Brevet FR2187497A1 — publié le 19740118

L'invention concerne les plateaux tournants des machines-outils et plus spécialement leurs dispositifs d'avancement et de verrouillage. Les plateaux ou tourelles dits "revolvers" sur les machinesoutils sont bien connus. Ils comportent une pluralité de logements destinés à recevoir chacun une pièce à usiner au moment où le logement considéré passe sous la goulotte d'un poste d1a- limentation, puis à se présenter successivement dans l'axe d'un ou de plusieurs outils successifs suivant que l'usinage est ef fectué en une ou plusieurs opérations. Parfois, lorsqu'il s'agit d'estampage, de natriçage, de rivetage, etc... le plateau porte en outre dans l'axe de chaque logement un outil de contre partie destiné à coopérer avec l'outil de position fixe.Il est clair que les lcgements du plateau doivent être disposés sur ce dernier à des distances angulaires égales, le plateau tournant à chaque pas d'un angle déterminé et, qu'à chaque arrêt, un moyen de verrouillage doit immobiliser le dit plateau dans une position angulaire précise correspondant au centrage précis de la pièce dans l'axe de l'outil. Bien entendu, l'entrainement du plateau et l'avancement de l'outil vers la pièce à usiner doivent être coordonnés, c'est dire que l'entraînement du plateau doit être asservi à la commande mécanique de la machine. Tout cela est connu et les divers impératifs sus-énoncés sont satisfaits par des moyens plus ou moins complexes. Généralement l'entraînement du plateau revolver est assuré par un dispositif purement mécanique tel qu'une roue à rochet ou un système dit a croix de Saint-André. Lorsque l'usinage proprement dit est de très courte durée, notamment lorsqu'il est effectué par percussion, par exemple en cas de rivetage, la rapidité de la cadence est une caractéristique très importante de la machine. Or, jusqu'à présent, il n'a été possible d'atteindre des cadences satisfaisantes, de l'ordre de deux coups par seconde, qu'avec des systèmes d'entraînement du plateau complexes et onéreux, tandis que les systèmes simples et de prix convenables ne permettent que des cadences de l'ordre de un coup par seconde. L'invention propose un dispositif simple, peu onéreux et permettant des cadences rapides sans nuire à la précision et à la robustesse. L'invention a pour objet un plateau revolver de machine-outil dont le mouvement et celui de la dite machine-outil sont asservis l'un à l'autre par un circuit électrique comportant des contacteurs, remarquable en ce que l'arbre du plateau revolver est entraîné par un pignon à roue libre en prise avec une crémaillère, de préférence à taillage hélicoïdal, solidaire de la tige d'un verin pneumatique à double effet actionné par deux électrovannes à gros échappement intercalées sur le circuit électrique, tandis que le verrouillage dans chaque position d'arrêt est assuré par un doigt soumis à l'action d'un moyen élastique de rappel le sollicitant vers des encoches périphériques d'un plateau de verrouillage claveté sur le dit arbre du plateau revolver et dont le retrait vers l'extérieur des encoches, à l'encontre du moyen élastique de rappel, est commandé par une rampe portée par la crémaillère et agissant sur un galet solidaire du dit doigt. D'autres caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre de l'un des modes de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, description qui se réfère au dessin annexé dans lequel la figure 1 est une coupe du dispositif d'entraînement du plateau revolver par un plan diamétral; la figure 2 est une vue de dessus du dispositif de la figure 1 le couvercle du carter étant enlevé. Sur le dessin un arbre 1 d'entraînement est destiné à recevoir par clavetage sur sa sortie la le plateau revolver, non représenté, d'une machine-outil. L'arbre 1 tourillonne dans des ouvertures en regard du couvercle 2 et du fond 3 d'un carter cylindrique 4 grâce à des roulements 5 et 6. Il émerge du dit carter par chacune de ses extrémités, à savoir la sortie d'arbre la déjà citée et, à l'opposé, une queue d'arbre lb portant un disque ou une came 7 pouvant commander par exemple, l'un des contacteurs d'un circuit électrique destiné à combiner les mouvements du plateau revolver et de la machine-outil. Le carter 4 est fixé fermement sur le bâti de la machine-outil. A l'intérieur du carter 4 un plateau 8 de verrouillage est claveté sur l'arbre 1, tandis qu'un pignon 9 entraîne le dit arbre par l'intermédiaire de deux chaînes roues libres lOa, lOb, du type connu sous le nom d'antidériveur Ringspann. Dans l'exemple représenté, l'arbre n'est solidaire en rotation du pignon 9 que lorsque ce dernier tourne dans le sens des aiguilles d'une montre. Trois des galets de chaque chaîne Ringspann sont des galets