Machine à percer notamment les métaux durs, les pierres industrielles, les pierres pour filières et les pierres d'horlogerie La présente invention concerne une machine à percer que l'on pourra utiliser notamment pour per cer les métaux durs, les pierres industrielles, les pierres pour filières et les pierres d'horlogerie.
Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de la présente in vention, destinée plus particulièrement au perçage de pierres d'horlogerie.
Les fig. 1 et 2 en sont des vues générales, la pre mière en élévation, la seconde en plan ; la fig. 4, est une coupe verticale axiale suivant IV-IV de la fig. 2.
Les fig. 5 à 25 en représentent des détails et la fig. 26 est un schéma des connexions électriques. La fig. 3 montre une batterie de cinq machines suivant l'invention.
La forme d'exécution représentée comprend (voir fig. 1, 2 et 4) un bâti formé d'une plaque de base 1, d'un arbre central fixe 2, chassé dans la base et d'un manchon 3 entourant cet arbre et fixé par des vis à cette base. Sur l'arbre 2 peut tourner, par l'intermé diaire de roulements à billes, une tourelle 5 formée d'un manchon vertical 5a, de deux plateaux 5b, d'un manteau 5c et d'un couvercle 5d recouvrant le pla teau supérieur 5b.
La tourelle 5 porte, montées à l'extérieur de son manteau 5c et disposées à inter valles réguliers, trente broches verticales 6 ; chacune d'elles porte, à sa partie supérieure, une roue à aubes 7, à sa partie inférieure un foret 8 et tourne dans des coussinets maintenus dans des paliers fixes 9.
Sous les broches (fig. 1 et 4) se trouve une saillie circulaire 10 présentant, en regard de chacune d'elles, un manchon 11 percé d'un trou axial ; celui-ci sert de guide à un tasseau 26 (fig. 1) sur l'extrémité su périeure duquel est collée la pierre à percer et qui est maintenu en position de perçage par une bascule 12 se trouvant en dessous de chaque broche.
En dessous des bascules est taillée, dans le manteau 5c, une denture circulaire 27, reliée par un engrenage à friction 28, au moteur électrique 29 et, en dessous de cette denture, sont fixées au manteau 5c deux ba gues superposées dont l'une inférieure 13, est en tièrement conductrice, tandis que la supérieure 14 est formée de plots conducteurs, un en regard de chaque broche, séparés par des plots isolants. Les deux bagues sont isolées électriquement du bâti de la machine, lequel forme masse de mise à la terre, par des rondelles et des manchons isolants 13a et 13b.
Sur la base 1 sont disposés en cercle, trente supports isolants distants entre eux de l'arc séparant deux broches successives : vingt-neuf de ces sup ports 16 sont identiques entre eux et portent un étrier conducteur 16a destiné à relier successivement chacun des plots de la bague 14 à la bague 13.
Le trentième 31, comprend deux contacts isolés 32 et 33 dont le premier est destiné à relier les plots de la bague 14 avec le conducteur 34, alors que le se cond est destiné à relier la bague 13 avec le conduc teur 35 ; ce support 31 fait face au chargeur 30 qui permet le chargement et le déchargement automatique des broches et qui sera décrit en détail plus loin. Enfin, le manteau 5c présente, à sa partie inférieure une série d'encoches 17, une pour chaque broche, qui peuvent se déplacer en regard d'une encoche uni- que 18 (voir fig. 21 et 22) pratiquée dans la base 1.
En regard de cette dernière encoche, est disposé, sur un socle 19, un électro-aimant 20 dont l'armature 21, soumise à l'action d'un ressort 22 est articulée sur un verrou 23 ; celui-ci, lorsque l'électro-aimant n'est pas excité, pénètre dans l'encoche 18 et en même temps dans celle des encoches 17 qui lui fait face. Le socle 19 est monté sur la base 1 par le moyen de deux vis 24 et, avant que celles-ci soient serrées, peut être légèrement déplacé,- grâce à la vis 25, pour être mis en position exacte.
