Brevet FR2343543A1 — publié le 19771007

L'invention concerne une tourelle porte-outils pour machines-outil à broche rotative porte-pièce, indexable angulairement autour d'un axe orthogonal à celui de la broche portepièce sur un support qui peut subir un mouvement relatif par rapport à la broche porte-pièce dans deux directions dont l'une est parallèle et l'autre transversale à la direction de l'ase de la broche porte-pièce. Les principales machines-outils de ce genre sont les tours tels que les tours à commande numérique, par exemple, dans lesquels l'axe de la tourelle est souvent vertical. Les tourelles de ces machines présentent l'inconvénient de ne pouvoir recevoir qu'un nombre relativement restreint d'outils. le but de l'invention est de réaliser une tourelle du genre en question qui ne présente pas cet inconvénient. A cet effet, suivant l'invention, la tourelle comporte un bras, au moins, de directiontangefltielle, dont l'extrémité est munie d'une tourelle auxiliaire porte-outils indexable angulairement autour de l'axe longitudinal dudit bras. Grâce à cette structure particulière, par le sacrifice d'un très petit nombre d'outils sur la périphérie de la tourelle principale, on peut disposer d'une ou plusieurs tourelles auxiliaires portant, chacune, toute une série d'outils supplémentaires. Tant sur la tourelle principale, que sur la tourelle auxiliaire, on peut disposer, à volonté, soit des outils d'alésage, soit d'autres outils tels que, par exemple, des outils de chariotage ou de filetage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des dessins annexés qui montrent, à titre d'exemple: non limitatif, un mode de réalisation d'un ensemble de tourelles porte-outils suivant l'invention. Sur ces dessins : La figure 1 est une vue en plan, avec des arrachements de l'ensemble montrant une tourelle porte-outils d'alésage en position inactive pendant qu'une tourelle porte-outils de chariotage se trouve en position de travail, l'ensemble étant monté sur un tour, la figure 2 est une vue en élévation correspondante, à plus grande échelle, avec des arrachements, sur laquelle on a représenté les circuits hydrauliques de commande des tourelles, et la figure 3 est une coupe partielle faite suivant la ligne 111-111 de la figure 2 Le tour à broche porte-pièce rotative horizontale représenté seulement partiellement sur les figures 1 et 2 comporte un banc 1, une coulisse 2 qui peut se déplacer sur des glissières longitudinales 3, 4 dudit banc sous l'actioh d'un système de commande de tout type classique approprié comportant, par exemple, une vis mère 5 engagée dans un écrou 6, et entraînée par un moteur 10, et un chariot transversal 7 qui peut se déplacer sur des glissières 2A, 2B de la coulisse 2 sous l'action d'un système de commande de tout type classique approprié comportant, par exemple, également un écrou 8 et une vis 9 entraînée en rotation par un moteur 11. Dans l'exemple, le tour est muni d'une contrepointe 14 montée dans une poupée mobile 15 qui peut être immobilisée à tout emplacement désiré de la longueur de glissières 16, 17 solidaires du banc 1. Un support 21 fixé sur le dessus du chariot transversal 7 porte un ensemble de tourelles porte-outils désigné par 22 qui est constitué par une tourelle principale 23 et une tourelle auxiliaire 24. La tourelle principale 23 est une tourelle porteoutils d'alésage 25, tandis que la tourelle auxiliaire 24 est une tourelle porte-outils de chariotage 26. La tourelle principale 23 est montée à pivotement sur le support 21 autour d'un axe géométrique 31 orthogonal à l'axe géométrique 32 de la broche du tour qui est, en même temps l'axe géométrique de la contrepointe 14. Dans cet exemple, l'axe 31 est vertical. La tourelle auxiliaire 24 est montée sur l'extrémité d'un bras 33 fixé tangentiellement sur la tourelle principale 23, elle peut pivoter autour de l'axe 35 de ce bras qui est donc orthogonal à l'axe géométrique 31 de la tourelle principale 23. La tourelle principale 23 peut être indexée angulairement dans l'une quelconque de six positions équidistantes; parmi ces positions, quatre d'entre elles permettent de mettre en position de travail l'un quelconque de quatre outils d'alésage 25,(toutefois, lorsqu'on travaille entre pointes, on doit enlever l'outil d'alé- sage représenté en traits mixtes sur la figure 1); une cinquième position angulaire, qui est celle représentée sur la figure 1, permet de mettre en position de travail l'un quelconque des outils de chariotage 26 sélectivement suivant la position angulaire que l'on donne à la tourelle auxiliaire 24 sur son bras de support 33. Enfin, la sixième position angulaire de la tourelle principale 23 est une position fictive inutilisée qui résulte simplement de la conception