Brevet FR2005430A1 — publié le 19691212

I1 est bien connu que les tenons mâles et femelles à queue d'aronde utilisés pour l'encastrement et l'assemblage des plan cnes, Far exemple pour la realisation de tiroirs, présentent de sérieuses difficultés de réalisation qui entrainent un prix de revient relativement élevé ; d'autre part, la qualité du travail effectué est imparfaite du fait qu'il est pratiquement impossible d'obtenir un ajustage précis. 'invention obvie d'une maniere pratique aux inconvénients ci-dessus et permet une automation importante pour la réalisation de tenons utilisés principalement dans la fabrication de meubles conventionnels et spéciaux. Les pièces à assembler, par exemple les planches d'un tiroir sont formées de traverses préalablement usinées afin de présenter l'épaisseur et la largeur requises. Une caractéristique de la machine selon l'invention réside dans la réalisation sur les planches à assembler, de taillage à profil circulaire plus précisément en forme d'oméga mâle et femelle, se prêtant bien à un procédé d'automation. Four le taillage des tenons femelles, un perçage est simplement réalisé avec diverses fraises espacées tandis que pour le taillage des tenons mâles, le taillage est obtenu avec des fraises présentant deux profils circulaires avec rayon égal au rayon des trous percés et espacés éventuellement. Le taillage obtenu est tel qu'une planche présente sur ses deux cotés transversaux opposés les tenons mâles, tandis que la planche adjacente présente sur ses deux côtés transver saux les tenons femelles. La machine selon l'invention réalise automatiquement et simultanément avec un premier groupe de fraises, le taillage des tenons mâles et avec un second groupe de fraises le taillage des tenons femelles ; le cycle d'usinage étant le même. La machine selon l'invention est caractérisEe du fait qu' elle comprend un tambour de torse polygonale extensible, de préférence octogonale sur les côtés duquel les planches à usiner sont bridées avec un moyen de verrouillage, un dispositif d'aboutement des planches, deux têtes porte-fraises pouvant être commandées d'une manière automatique, hydraulique ou à air comprimé, par un générateur de fluide sous pression afin d'usiner sur les planches les tenons à proCiMcirculaire mâle ou femelle. Selon une autre caractéristique de l'invention, le tambour peut être commandé par un mécanisme à griffe d'avancement contrôlé hydraulique ment ; un des deux flasques constituant le tambour, étant positionné exactement par un petit piston coopérant avec des trous uniformément percés sur le dit flasque. Selon une autre caractéristique, le tambour est constitué par un flasque polygonal fixé axialement et par un second flasque monté sur une colonne porte-fraises, ce dernier pouvant recevoir un mouvement de déplacement parallèle à l'axe du tambour. il est ainsi possible d'adapter la machine à la longueur des planches à usiner0 Selon une autre caractéristique de l'invention, les deux têtes porte-fraises sont montés sur un coulisseau mobile se déplaçant en un mouvement parallèle à l'axe du-tambour ; ce coulis seau étant lui-même disposé sur un coulisseau principal se déplaçant perpendiculairement à Itaxe du tambour. FOur bien fixer ltobjet de l'invention sans toutefois le limiter, dans les dessins annexés La figure 1 est une vue longitudinale de la machine à réaliser les tenons selon l'invention0 La figure 2 est une vue de face avec des coupes partielles de la tête extrême comportant un coulisseau porte-fraises. Le figure S est une vue de profil avec coupes partielles de la tête de droite comportant un coulisseau porte-fraises. La figure 3a est une vue en plan correspondant à la figure 3. Le moteur et la tête porte-traises étant enlevés afin d'illustrer l'ajustage vertical de la dite tête. La figure 4 est une coupe partielle au droit du flasque octogonal fixé axialement. La figure 5 est une demi-vue en coupe diamétrale de 19 partie supérieure du flasque octogonal mobile à déplacement axial, et de sa commande de blocage et de déblocage ; la partie inférieure de la figure montre pour la moitié, en coupe axiale, le