Comme déjà dit, sous chacune des broches se trouve, en dessous de la saillie 10, une bascule 12. Celle-ci, représentée en détail aux fig. 23, 24 et 25, et que l'on aperçoit aux fig. 1 et 7, est reliée électri quement à la masse et est portée par un support 36 monté sur le manteau 5c.
Sur ce support, est fixé un étrier 37 (fig. 25), entre les branches duquel est tourillonnée la bascule 12, laquelle porte, à une de ses extrémités, un contrepoids 38 et, à l'autre, un contact 39 pouvant venir en prise avec le contact 40 isolé et relié par le conducteur 41, avec le plot cor respondant de la bague 14. 42 est un ressort-lame d'amortissement qui agit sur un talon 43 de la bas cule lorsque celle-ci est près de sa position horizon tale.
Un compresseur, non représenté, envoie un fluide par exemple de l'huile, sous une pression de 100 à 200 kg/cm2 dans la chambre 44 placée sous le cou vercle 5d de la tourelle, par le moyen du canal axial 45. De cette chambre, des tuyaux 46 envoient ce fluide tangentiellement contre la périphérie de cha cune des roues à aubes 7, de façon à produire une rotation rapide de chacune des broches, par exem ple de 30 000 à 100 000 t/min. En même temps, ce compresseur envoie, par le conduit 47, (fig. 4), de ce même fluide à une pression de 3 à 4 kg/cm2 dans la chambre 48 d'où il passe par les conduits 49 à l'inté rieur de chacun des paliers 9 ;
ce fluide ainsi que celui qui a servi à actionner les roues 7, est évacué par la tubulure 50 ; un écran 51 empêche qu'il arrive jusqu'au foret 8. Au-dessus de chaque roue à aubes 7, se trouve un écran déflecteur 52 (voir fig. 4 et 4a) que l'on peut faire tourner autour de l'axe de la broche correspondante par le moyen de la manette 53 pour l'amener entre la roue 7 et le tuyau adja cent 46 ; on arrête de ce fait la rotation de cette bro che, sans empêcher les autres de continuer à tourner. On pourra varier la vitesse des broches en variant la pression du liquide arrivant par le canal 45, par exemple au moyen d'une vanne.
La fig. 26 montre le schéma des connexions élec triques permettant le fonctionnement de la tourelle et des broches d'une part, et du chargeur d'autre part ; ce dernier sera provisoirement laissé de côté, sa cons truction et son fonctionnement faisant l'objet de la seconde partie de la description.
On suppose que toutes les broches ont été char gées et que le compresseur, mis en action, envoie du fluide sous pression tant contre les roues 7 que dans les paliers 9. Sous chaque broche se trouve le tas seau porte-pierre 26 appliqué contre le foret de la broche par la bascule correspondante 12. Celle-ci d'abord inclinée, son contrepoids vers le haut, exerce par le moyen de ce dernier et sur le tasseau, une pression de bas en haut ayant pour effet d'appliquer la pierre contre le foret.
Lorsque la bascule 12a de la broche 6a la plus avancée dans son travail, approche de la position horizontale, le ressort 42 agit sur le talon 43 de cette bascule pour diminuer légèrement la pression qu'exerce le contrepoids, puis lorsque le foret a complètement percé la pierre, la bascule 12a, qui est reliée électriquement à la masse est amenée brusquement dans sa position horizontale, ce qui met les deux contacts 39 et 40 en prise.
Une impulsion est alors envoyée dans la bague 13 par le trajet (fig. 26) : conducteur 41, plot conducteur de la bague 14 et étrier 16a ; de la bague 13, cette im pulsion passe, par le contact 33 et le fil 35, au relais 54 qui, par l'intermédiaire de l'interrupteur 56 du relais 55, est relié à la borne positive de la source de courant P dont la borne négative est reliée à la terre. Le relais 54, excité, ferme les interrupteurs 57 et 58 ; le premier ferme un circuit de maintien de l'excitation du relais 54 tandis que le second ferme le circuit du moteur électrique 29. Celui-ci fait alors tourner la tourelle 5 jusqu'à ce que la bascule 12a soit venue en regard du chargeur 30 et du support 31.
