Brevet FR2173020A1 — publié le 19731005

La présente invention a trait à un dispositif d'avance pour machines-outils, notamment pour perceuses, composé d'un mécanisme de commande piloté fonctionnant sur le principe d'un vérin et qui attaque, par un organe de transmission souple, une roue d'entrainement d'un arbre d'entrainement à accoupler à la perceuse, cette roue étant soumise à l'action d'une force de rappel. Dans les machines-outils l'avance de l'outil est assurée manuellement et/ou par un système de commande pouvant être piloté. L'avance de l'outil de perçage de la machine est, souvent encore, effectuée par déplacement à la main, et c'est pourquoi il a déjà été proposé de remplacer le système manuel par un dispositif d'avance simple et pouvant être piloté. Ce dispositif déjà proposé comporte une roue d'entrainement qui est fixée sur l'arbre d'entrainement et qui est reliée par un organe de transmission souple au piston d'un mécanisme de commande opérant sur le principe d'un vérin.Selon la direction de déplacement du piston du vérin, la roue d'entratnement tourne dans un sens ou dans l'autre, de sorte que l'arbre d'entrainement accouplé à la perceuse provoque l'avance de l'outil de perçage dans une direction ou dans l'autre. L'organe de transmission souple est constitué par un câble par lequel le piston déplace la roue dans un sens de rotation et par un ressort de compression qui transmet à cette roue la poussée du piston lorsque celui-ci se déplace dans 11 autre direction. Ce ressort et ce câble sont logés dans un évidement périphérique de la roue d'entrainement. Celle-ci peut être attaquée par un ressort de rappel pour produire une force de renvoi. Lors de la mise en oeuvre de ce dispositif d'avance il s'est révélé que l'organe de transmission souple formé par le c#- ble et le ressort de comnression présentait à la longue des phénomènes d'usure et que l'angle de rotation de la roue et de l'arbre d'entraînement, égal à presque 3400, ne suffisait pas dans tous les cas d'utilisation. Le but de la présente invention est alors de créer un dispositif d'avance du genre décrit en préambule qui, tout en étant d'un encombrement réduit, permette d'atteindre des angles de rotation considérablement plus grands, voire multiples de celui du dispositif connu, et ne présente qu'une usure faible même lorsqu'il est soumis à de fortes sollicitations en service continu. Pour parvenir à ce but, l'invention prévoit essentielle ment que l'organe de transmission souple est constitué par une chaîne du type Galle qui entoure la roue d'entratnement conçue sous forme de roue dentée, les extrémités de cette chaine étant fixées aux pistons de deux vérins disposés l'un à côté de l'autre. Il est essentiel pour l'invention que la liaison qui transmet les efforts entre le mécanisme de commande et l'arbre d'entrainement soit une channe sollicitée à ses deux extrémités, car ainsi l'angle de rotation de l'arbre d'entrainement dépend seulement du rapport de transmission de la commande par roue et channe et de la longueur de cette dernière, plus précisément de la longueur de course permise par les pistons.Les vérins étant disposés côte à côte, le dispositif d'avance selon l'invention peut donc avoir un faible encombrement. En donnant aux faces actives des pistons des dimensions appropriées et en calculant convenablement le rapport de transmission à l'arbre d'entsaînement, on parvient à assurer de façon simple des couples importants. L'enceinte du carter dans laquelle est reçue la roue d'entraînement et les chambres des vérins situées c8té chaîne sont constamment remplies d'air comprimé, tandis que les chambres des vérins dans lesquelles il n'y a pas de chaîne sont tour à tour soumises à une pression pneumatique ou mises à l'atmosphère, selon la direction désirée de l'avance. Grâce à cette alternance de mise sous pression et de mise à l'atmosphère de l'une ou l'autre de ces chambres il est possible d'assurer le mouvement d'avance désiré. Le fait que l'enceinte du carter et des chambres de vérin situées côté chaîne soient toutes remplies d'air comprimé évite la nécessité de les séparer de façon étanche