the form of a slot in the working area of the oatils. These channels can be supplied by a pipe passing outside the glasses. and fixed trays connected to a pump. A second pipe ensures in a similar manner the pressure lubrication of the rotating or sliding members contained in each of the fixed plates.
CLAIMS l. A machining device making it possible to produce a part in the form of a solid of revolution projecting from a support, for example an axis, a crank pin, a crank knob, etc. device characterized in that it comprises , on the one hand, a fixed plate arranged to immobilize the support and having a depression or a central bore, diantre part, in the depression or the bore of the fixed plate, rotary guide is used for. radially movable tool-holder and a rotating cam intended to control the radial advance of the tool-holders in the guide, finally means for driving the guide and the cam, the whole constituting an independent assembly which is presented under the shape of a flat and practically closed boot.
2. The combination of a rotating plate, provided with radial depressions to accommodate tool-holders and a groove or peripheral groove, with an annular cam housed in this groove or groove intended to cause the radial advance. tool holders, the plate and the cam being preferably provided with peripheral teeth allowing them to be driven separately at different angular speeds but of very similar values.
3. An arrangement according to claims 1 to 2, characterized in that the fixed platean takes the form of a bowl with a perforated bottom for fitting onto the support of the workpiece, the internal periphery of the cnvette being concentric or not to the axis of the bottom hole depending on whether the part must be coaxial with the support or offset relative to the latter.
4. An arrangement according to any one of the preceding claims, characterized in that the fixed plate is reduced to a ring to which is attached, on one face, a bezel, preferably in two parts, intended to grip the support. of the workpiece.
5. An arrangement according to any one of the preceding claims, characterized by the fact that the rotary guide is hollowed out with grooves, preferably with prismatic section, or subdivided by openings having such a section so that the tool-holders can slide therein and these are preferably subjected, in the centrifugal direction, to the action of return devices such as springs bearing on the guide.
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