cylindriques de guidage (galets lia, 11b et lic, figure 2). Le pignon 9 est commande par une crémaillère 12 taillée sur un prolongement 13 de la tige d'un vérin pneumatique 14. Le pignon 9 et la crémaillère 12 sont à taillage hélicoïdal pour éviter le jeu. A l'opposé du vérin, la course de la crémaillère est limitée par une butée embout 15 règlable en position longitudinale. Dans l'exemple représenté, la butée 15 est constituée par une tige filetée en prise avec le filetage interne d'un manchon 16 solidaire du carter 4. Après règlage, la butée 15 est bloquée par un contre écrou 17.Le règlage de la butée permet de règler la course de la crémaillère en fonction du déplacement angulaire à obtenir pour le plateau revolver, ce déplacement étant lui-mème déterminé par le nombre des logements de pièces porté par le dit plateau, par exemple entre 1200 pour trois logements ou postes et 150 pour vingt quatre logements ou postes. Le vérin 14 est actionné par deux électrovannes îaa, 18b, reliées au corps du vérin par des canalisations représentées schématiquement à la figure 2. Ces électrovannes comportent chacune un échappement à gros débit pour obtenir une action très rapide de la crémaillère et par conséquent une cadence rapide de la machine. Le plateau 8 de verrouillage porte à sa périphérie une pluralité d'encoches 19 correspondant respectivement aux logements Qu postes portés par le plateau revolver. Ces encoches sont destinées à coopérer successivement avec un doigt 20 de verrouillage pour immobiliser le plateau de verrouillage et par conséquent l'arbre 1 et le plateau revolver à chaque période de repos de la crémaillère 12, chaque encoche étant disposée de manière telle que lorsqu'elle est en regard du doigt 20 le logement correspondant du plateau revolver est exactement dans l'axe de l'outil de la machine. Le doigt 20 coulisse dans une fente radiale du carter 4 et est soumis à l'action d'un ressort hélicoïdal 21 travaillant à la compression et placé dans un logement cylindrique 22 qui est fixé latéralement sur le carter 4 en regard de la fente précitée. A l'opposé du doigt le ressort 21 prend appui sur le collet d'une vis de règlage 23 qui permet de tarer la force él? La partie médiane de la crémaillère 12 est entaillée longitudinalement le long du méplat 25, le fond 26 de cette entaille étant relié au dit méplat vers l'extrémité libre de la crémaillère par une rampe 27 à rouble courbure. La distance entre l'extrémité libre du doigt 20 et le galet 24 est telle que lorsque ce dernier est appliqué contre le méplat 25 le doigt 20 ne touche pas le bord du plateau~8 et que, par contre, lorsque le galet 24 est en regard du fond 26 de l'entaille il ne touche pas le dit fond même lorsque le doigt 20 est engagé dans une encoche 19. Le fonctionnement est clair. Dans la position représentée à la figure 2, position correspondant à un temps de repos de la crémaillère, c'est-à-dire à un temps de travail de ltoutil de la machine, le doigt 20 est engagé dans une encoche 19 du plateau 8. Le dit plateau 8 et par conséquent l'arbre 1 et le plateau revolver sont verrouillés. La crémaillère 12 est en fin de course contre la butée 15. Dès que le relevage de l'outil commence, un contacteur actionne l'électrovanne commandant le retrait du vérin. La crémaillère 12 est rappelée vers le vérin et entraîne le pignon 9 dans le sens direct, c'est-à-dire dans le sens correspondant à une rotation libre autour de l'axe 1 qui lui reste immobile.Lorsque le galet 24 vient en contact avec la rampe 27, il roule sur cette dernière et est repoussé vers l'extérieur à l'encontre rie l'action du ressort 21. Dans ce mouvement, il entraîne le doigt 20 dont il est solidaire et ce dernier se retire de l'encoche qu'il libère totalement lorsque le galet roule sur le méplat 25 de la partie avant de la crémail 1ère. Avant que le galet parvienne à l'extrémité de la crémail- 1ère, d'autres contacteurs libèrent l'échappement de la première électrovanne et actionne la seconde. La crémaillère 12 est alors poussée en direction de la butée 15, elle entraîne le pignon 9 dans le sens des aiguilles d'une montre, c'est-à-dire dans le sens où il est solidaire en rotation de l'arbre 1.Pendant cette phase le pignon 9, l'arbre 1, le plateau 8 et le plateau revolver sont entraînés solidairement en rotation. Au moment où le galet 24 arrive sur la rampe 27 il est repoussé par le ressort 21 en même temps que le doigt 20 et ce dernier vient frotter contre la périphérie du plateau 8, le galet 24 étant ainsi maintenu à une certaine distance du fond 26 de l'entaille de la crémaillère-. Dès que l'encoche 19 suivante arrive en regard du doigt 20, ce dernier s'y engage sous l'action du ressort 21. Au même instant, la crémaillère 12 vient en