flasque octogonal mobile et son coulisseau portetête avec fraises et tete de scie dwaboutement. La figure 6 est une vue en coupe verticale du dispositif d'avancement pas à pas du tambour porte-planches à usiner. La figure 7 est une vue de profil suivant le côté interne du flasque octogonal fixe. La figure 8 est une vue de profil du flasque octogonal mobile, à déplacement axial. La figure 9 montre en deux vues perpendiculaires, une planche avec tenons femelles, tels qu'usinés par la machine selon l'invention. La figure 10 montre comme la figure 9 en deux vues perpendiculaires, une planche avec tenons mâles usinés par la machine selon l'invent1on. i- Description générale de la machine La machine à fraiser les tenons selon l'invention est prévue pour réaliser simultanément des tenons mâles et des tenons femelles, sur les planches 83 pouvant être bloquées sur un tambour octogonal généralement indiqué par g et formé par deux flasques octogonaux 80 et 60 montés sur un arbre 16 à déplacement rotatif pas à pas. Le tambour octogonal G peut recevoir, à chaque cycle opératif de la machine un déplacement angulaire de 1/8 de tour pour permettre pendant les périodes d'immobilisation, l'opération d'usinage des tenons mâles et des tenons femelles.Dans la partie inférieure du bati , est montée une première colonne fixe 85a, tandis qu'à ltop- posé une seconde colonne mobile 85 est montée à coulissement sur une glissière 18 à queue d'aronde, avec un moyen de fixation destiné à permettre le blocage suivant l'entraxe compris entre les flasques octogonaux 60 et 80 et correspondant à la longueur des planches à usiner. On peut observer selon la figure 1 que la machine est formée d'éléments symétriques par rapport à un plan K passant axiale ment entre les flasques octogonaux 60 et 80, ce qui autorise à indiquer les mêmes références sur ces éléments symétriques.Les deux têtes i comportent une pluralité de fraises 2 commandées en rotation à une grande vitesse par l'intermédiaire des moteurs électriques 3. Comme illustré figure 2, l'arbre moteur 4 est relié à un arbre 4a au moyen d'un accouplement élastique L. Cet arbre ia monté sur roulements à billes reçoit par clavetage ou autrement, un engrenage principal ou pignon moteur 2, Ce dernier engrène avec deux pignons identiques 7c - - 7f, qui à leur tour commandent les roues dentées identiques 7d-7e afin de constituer un train d'engrenages tournant à la même vitesse péri sphérique et commandé par le pignon moteur 7. Les engrenages 7c - 7d - 7e - 7f sont montés respectivement sur des arbres parallèles fi et supportés par roulements à billes d comme il lustré.Chaque arbre présente une extrémité filetée 6a ppur le montage d'une fraise g. G1es fraises 2 représentées sur le dessin servent à usiner les tenons mâles. A titre indicatif, la vitesse de rotation des fraises, est d'environ 6.000 à 12.000 tours par minute. 11 faut également remarquer qu'au droit de chaque flasque octogonal, on prévoit de monter sur la machine, des dispositifs de coupe tels que scies circulaires pour agir sur les extrémités des planches avant l'usinage des tenons. Ces dispositifs sont montés sur le côté arrière de la machine et ne sont pas visibles dans la figure 1. L'on conçoit que le dispositif de coupe disposé en tête de la machine est tixe, tandis que l'autre dispositif, monté sur le coulisseau 85 est mobile pour le réglage longitudinal. II-Dispositif d'avancement pas à pas du tambour octogonal, selon le figure 6 Dans le châssis fixe de la machine représenté par le sup- port U de la figure 1, est monté en 13 un cylindre a2 à double effet, qui peut être alimenté en 73 et 73a par un tluide hydraulique sous pression. Un piston 34 coulissant à l'intérieur du cylindre 27 est rendu solidaire d'une tige 36 articulée en 5S à un corps circulaire 9 dans lequel sont logés deux cliquets opposés 11 - lia rappelés vers l'intérieur du corps 2 par des ressorts 12 et 12E- Un dispositif réglable V autorise l'arrêt du corps 9 en fin de cycle. Sur l'arbre lia porte-tambour un disque diviseur 10 est fixé par clavette 15 ou autrement, et présente sur sa périphérie des dents 