les unes des autres et par rapport à l'organe de transmission. Une commande négative est également possible sans aucune difficulté; il suffit pour cela de mettre à l'atmosphère, tour à tour, les chambres des vérins dans lesquelles il n'y a pas de chaîne. Dans une forme d'exécution plus élaborée et avantageuse de linvention, un robinet à 5/2 voies est prévu pour-assurer l'inversion de l'envoi d'air comprimé dans les chambres des vérins dépourvues de chaîne. Sur le carter de la roue d'entraînement, à hauteur de l'arbre d'entraînement, est disposé à l'avant des deux vérins une soupape d'inversion pour le robinet à 5/2 voies, cette soupape étant actionnée par une bague de positionnement mise en rotation avec l'arbre d'entraînement. Ce dernier est attaqué par un frein régulateur de la vitesse d'avance, disposé parallèlement aux vérins. Frein et vérins forment ainsi un ensemble compact. Le frein constitue, entre le dispositif d'avance et la perceuse, un système hydraulique composé d'un cylindre et d'un piston et installé au moins partiellement entre les vérins.Ce piston comporte une tige formant crémaillère qui est en prise avec l'extrémité dentée de l'arbre d'entraînement. Un exemple d'exécution de l'invention est décrit ciaprès avec référence au dessin, sur lequel - la figure 1 est une vue en élévation, partiellement en coupe, d'un dispositif d'avance monté sur la perceuse dans la direction de cette vue, - la figure 2 est une vue en coupe transversale au travers de la tête du dispositif selon la fig.1, avec vue en plan du vérin inférieur et du frein hydraulique disposé parallèlement à celui-ci, et - la figure 3 est un schéma d'un montage de commande de l'avance. Le dispositif d'avance 1 et la commande 6 opérant sur le principe d'un vérin constituent un ensemble d'installation. Les deux vérins 17 et 17' disposés l'un au-dessus de l'autre sont vissés dans le carter 18, dans le plan médian de celui-ci. L'élément d'étanchéité 70 entre l'extrémité des vérins située côté carter et le carter assure une liaison étanche entre vérins et carter. Les extrémités des vérins situées côté extérieur sont rendues étanches au moyen de raccords d'étanchéité 71 et d'écrous à chapeau 72. Les chambres 97 et 96 situées à droite des pistons 8, 8' sont raccordées à des tuyauteries 73 qui les alimentent en air ou évacuent l'air qui en est expulsé. Dans chaque vérin coulisse un piston 8 ou 8' composé d'un corps de piston 74 muni d'une bague de guidage 75', d'un anneau d'étanchéité 75 et d'une pièce 76 qui est vissée dans le corps de piston 74 et à laquelle est fixé l'embout 77 de la chaîne à maillons 10'. Cette chaîne relie, en tant qu'organe de transmission souple, les deux pistons 8, 8' des vérins et transmet les forces motrices, par l'intermédiaire de la roue de commande 9, à l'arbre d'entraînement 7' qui, de son côté, peut être accouplé à la perceuse et assurer ainsi l'avance de l'outil d'alésage. La roue de commande 9 comporte sur son pourtour une denture par laquelle elle pénètre dans les intervalles de la chaîne type Galle 10'. Celle-ci entoure la roue 9 sur un angle d'enroulement de 1800, ce qui assure une parfaite transmission des efforts d'entraînement de la chaîne à la roue 9.Selon la position des pistons, les extrémités de la chaîne 10' sont situées plus ou moins loin dans les vérins. Le passage 20 relie la chambre 78 du vérin inférieur 17, située côté chaîne, à la chambre intérieure du carter 79. De façon correspon danse, la chambre 79 du vérin supérieur 17', située côté chaîne, est reliée à la chambre intérieure 79 du carter. Les conduites d'amenée d'air 80 servent à alimenter en air la chambre intérieure 79 du carter. L'étanchéité de cette chambre entre le carter 18 et le couvercle 18a de celui-ci est assurée par la bague d'étanchéité 81. Le carter et son couvercle comportent en outre chacun une bague d'étanchéité 64, ces deux bagues assurant l'étanchéité sur le coussinet 83 de la roue 9. Ce coussinet avec la roue d'entraînement 9 est monté à rotation dans le carter et son couvercle et sert de palier à l'arbre d'entraînement 7'. Des butées et doigts d'entraînement 56, 59 non représentés