En ce moment, cette bascule, qui est toujours reliée à la terre, ferme le circuit 40, 41, bague 14, contact 32, conducteur 34 et relais 55. Celui-ci ouvre l'interrup teur 59, ce qui produit l'ouverture de l'interrupteur de maintien 57 et conséquemment de l'interrupteur 58 ; le moteur 29 cesse d'être excité et la tourelle s'arrête. Le relais 55 ouvre aussi l'interrupteur 56 et l'électro-aimant 19, cessant d'être excité, libère le verrou 23, qui s'engage dans les encoches 17 et 18 immobilisant la tourelle pendant le temps nécessaire au déchargement et au chargement automatique de la broche 6a, arrêtée devant le chargeur 30.
Ce chargeur est représenté aux fig. 2, 6, 7, 8 et 10 ; la fig. 2 en montre l'ensemble, la fig. 7 en est un plan avec une portion de la tourelle 5, les fig. 6, 8 et 10 en sont des élévations avant, arrière et du côté de la tourelle.
Il comprend un couloir formé de deux tronçons, l'un 60 en arc de cercle, monté amo- viblement sur la machine, et l'autre 61 rectiligne fixé à cette dernière (fig. 7) ; dans ce couloir sont disposés une centaine de tasseaux, à l'extrémité su périeure de chacun desquels est collée une pierre destinée à être percée ;
ces tasseaux sont placés verti calement l'un derrière l'autre et sont poussés dans le sens de la flèche f en fig. 7 par une cheville ver ticale 62 montrée en fig. 8 (où le couloir est supposé enlevé), et portée par un bras rotatif 63 soumis à l'action du ressort 63a.
64 est un moteur électrique sur l'arbre duquel sont montées deux cames 65 et 66 dont le profil dé veloppé est montré aux fig. 6 et 9 ; la première agit, par l'intermédiaire d'un levier 67 (fig. 5), sur un chariot horizontal 68 (fig. 7) guidé sur le bâti par quatre petites roues 68a et par quatre galets coniques 69 coopérant avec des glissières 70 de ce bâti. Sur ce chariot peut se déplacer une pince qui est la partie essentielle du chargeur et qui comprend deux mâ choires dont l'une est formée d'une plaque 71, la quelle peut coulisser verticalement sur le chariot 68 grâce aux quatre galets 72 et aux quatre petites roues 73.
Les déplacements de cette plaque sont comman dés au moyen de la came 66 par l'intermédiaire du levier 66a (voir fig. 8). La plaque 71 présente sur sa face en regard de la tourelle deux becs horizontaux 74 séparés par une fente 75 (fig. 5) ;
dans celle-ci est tourillonnée la mâchoire 76 de la pince (voir en particulier fig. 13), qui est soumise à l'action du res- sort-lame 77 fixé par une extrémité sur la plaque 71 et dont l'autre extrémité agit sur une butée cylindri que 76a de la mâchoire mobile 76, de façon à pous ser cette butée dans le sens de la flèche f 1 ce qui amène la mâchoire 76 en position de fermeture. Sur cette mâchoire se trouve également pivotée la bas cule 79 qu'un faible ressort à boudin 78 tend cons tamment à maintenir en position transversale par rapport à la mâchoire 76 et qui coopère avec la paroi de guidage 85.
La plaque 71 porte, sur sa grande face verticale arrière, un coulisseau 80 (fig. 7) pouvant se déplacer horizontalement et relié à la mâchoire par un ressort 80a (voir fig. 6, 7, 8 et 10).
On a laissé la broche 6a devant le chargeur 30, la tourelle étant immobilisée par l'électro-aimant 19. Il faudrait donc expliquer maintenant l'opération de déchargement, c'est-à-dire comment on enlève de dessous cette broche le tasseau muni de la pierre percée puis l'opération de chargement, c'est-à-dire comment on le remplace par un autre muni d'une pierre à percer. Mais il est plus simple de com mencer par le chargement. On supposera donc que le tasseau déjà travaillé a été enlevé et qu'il faut le remplacer par un nouveau.