58 coopérant avec les cliquets 11 - lia. Il est évident que si la tige 36 est déplacée vers le haut selon flèche , le disque diviseur 1Q est entraîné en rotation sensiblement suivant 1/8 de tour, à l'encontre des deux cliquets qui glissent sur les rampes inclinées des dents 58 du disque diviseur. Dans le but de bloquer d'une manière exacte la position angulaire requise du corps octogonal, on prévoit selon la figure 4, un piston 50 à double effet monté dans un cylindre 53. le dit piston présentant une extrémité 5 coopérant avec des trous 1 percés dans des bossages 52 disposés radialement et uniformément espacés sur la bride octogonale mobile 60. L'on conçoit qu'en fin de cycle opérationnel du disque diviseur, selon le sens des aiguilles d'une montre, le piston 50 s engage automatiquement selon la flèche g dans le trou 51 afin de positionner exactement la bride octogonale 60. Comme il ressort de la figure 1, l'extrémité 16a de 1' arbre 16 est supporté en bout par un support d dans lequel est monté le dispositif d'avancement ainsi décrit. La position représentée figure b du dispositif d'avancement correspond à la position de fin de course de 1/d de tour donnée au tambour octogonal. III- Tambour octogonal (figures 4, 5, 7, 8) Le tambour octogonal est constitué par deux flasques 60- 80 dont les côtés 61 porte-planches sont en prolongement l'un de l'autre pour former une surface plane eu égard à la tête porte-fraises. Les côtés des deux flasques octogonaux présentent chacun un trou oblongue 81 dans lequel se déplace un er- got 82 (figure 5) destiné au blocage de la planche dit butée longitudinalement sur sa face opposée par un tasseau 64 rigi- dement fixé, de chaque côté, par un@vis 68. Le flasque octogonal 60 est solidaire de l'arbre 16 par l'intermédiaire d'un collier d'accouplement 66 avec une partie dans le dit arbre 16.Le flasque octogonal 80 à déplacement axial est monté sur une colonne 35 qui peut être axialement déplacée le long des glissières 18 établies sur le bâti de la machine afin de l'adapter d'une manière évidente aux diverses longueurs des planches i . Dans le but de ne pas modifier le positionnement angulaire du flasque mobile 80 en regard du flasque fixe 60, on prévoit une clavette 6 solidaire de 1' arbre 16 pour s'engager dans une rainure correspondante 87 établie dans l'alésage du flasque octogonal oa. Naturellement une même rainure 87a est établie dans l'alésage du flasque f- xe IV- Dispositif de blocage des planches sur les deux flasques octogonaux (figures 4 et 5) et verrouillage de sûreté. Dans chaque flasque octogonal 60 ou 80, est disposé transversalement mais parallèlement au trou oblongue 81, une rainure 90 destinée au guidage d'un ergot 91 ; ce dernier est solidaire d'un bloc 92 qui supporte l'ergot 82 de serrage des planches. Le bloc 92 est rappelé selon la flèche D par l'inter médiaira d'un ressort 25 monté en compression sur une tige 95 solidaire en Mi et 96a du flasque et formant guidage du dit bloc Y2. I1 est clair que dans la position illustrée à la partie haute de la figure 5, la planche 63 est bloquée par l'ergot mis en tension de serrage par le ressort 93. A l'intérieur de chaque flasque octogonal, on prévoit un levier 97 de déblocage axé en 97a sur les colonnes porte-fraises et dont le bras inférieur 97c comporte en bout un trou oblong 98 pour l'engagement d'un ergot Si. Ce dernier est rigidement fixé à la tige 30 d'un piston 31 monté dans un cylindre 32 qui est alimenté par un circuit hydraulique de fluide sous pression. L'autre bras 97 du levier 97 coopère avec l'ergot 91.Lorsque le piston 31 est déplacé à gauche (figure 5), l'ergot de serrage 82 est dégagé de la planche i:, tandis que inversement la pression du fluide agissant à l'intérieur du cylindre 32 produit un serrage de la planche 63 par l'effet du ressort Sl. Bien entendu cette disposition est rigoureusement identique pour le flasque octogonal mobile ainsi que pour le flasque octogonal fixe. L'invention prévoit également un dispositif de blocage des planches 63 pendant l'usinage. Le dit dis positif comporte, pour chaque flasque octogonal, une console profilée W (solidaire de la colonne porte-fraises) à une extrémité de laquelle est fixée d'une manière réglable, une traverse verticale y,. Cette dernière supporte un cylindre N à double effet. Entre le dit cylindre N un piston (non représenté sur le dessin) exerce une pression sur la surface T, figure 5, de la planche en la bloquant ainsi rigidement pendant 1' usinage. V- Commande des têtes porte-fraises (fleures 1. 