contact avec la butée 15 convenablement règlée. Le mouvement du vérin est bloqué, l'ensemble des plateaux et de l'arbre est à nouveau verrouillé et un contacteur commande le mouvement de l'outil. Le dispositif est revenu dans la position représentée à la figure 2. Bien entendu, le circuit électrique de commande combinée de la machine et du plateau revolver peut comporter un programmateur permettant de commander une suite d'opérations correspondant à un cycle d'usinage, par exemple, correspondant à un tour complet du plateau. De même, le circuit électrique peut comporter un temporisateur permettant de règler la machine pour la pose de pièce unitaire. Afin d'assurer l'engagement du doigt 20 dans les encoches 19 pour augmenter la sécurité de fonctionnement du dispositif, la périphérie du plateau 8 n'est pas un cercle parfait comme cela peut être vu à la figure 2. Elle est formée, entre deux encoches successives, par une courbe se rapprochant légèrement du centre lorsqu'on la parcourt dans le sens direct. C'est dire que lorsque le plateau 8 tourne sous l'action de la créamail ibère, le doigt 20, qui frotte contre cette périphérie, se rapproche insensiblemèht de l'arbre 1 et qu'il ne peut "sauter" l'encoche suivante car il faudrait qu'il soit repoussé vers l'extérieur pour franchir le redan formé par le débordement de l'une des lèvres de encoche sur l'autre. Enfin, pour éviter tout mouvement arrière du plateau en cas de "dur" de la roue libre, lorsque le galet 24 roule sur le méplat du bout de la crémaillère, un verrouillage léger est assuré par un dispositif 28 à bille et ressort coopérant avec des creux hémisphériques 29 aménagés sur la face inférieure du plateau 8. Dans l'exemple représenté, le dispositif 28 est diametralement opposé au doigt 20 et, le nombre des encoches étant pair, les creux 29 sont disposés respectivement dans l'alignement radial de chaque encoche. REVENDICATIONS 1) Plateau revolver de machine-outll dont le mouvement et celui de la dite machine sont asservis l'un à l'autre par un circuit électrique comportant des contacteurs, caractérisé en ce qu'il est claveté sur un arbre par un pignon à roue libre en prise, de préférence par une denture hélicoïdale, avec une crémaillère solidaire de la tige d'un vérin pneumatique à double effet ac#tionné par deux électrovannes à gros échappement intercalées sur le circuit électrique, tandis que le verrouillage du dit plateau dans chaque position d'arrêt est assuré par un doigt soumis à l'action d'un moyen élastique de rappel le sollicitant vers des encoches ménagées sur la périphérie d'un plateau de verrouillage claveté sur le dit arbre, et dont le retrait, à l'encontre du moyen élastique de rappel, est commandé par une rampe portée par la crémaillère et agissant sur un galet solidaire du dit doigt, les dites encoches correspondant respectivement aux postes ou logements de pièce du plateau revolver. 2) Plateau revolver selon la revendication 1, caractérisé en ce que la course d'avancement de la crémaillère est limitée par une butée règlable longitudinalement de manière à permettre de règler la dite course d'avancement en fonction du déplacement angulaire à obtenir pour passer d'une encoche à la suivante. 3) Plateau revolver selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le moyen élastique de rappel du doigt de verrouillage est constitué par un ressort hélicoïdal travaillant à la compression et dont l'extrémité opposée au doigt prend appui sur une pièce filetée de règlage, coaxiale au dit ressort, de manière à permettre de tarer avec précision la force élastique appliquée sur le doigt. 4) Plateau revolver selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la rampe de la crémaillère et le galet solidaire du doigt de verrouillage sont disposés de façon telle qu'au moins en fin de rotation partielle du dit plateau, le dit doigt de verrouillage frotte contre la périphérie du plateau de verrouillage. 5) Plateau revolver selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'à la périphérie du plateau de verrouillage, chaque intervalle séparant deux encoches successives est formé par un arc de spirale s'éloignant du centre dans le sens correspondant à la rotation du dit plateau. 6) Plateau revolver selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un moyen complémentaire de verrouillage surmontable à force est disposé de manière à maintenir l'immobilité du plateau pendant le retrait du doigt de verrouillage et la rotation en roue libre du pignon d'entraînement. 7) Plateau revolver selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen complémentaire de verrouillage est constitué par un dispositif à bille et ressort coopérant avec des empreintes hémisphériques ménagées sur le plateau de verrouillage.