La pince, sous l'action des deux cames 65 et 66, travaille alors d'après le schéma montré en fig. 27, c'est-à-dire qu'à partir de sa position de repos A, elle se déplace horizontale ment en se rapprochant de la tourelle (trajet .a) puis qu'elle monte parallèlement à celle-ci (trajet b) et en fin qu'elle s'en éloigne horizontalement (trajet c).
La fig. 7 représente la pince dans sa position de repos A, avant le début de son trajet a ; ses becs 74 sont en regard de la sortie du couloir de chargement et un tasseau, muni d'une pierre percée, a déjà pris posi tion dans ces becs ; il est empêché de tomber par un volet rotatif 82 (voir aussi fig. 15) situé au-dessous de lui, pivoté en 83 et soumis à l'action d'un ressort de rappel 84. La mâchoire 76 est maintenue en posi tion ouverte (voir fig. 13).
Le ressort 77 tendrait à la faire basculer en position fermée, mais, comme la bascule 79 est maintenue dans sa position transver sale par le ressort 78, et par l'évidement 85a de la plaque 85, dans lequel sa pointe est engagée, ce basculement ne peut pas se faire. Mais dès que la pince se déplacera vers la gauche, la bascule 79 va se rapprocher de sa position longitudinale comme montré en traits-points en g et le ressort 77 pourra amener la mâchoire 76 en position de fermeture où le tasseau se trouve serré dans l'angle des becs 74, comme montré à gauche de la fig. 13.
Ce mouvement horizontal de la pièce amènera ledit tasseau dans l'axe du manchon 11 ; la bascule 12a est maintenue approximativement en position verticale, comme montré en fig. 10, par le coulisseau 80 qui, pour le moment, reste immobile, son ressort, dont la tension diminue au fur et à mesure de l'avancement de la pince, l'appliquant contre le guide 87 (voir fig. 7). Après quoi, la pince commence son mouvement as censionnel suivant le trajet b et se déplace le long de la plaque de guidage 85, la bascule 79 s'enga geant dans la rainure verticale 86 pratiquée dans cette plaque.
La bascule 79 glisse d'abord sur le plan incliné 86b puis arrive dans la creusure mé diane 86n, plus large et plus profonde ; elle peut alors reprendre sa position transversale montrée en traits-points en h, à gauche de la fig. 13 mais elle le fait sans déplacer son point d'articulation de façon que la mâchoire 76 reste fermée. Par contre, le mou vement ascensionnel de la pince continuant, la bas- cule-79 arrive sur le plan incliné<B>86e</B> et éloigne son axe d'oscillation de la plaque de guidage 85, ce qui ouvre la pince.
En ce moment, le tasseau est engagé dans le manchon 11 et la bascule 12a, qui a suivi le coulisseau 80 dans son mouvement ascensionnel, ap puie contre l'extrémité inférieure de ce tasseau pour le maintenir en place. A partir de ce moment, la pince peut exécuter son trajet horizontal c pendant lequel elle s'écarte dans la tourelle ; elle prend avec elle le coulisseau 80 qui passe alors au-dessus du guide 87 dont la hauteur est calculée à cet effet.
D'autre part, le bossage 76b de la mâchoire 76 est venu s'appliquer contre le guide horizontal 89, ce qui maintient la mâchoire 76 en position d'ouverture malgré le ressort 77 ; au début du trajet b de la pla que 71, la partie inférieure de celle-ci est venue bou cher l'orifice de sortie du couloir 61 en écartant le volet 82 (fig. 7).
Pour l'opération de déchargement, la pince par court en sens inverse le même trajet que pour le chargement; elle se déplace donc d'abord horizonta lement (trajet c) jusqu'à ce que ses becs 74 arrivent en regard du tasseau à enlever ; le coulisseau 80 l'a suivie dans ce déplacement et est revenu prendre sa position en avant du guide 87 et au-dessus de la bas cule 12a qui supporte le tasseau lorsque la pince commence à descendre (trajet b), la bascule 79, ve nant en contact avec le plan incliné 86c, le ressort 77 ferme la mâchoire ; en même temps, le coulisseau 80, qui descend aussi, produit l'effacement de la bascule 12a.