2 et 3) Selon l'invention, chaque tête 1 porte-fraises, présente un mouvement à trajectoire rectangulaire (figure l). Le dit mouvement est composé pour la tête porte-fraises de gauche en partant de la fin de l'opération de fraisage : d'un déplacement (flèche F) qui est parallèle au plan de la figure 1 selon une direction de recul de la tête porte-fraises par rapport au côté de la planche 63 déjà usinée. Le deuxième déplacement de la- tête porte-fraises est selon la flèche X, un déplacement transversal perpendiculaire au plan de la figure 1 ; le troisième -déplacement de rapprochement correspond à la flèche I dans une direction parallèle à l'eue Z du tambour, jusqu'à la position de fraisage Enfin le mouvement de travail ést perpendiculaire au plau de la figure 1, comme illus tré par la flèche L. il faut remarquer que les dites trajectoires correspondent à la partie gauche de la figure 1, tandis que les trajectoires ES - - IS - LS de la tête porte-fraise de droite sont identiques, avec toutefois inversion du sens directionnel des flèches ES et IS.Le mouvement selon les flèches a (HS) et L et est réalisé au moyen d'un cylindre Xi à double effet, commandé par un coulisseau principal 22 glissant le long d'une glissière 23 à queue d'aronde. Sur le coulis seau ai un grain 23e est fixé pour assurer un glissement sans jeu du coulisseau principal 22. Ce dernier est commandé comme illustré figure 3, par un bras 25 de forme équerrée et rigidement fixé à la tige du piston commandé par le cylindre 29. Le dispositif qui permet le mouvement parallèle à l'axe X du tambour suivant un sens d'écartement (flèche S et ES) et de rapprochement (flèche I et IS) de la tête porte-fraises en regard de la surface à usiner des planches b3, est établi essentiellement avec un coulisseau 40 monté sur le coulisseau principal 22 au moyen d'une queue d'aronde 41 et d'un grain ig. Le dit déplacement est assuré par une tige 28 (flèches L LS et H-HS) solidaire d'un piston 24 coulissant dans un cylindre 26 à double effet/fixé au coulisseau principal 22. Cette disposition est semblable pour les deux têtes porte-fraises. Selon la figure 3 on remarque que chaque tête portefraises, à savoir le coulisseau 22, peut être réglé en hauteur au moyen de vis 22, sur la glissière ;t2 avec gr.ain 12 et le long d'un guide vertical fixe faisant partie du bâti 8. Les deux flasques octogonaux peuvent être écartés ou rapprochés 1' un de l'autre, au moyen d'un dispositif à vis sans fin et volant non représenté sur le dessin.- Cette disposition permet 1' adaptation de la machine à la longueur des planches, en fai- sant ainsi glisser la tête porte-fraises de droite (figure 1) le long de la glissière horizontale 7. VI-Eonctionnement de la machine initialement la- première planche est en appui sur le cô- té supérieur horizontal position 0) des deux flasques octogonaux et serrée au moyen des dispositifs de fixation qui viennent d'être décrits. Le tambour octogonal est tourné, au moyen du dispositif d'avancement pas à pas de 1/8 de tour après quoi on procède à la mise en place d'une deuxième planche, tandis que la première planche est rapprochée du dispositif de coupe à scies circulaires. Pendant le deuxième déplacement angulaire de 1/8 de tour les mêmes opérations se répètent.Le dispo sitar d'avancement pas à pas est actionne et de ce fait le tambour subit successivement une rotation angulaire totale de 3/d de tour (Pos. il). Pendant cette position (3/8 de tour) le sciage de l'extrémité de la premiere planche s'effectue, tandis qu'on procède au montage d'une troisième planche et à la suite à une rotation angulaire du tambour jusqu'à la position g corresponoant à b/8 de tour. À cette phase, s'effectue lto- pération