en détail assurent la transmission des efforts entre le coussinet 83 de la roue et l'arbre d'entraînement 7'. En mettant en marche la commande 6, un ergot fraisé sur le coussinet 83 de la roue vient au contact du doigt d'entraînement fixe 59 et entraîne ainsi l'arbre 7'. En inversant la commande 6, cet ergot solidaire du coussinet 83 rencontre le doigt d'entraînement 56 et fait ainsi tourner l'arbre 7t en sens inverse. En effaçant le doigt d'entraînement 56 on peut, par exemple pour dresser un alésage, faire avancer l'outil à la main jusqu'à la pièce à usiner. En mettant en marche le mécanisme de commande 6 l'ergot du coussinet 83 de la roue rencontre le doigt d'entraînement fixe 59 et entraîne l'outil. Durant le fonctionnement de la perceuse le doigt d'en- traînement 56 est embrayé à nouveau. En inversant la commande 6, l'ergot solidaire du coussinet 83 entraîne à nouveau l'arbre 7' en arrière. La poignée 54 est vissée dans la pièce de tête 55 de l'arbre d'entraînement 7'. Cette pièce de tête et la rondelle fendue 66 maintiennent cet arbre dans le dispositif d'avance. A l'aide de la vis 65 l'arbre d'entraînement 7' peut être fixé sur la broche d'une perceuse directement ou -par l'intermédiaire d'une douille d'accouplement. La face d'extrémité 84 de cet arbre peut aussi être munie d'une denture qui engrène avec une contre-denture correspondante. La pièce de tête 55 de l'arbre d'entraînement 7' porte une bague de positionnement 46 dont les faces d'attaque 46' peuvent déplacer le levier de commande 184 d'une valve à inversion 85. Cette valve commande la conduite d'arrivée 86 et la conduite de départ 87 raccordées à un robinet à 5/2 voies (non représenté) commandant l'arrivée d'air aux vérins et l'évacuation de cet air par l'intermédiaire des tuyaux souples 73. La valve à inversion 85 est fixée sur le carter 18 de la roue d'entraînement 9 au moyen de vis 88, à la hauteur de l'arbre d'entraînement 7' et en avant des deux vérins. La fig.2 représente un frein à huile 90 dont le cylindre de freinage 91 est fixé à la commande 6 au moyen du support 92. Ce frein est constitué par un vérin hydraulique disposé du côté de montage 105 du dispositif d'avance, c'est-à-dire entre ce dispositif et la perceuse. Dans ce frein se trouve une soupape réglable par l'intermédiaire de la vis 93. L'extrémité de la tige de piston 94' située hors du cylindre freineur 91 comporte une denture.L'ex- trématé de l'arbre d'entraînement destinée à être accouplée à la perceuse comporte elle aussi une denture 95, de sorte que la tige de piston qui engrène avec cette extrémité de l'arbre d'entraînement sort du cylindre freineur ou rentre dans celui-ci selon le sens de rotation de l'arbre d'entraînement 7'.Suivant le réglage du passage de liquide hydraulique du frein, la vitesse d'avance peut ainsi être réglée entre une valeur maximale déterminée par les caractéristiques du dispositif et la pression de service et des valeurs plus petites. Le frein est disposé parallèlement aux vérins et permet de réaliser un montage peut encombrant, car il est possible de disposer ce frein au moins en partie dans l'intervalle compris entre les deux vérins. La commande du dispositif d'avance est illustrée à la fig.3. L'enceinte intérieure 79 du carter forme, avec les chambres 78 des vérins situées côté chaîne, la chambre de pression 89 à gauche des pistons 8, 8'. Cette chambre est maintenue constamment sous pression de service par l'intermédiaire de la conduite 80 branchée sur le réseau de distribution d'air comprimé. En conséquence, les pistons ont tendance à s'éloigner le plus possible du carter. De ce fait, la chaîne à maillons est maintenue tendue, ce qui assure une transmission sans jeu du mouvement lorsque les pistons se déplacent. Les pistons se mettent en mouvement lorsque leurs forces résultantes cessent d'être égales et n'agissent plus dans le même sens.Lorsque par exemple on envoie de l'air dans la chambre 96 du cylindre supérieur dans laquelle il nty a pas de chaîne, tandis que la chambre 97 du cylindre inférieur est mise à l'atmosphère, la résultante des forces du piston inférieur devient prépondérante et