Lorsque la bascule 79 arrive au contact du plan incliné<I>86b,</I> la mâchoire s'ouvre pour lâcher le tas seau qui tombe dans le couloir de décharge 89 (fig. 14) et elle reste ouverte jusqu'à ce que, après avoir effectué le trajet horizontal a, elle soit revenue à sa position de départ A. Le coulisseau 80, lui, est des cendu avec la pince, mais il ne fait pas le trajet a, restant immobilisé par le guide 87 ; le ressort 81 ne fait que se tendre ; le coulisseau continue donc à maintenir verticale la bascule 12a, ceci en vue du chargement du nouveau tasseau.
Revenons maintenant au schéma de la fig. 26. Le relais 55 qui vient d'ouvrir les interrupteurs 56 et 59 a aussi fermé les interrupteurs 90 et 91. L'inter rupteur 90 ferme le circuit d'excitation du moteur 64 du chargeur 30 et l'interrupteur 91 ferme un circuit d'entretien du relais 55, car dès que l'opéra tion de déchargement commence, la bascule l2a va s'éclipser sous l'action du coulisseau 80 et le con tact en 40 sera interrompu.
Quand l'arbre des deux cames 65 et 66 aura fait un tour, et lorsque le cycle de déchargement et de chargement sera terminé, la plaque 71 occupant sa position B (fig. 27), un talon 92, monté en bout de la plaque 71, va ouvrir l'inter rupteur 93, ce qui coupera le circuit d'excitation du moteur 64 et le circuit d'entretien du relais 55 ; tou tes les parties de l'installation électrique ont ainsi re pris leur position primitive.
Les fig. 16, 17 et 18 montrent quelques détails le couloir 61 a une section droite en U ; pour em pêcher les branches verticales de ce U de s'écarter, on a disposé sur elles un étrier 95 ; derrière celui-ci est placé un autre étrier 96, supportant un petit ré servoir rempli d'un liquide pâteux contenant un abrasif en poudre ;les pierres des tasseaux se dépla çant dans le couloir viennent frotter contre l'orifice inférieur 97 de ce réservoir et emportent sur elles une petite quantité d'abrasif.
Enfin, les fig. 19 et 20 mon trent le début du tronçon 61 du couloir ; ce tronçon est soutenu par un support 98 pouvant coulisser sur le pilier vertical 99 ; son extrémité est maintenue contre une portée 101 dudit support par un verrou 100.
La machine fonctionne donc automatiquement et une seule personne pourra surveiller tout un groupe de machines, par exemple cinq de celles-ci (voir fig. 3) disposées suivant un arc de cercle, la personne se trouvant au centre de celui-ci ; le rôle de celle-ci se bornera à changer les forets usés. A cet effet, elle peut arrêter la broche correspondante au moyen de l'écran 52 et de la manette 53. Si la tou relle est en train de tourner à ce moment-là, elle peut au préalable l'arrêter un instant en man#uvrant l'in terrupteur à main 94. Enfin, l'invention n'est pas limitée à ce qui est représenté au dessin, en particu- lier la machine pourrait ne pas comporter de char geur automatique.
Alors, la broche venant d'ache ver son travail de perçage sera amenée automatique ment devant l'endroit où se trouve la personne char gée de ce travail de recharge et y sera maintenue im mobile le temps voulu ; cette personne arrêtera alors la rotation de la broche par la manette 53, puis pro cédera à l'enlèvement de la pierre percée et à son remplacement par une pierre à percer.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à ce qui est représenté au dessin. Par exemple, les broches 6 pourraient être commandées électriquement au moyen d'un moteur haute fréquence et pour faciliter le perçage, elles pourraient encore être animées d'un mouvement vibratoire axial.