de fraisage par le déplacement des deux têtes portefraises selon les flèches, respectivement Lt - . Pour chaque déplacement de 1/8 de tour les deux têtes porte-fraises réalisent automatiquement une trajectoire rectangulaire et partant le fraisage de tête de la planche. I1 est évident que pour chaque hauteur de tour de rotation du tambour, uvn fraisage du côté des planches s'effectue en alternance et succession suivant les divers cycles opératifs. Comme il résulte bien des figures 9 - 10, on peut réali ser simultanément et automatiquement sur les planches i , uni- quement des tenons mâles t ou uniquement des tenons femelles Quand la rotation compléte du tambour a été réalisée (position VII) la planche usinée est débloquée et substituée avec une nouvelle planche. Il est bien évident que, pour le fraisage des tenons femelles, les têtes porte-fraises doivent réaliser un mouvement alternatif seulement selon les flèches @ - IS, le mouvement à trajectoire rectangulaire n'étant plus nécessaire. il faut noter que la commande hydraulique peut être remplacée par une commande à air comprimé. L'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiqués elle en embrasse au contraire toutes les variantes. R E V E N D I C A T I O N S I- Machine automatique à fonctionnement hydraulique, destinée à la réalisation de tenons des meubles en bois, caractérisée par un tambour polygonal extensible, de préférence octogonal, sur les côtés duquel les planches à usiner sont bridées et verrouillées, un dispositif de coupe des extrémités des planches, deux têtes porte-fraises automatiques à commande hydraulique ou à air coiprimé avec dispositif d'alimentation du fluide sous pression, la dite machine permettant d'usiner sur les planches des tenons mâles ou femelles, à profil circulaire. 2- Machine automatique à usiner les tenons selon la revendica tion 1, caractérisée par sc tambour avec un flasque polygonal axialement fixe et un second flasque mobile monté sur une co lonne porte-fraises, cette dernière pouvant recevoir un mouve- ment de déplacement parallèle à l'axe du tambour, afin d'adapter la machine à la longueur des planches à usiner. 3- Machine automatique à usiner les tenons selon la revendica- tion 1, caractérisée par le fait que son tambour est entre pas à pas par un mécanise à griffe d'avancement à commande hy- draulique, un des deux flasques constituant le tambour étant positionné par un piston coopérant avec des trous oniformént et radialement percés sur le dit flasque. 4- Machine automatique à usiner les tenons selon les revendications précédentes, caractérisée par ses deux têtes portefraises qui sont montées sur un coulisseau secondaire pour effectuer un mouvement parallèle à à l'axe du tambour, ce coulisseau secondaire étant en outre disposé sur un coulisseau principal pour effectuer des mouvements perpendiculaires à l'axe du tambour. 5- Machine automatique à usiner les tenons selon les revendications précedentes caractérisée par un blocage de sûreté à pistons à commande hydraulique, pour effectuer une pression de serrage sur la surface longitudinale de la planche pendant l'opération de fraisage. 6- Machine automatique à usiner les tenons selon les revendications précédentes caractérisée par chacune des têtes portefraises qui comporte une pluralité d'arbres porte-fraises, dis posés verticalement et soliàaires de pignons dentés engrenant entre-eux, l'entraînement d'un arbre central porte-fraise étant ainsi transmis à tous les autres arbres suivant une même vitesse, mais avec des sens de rotation opposés. 7- Machine automatique à usiner les tenons selon les revendica- tions précédentes, caractérisée par ses dispositifs de serrage des planches et comprenant un bloc avec un doigt d'appui coulissant dans une rainure du flasque polygonal, le dit bloc avec ressort de rappel étant commandé en position de desserrage-par l'action d'un bras commandé par un piston hydraulique. 8- Machine autonatique à usiner les tenons selon les revendications précédentes caractérisée par le fait que ses têtes porte-fraises sont montées sur des glissières verticales pour leur réglage en hauteur.