repousse celui-ci vers la droite, ce qui a pour effet de faire tourner senestrorsum la roue d'entraînement 9. La commande des chambres 96 et 97 des cylindres a lieu positivement ou négativement, c'est-à-dire que ces chambres sont soit vides et on y envoie de l'air comprimé lorsque cela est nécessaire, soit pleines lorsque le dispositif est prêt à fonctionner, auquel cas elles sont tour à tour mises à l'atmosphère. Le robinet à 5/2 voies 100 permet, lorsque le dispositif est prêt à fonctionner, de mettre sous pression la chambre 97, à partir du réseau d'air comprimé 99 et par l'intermédiaire de la conduite 101. Dans ce cas, le piston 8 se trouve dans sa position de fin de course à gauche, tandis que le piston 8', par suite de la mise à l'atmosphère de la chambre 96 par l'intermédiaire de la conduite 106, s'est déplacé tout à fait vers la droite. Si la soupape de démarrage 102 est actionnée, le robinet 100 provoque l'in- version dans la direction de travail 103, et c'est maintenant la chambre 96 qui est remplie par l'intermédiaire de la conduite 106 tandis que la chambre 97 est mise à l'atmosphère par l'intermédiaire de la conduite 101. Les pistons 8, 8' vont donc occuper leur position de fin course opposée. Si cependant la soupape de retenue 104 est actionnée, le robinet 100 renvoie dans la-position représentée, dans la direction de travail 105, et les pistons se meuvent dans la direction opposée. Si la soupape de retenue 104 n'est pas actionnée et si au contraire l'avance se poursuit jusqutà ce que la bague de positionnement 46 actionne la valve à inversion 85, c'est seulement alors que le robinet 100 s'inverse dans la position représentée. L'inversion pour passer de l'avance au recul et vice versa a donc lieu automatiquement en fin de course. Si le piston 8 atteint sa position de départ lors du recul, il reste arrêté et le dispositif d'avance se trouve prêt à fonctionner, jusqu'à ce qu'à -nouveau la soupape de démarrage 102 soit actionnée. REVEKDICATIONS 1. Dispositif d'avance pour machines-outils, notamment pour perceuses, composé d'un mécanisme de commande piloté fonctionnant sur le principe d'un vérin et qui attaque, par un organe de transmission souple, une roue d'entraînement d'un arbre d'entraînement à accoupler à la perceuse, cette roue étant soumise à l'action d'une force de rappel, ce dispositif étant remarquable en ce que l'organe de transmission souple est constitué par une chaîne du type Galle qui entoure la roue d'entraînement conçue sous forme de roue dentée, les extrémités de cette chaîne étant fixées aux pistons de deux vérins disposés l'un à côté de l'autre. 2. Dispositif d'avance selon la revendication 1, remarquable en ce que l'enceinte du carter dans laquelle est reçue la roue d'entraînement et les chambres des vérins situées côté chaîne sont constamment remplies d'air comprimé, tandis Qie les chambres des vérins dans lesquelles il n'y a pas de chaîne sont tour à tour soumises à une pression pneumatique ou mises à l'atmosphère, selon la direction désirée de l'avance. 3. Dispositif d'avance selon la revendication 2, remarquable en ce qu'il comporte un robinet à 5/2 voies pour le piloter. 4. Dispositif d'avance selon la revendication 3, remarquable en ce que sur le carter de la roue d'entraînement, à hauteur de l'arbre d'entraînement, est disposé à l'avant des deux vérins une soupape d'inversion pour le robinet à 5/2 voies, cette soupape étant actionnée par une bague de positionnement mise en rotation avec l'arbre d'entraînement. 5. Dispositif d'avance selon la revendication 1, remarquable en ce que l'arbre d'entraînement est attaqué par un frein régulateur de la vitesse d'avance, disposé parallèlement aux vérins. 6. Dispositif d'avance selon la revendication 5, remarquable en ce que le frein régulateur constitue entre le dispositif d'avance et la perceuse un système hydraulique composé d'un cylindre et d'un piston et installé au moins partiellement entre les vérins. 7. Dispositif d'avance selon la revendication 6, remarquable en ce que le frein comporte une tige formant crdmaillere qui est en prise avec l'extrémité d-entée de l'arbre d'entraînement.