de l'ensemble et de la nécessité de supprimer un outil d'alésage sur la périphérie de la tourelle principale 23 pour réserver l'emplacement du bras 33 de support de la tourelle auxiliaire 24. La disposition tangentielle du bras 33 sur la tourelle principale 23 permet d'approcher cette dernière suffisamment de l'axe 32 de la contrepointe 14 et d'effectuer, par conséquent, des travaux de chariotage tout près de cette pointe, comme représenté sur la figure 1. Le fonctionnement de cet ensemble de tourelles porte-outils s'explique de lui-même : Lorsqu'on donne à la tourelle principale 23 la position angulaire représentée sur la figure 1, on peut mettre en position de travail l'un quelconque des outils de chariotage 26 en donnant à la tourelle auxiliaire 24 la position angulaire correspondante sur son bras de support 33 sans être gêné par les outils d'alésage 25. Si l'on donne à la tourelle principale 23 une autre position angulaire correspondant à la mise en place de l'un quelconque des outils d'alésage 25 parallèlement à l'axe 32 de la broche porte-pièce, on peut effectuer des travaux d'alésage sur une pièce sans être gêné par les outils de chariotage 26. les figures 1 et 2 montrent encore un exemple de montage et de commande de l'indexation angulaire des deux tourelles. la bourelle principale 23 est fixée rigidement sur un moyeu 42 centré dans un alésage 43 du support 21 et d'un couvercle 44 dudit support. le moyeu 42 est muni d'une collerette 45 qui forme le piston d'un vérin hydraulique dont le cylindre est constitué par une partie élargie 46 de l'alésage 43. La tourelle principale 23 peut entre immobilisée solidement et avec une grande précision par un système de dentures annulaires coniques classiques 51 dont une partie est solidaire de ladite tourelle et l'autre partie solidaire du support 21. Le système de dentures 51 peut entre libéré par un déplacement axial de la tourelle 23, vers le haut sur la figure 2, ou au contraire, entre mis en prise dans la position représentée, au moyen du vérin hydraulique à double effet 45, 46 .On a indiqué, en 56 et 57 respectivement, les amorces des conduites d'alimentation des deux chambres de ce vérin à partir de deux conduites générales 58, 59 d'alimentation et de mise à la bâche, sous le contrôle d'une électro-valve EV3. les contrôles des fins de course axiales de ce vérin, et, par conséquent, de la tourelle principale 23, sont assurés par deux micro-interrupteurs M1 et M2 actionnés par un poussoir 62 qui peut être repoussé par la tourelle 23 à l'encon- tre d'un ressort de rappel 630 Dans le moyeu 42, est monté, au moyen de deux roulements 65, 66, un arbre vertical 67 dont l'extrémité inférieure est clavetée coulissante dans une couronne dentée conique 68 constazimient en prise avec un pignon conique 71 solidaire d'une pièce cylindrique rotative 72 qui tourillonne dans le support 21, au moyen de deux roulements 73, 74, et qui est clavetée sur l'arbre 75 d'un moteur hydraulique 78 fixé au support 21. Le rapport de réduction du couple conique 71, 68 est de 1/6. la tourelle auxiliaire 24 est portée par un arbre 81 (fig.l) situé dans l'axe du bras 33 et solidaire du piston annulaire 82 d'un vérin hydraulique à double effet dont le cylindre 83 est formé dans la tourelle principale 23. les deux chambres de ce vérin sont contrôlées, à partir des deux conduites principales 58, 59, par l'intermédiaire d'un circuit qui comporte : deux conduits 86, 87 pratiqués dans la tourelle principale 23 et dans le moyeu 42, deux gorges annulaires 88, 89 pratiquées dans l'alésage 43 du support 21, et deux conduites 91, 92 dont seules les amorces sont représentées placées sous le contrôle d'une électro-valve EV2. Le vérin hydraulique 82, 83 sert à assurer un déplacement axial de la tourelle auxiliaire 24 pour mettre en prise ou dégager un système de dentures 97 de blocage précis de ladite tourelle sur le bras 33, semblablement au blocage de la tourelle principale 23 sur le support 21. le contrôle des fins de courses du mouvement axial de la tourelle auxiliaire 24 est assuré par deux microinterrupteurs N3, M4 soumis à l'action d'un poussoir 101 qui peut titre repoussé à l'encontre d'un ressort de rappel 102 par les flancs d'une gorge 98 pratiquée dans l'arbre 81. Le mouvement de pivotement de la tourelle auxiliaire 24 sur la tourelle principale 23, lorsque cette dernière est immobilisée en rotation, se fait à partir du moteur hydraulique 78 par l'intermédiaire d'une transmission constituée par : le pignon denté 71, la couronne dentée 68 , l'arbre 67, un pignon denté conique 104 fixé sur l'extrémité supérieure de l'arbre 67 et en prise avec un autre pignon denté conique 105 solidaire d'un arbre horizontal intermédiaire 106, un pignon denté conique 107 fixé aussi sur l'arbre 106, un pignon denté conique 108 en prise avec le pignon denté 107 et claveté coulissant sur l'arbre 81. te mouvement de pivotement de la tourelle principale 23, pendant que la tourelle auxiliaire 24 est bloquée sur elle, se fait également à partir du moteur hydraulique 78 par le pignon denté 71 et la couronne dentée 68 solidaire en rotation de l'arbre 67, ce dernier étant alors immobilisé en rotation par rapport à la tourelle principale 23 par l'ensemble constitué par les pignons dentés 104, 105, 107 et 108 qui font alors bloc avec la tourelle principale 23 lorsque la tourelle auxiliaire 24 est bloquée sur cette dernière. le contrôle de l'alimentation du moteur hydraulique 78 se fait par deux conduites 111, 112 au moyen d'une valve de pilotage V4 reliée aussi aux deux conduites principales 58 et 59. Cette valve de pilotage V4 est soumise, d'une part, à l'action d'une électro-valve EV1 par deux conduites 115, 116 et, d'autre part, à l'action d'une came 118 portée par la pièce cylindrique rotative 72 reliée au moteur 78. le tiroir de la valve de pilotage V4 comporte : un premier cordon annulaire 121 par lequel ledit tiroir est déplacé dans un sens ou dans l'autre en réponse à l'information de 1'électro- valve EVI; un deuxième cordon annulaire 122 qui assure 1' envoi de l'huile sous pression en provenance de la conduite 58 sélectivement dans la conduite 111 ou dans la conduite 112 pour faire tourner le moteur 78 dans un sens ou dans l'autre ou encore pour maintenir celui-ci en équilibre de repos; et enfin un pointeau d'extrémité 124 qui coopère directement avec la came 118. Pour la programmation des mouvements d'indexation angulaire sélective des deux tourelles, ainsi que pour leurs blocages ou déblocages sélectifs, on trouve encore des taquets 128 qui sont solidaires de la couronne dentée 68 et qui coopèrent avec des micro-interrupteurs 129 portés par le support 21, le fonctionnement du système de programmation des mouvements des deux tourelles est le suivant Le tour est, par exemple, du type à commande numérique par ruban perforé sur lequel la programmation complète d'un cycle est enregistrée. Les tourelles étant dans les positions repré sentées sur la figure 1, on va supposer qu'on désire amener en position de travail l'un des outils d'alésage 25.Un ordre provenant du ruban perforé déclenche 1'enchatnement des opérations suivantes Information de l'électro-valve EV3, alimentation du vérin hydraulique 43, 45 par la conduite 57, décrabotage de la tourelle principale 23, information du micro-interrupteur M1, information de l'électro-valve EV1, alimentation de la valve pilote V4 par la conduite 116, alimentation du moteur hydraulique 78 par la conduite 111, pivotement de la tourelle 23 par l'intermédiaire de la transmission constituée par le pignon denté 71, la couronne dentée 68, l'arbre 67 actuellement solidaire de la tourelle principale 23 par l'intermédiaire des pignons dentés 104, 105, 107, 108, de l'arbre 81 et de la tourelle auxiliaire 24 actuellement crabotée et faisant, par conséquent, corps avec la tourelle principale 23, information de celui des micro-interrupteurs 129 qui est actionné par le taquet 128 correspondant à l'outil d'alésage 25 sélectionné, information de 1'électro-valve EV1 dans le sens inverse, sollicitation du tiroir de la valve pilote V4 vers le bas sous l'effet de la pression venant de la conduite 115 et application du pointeau 124 de ce tiroir contre la pente de la came 118 (voir aussi fig. 3), diminution du débit de l'huile amenée au moteur hydraulique 78 au fur et à mesure que le pointeau 124 descend le long de la pente de la came 118, dépassement éventuel de la position rigoureuse d'indexage suivi d'une descente légèrement trop forte du pointeau 124 sur la pente de la came et réalimentation du moteur hydraulique 78 en sens inverse de façon que la position d'indexage soit finalement rigoureusement obtenue par l'équilibre du tiroir de la valve pilote V4 au milieu de la longueur de la pente de la came 118, commande de l'électro-valve EV3 pour le crabotage de la tourelle principale 23 en réponse W un relais temporisateur informé par le micro-interrupteur 129 cor respondant, et enfin, information du micro-interrupteur M2 qui autorise le début de-l'opération d'usinage avec l'outil sélectionné, maintenant en position de travail. S'il s'agit d'exécuter ensuite une opération de chariotage, le ruban perforé de programmation commence par déclencher la mise de la tourelle principale 23 dans la position angulaire d'indexage représentée sur la figure 1 pour laquelle la tourelle porteoutils de chariotage 24 se trouve en position de travail. le décrabotage, l'indexage et le nouveau crabotage de la tourelle principale 23 s'effectuent par une séquence d'opérations analogue à celle qui vient d'entre décrite pour la mise en position de travail d'un outil d'alésage 25. La mise en position de travail de l'outil de chariotage sélectionné porté par la tourelle auxiliaire 24 s'effectue de la manière suivante Information de 1' électro-valve EV2, en réponse à un ordre donné par le ruban perforé, pour le décrabotage de la tourelle auxiliaire 24 sous l'action du vérin hydraulique 82, 83 alimenté en huile sous pression par le circuit suivant : conduite principale 58, électro-valve EV2, conduite 92, gorge annulaire 89, et conduit 87; information du micro-interrupteur M3; information de l'électro-valve EVI; alimentation du moteur 78 comme précédemment, pivotement de la tourelle auxiliaire 24 à partir du moteur 78 par le pignon 71, la couronne dentée 68, l'arbre 67, les pignons dentés 104, 105, 107, 108 et l'arbre 81, la tourelle principale 23 étant crabotée sur le support 21; information de celui des microinterrupteurs 129 qui coopère avec le taquet 128 correspondant à l'outil de chariotage 26 sélectionné par le ruban de programmation; information de 1'électro-valve EV1 dans le sens de l'arrêt du moteur et mise en position d'équilibre hydraulique comme précédemment; et enfin, crabotage de la tourelle auxiliaire 24 sous l'action du vérin hydraulique 82, 83 alimenté, dans l'autre sens, par le circuit suivant : conduit 86, gorge annulaire 88, conduite 91, et conduite principale 58 par l'intermédiaire de 1' électro-valve EV2 qui vient d'être informée par un relais temporisateur en réponse à l'actionnement du micro-interrnpteur 129 considéré. la fin du crabotage de la tourelle auxiliaire 24 produit l'actionnement du micro-interiupteur M4 qui, à son tour, informe l'installation pour que l'opération de chariotage puisse commencer. Lorsque la tourelle principale 23 occupe la position représentée sur la figure 1, on peut exécuter une opération d'usinage, par exemple de chariotage, avec l'un quelconque des outils 26 portés par la tourelle auxiliaire 24 convenablement indexée angulairement. Par un indexage angulaire convenable de la tourelle principale 23, on peut amener en position de travail l'un quelconque des outils qu'elle porte, par exemple des outils d'alésage 250 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté; on peut y apporter des modifications, suivant les applications envisagées, sans sortir, pour cela du cadre de l'invention. C'est ainsi, par exemple, que dans le mode de réalisation décrit, on a supposé que la tourelle principale 23 ne portait qu'une seule tourelle auxiliaire porte-outils 24, mais on pourrait en prévoir plusieurs, suivant les besoins des applications. Par ailleurs, le chariot transversal 7, sur lequel est fixé le support 21 des tourelles, au lieu de coulisser dans une direction orthogonale à la broche porte-pièce, pourrait coulisser dans une direction oblique par rapport à celle-ci. REVENDICATIONS 1. Tourelle porte-outils pour machine-outil à broche rotative porte-pièce, indexable angulairement autour d'un axe orthogonal à celui de la broche porte-pièce sur un support qui peut subir un mouvement relatif par rapport à la broche porte-pièce dans deux directions dont l'une est parallèle et l'autre transversale à la direction de l'axe de la broche porte-pièce, carac térisé en ce qu'elle comporte un bras (33), au moins, de direction tangentielle dont l'extrémité est munie d'une tourelle auxiliaire porte-outils (24) indexable angulairement autour de l'axe longitudinal (35) dudit bras. 2. Tourelle suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le mouvement d'indexage angulaire des tourelles (23,24) est assuré à partir d'un moteur hydraulique (78) contré par une valve pilote (v4) dont le tiroir commandé assure l'alimentation du moteur pour une rotation, soit dans un sens, soit dans l'autre, et coopère avec une rampe (118) portée par un organe (72) qui fait partie de la transmission entre le moteur (78) et les tourelles (23, 24) de manière à maintenir ledit tiroir dans uen position d'équilibre hydraulique pour l'arret du moteur dans une position précise. 3. Tourelle suivant la revendication 1, dans laquelle le mouvement d'indexation angulaire des deux tourelles (23, 24) est assuré à partir d'un moteur (78) fixé sur le support (21) des tourelles, par l'intermédiaire d'une transmission qui comporte une roue dentée (68) co-axiale à la tourelle principale (23) et liée en rotation seulement à la tourelle auxiliaire (24), de manière à entraîner en rotation, sélectivement, soit la tourelle auxiliaire' (24) lorsque la tourelle principale (23) est crabotée sur son support (21), soit la tourelle principale (23? lorsque la tourelle auxiliaire (24) est crabotée sur le bras (33).