Brevet FR2352634A1 — publié le 19771223

La présente invention concerne une machine-outil perfectionnée à axe de rotation vertical et plus spécialement un tour, une rectifieuse. Généralement, un tour vertical comporte un plateau porte-pièce monté tournant sur un siège et une traverse destinée au guidage en translation horizontale d'au moins un chariot muni d'un coulant porte-outil vertical. La hauteur maximale admissible de la pièce est un des critères principaux de la capacité de la machine et pour l'utilisateur, il y a techniquement avantage à ce que cette hauteur soit la plus grande possible. D'autre part, pour obtenir le débit de copeaux optimal, il est nécessaire de sortir le moins possible le coulant porte-outil de son encastrement dans le chariot horizontal. Pour concilier ces deux impératifs, la solution est de rendre variable la distance séparant le plateau de la traverse de façon, d'une part, que cette distance soit minimale relativement à la hauteur de la pièce à usiner et, d'autre part, que le dégainage du coulant soit également minimal. Jusqu'à présent, un tel résultat est obtenu en mettant en oeuvre un siège fixe pour le plateau et une traverse horizontale mobile verticalement le long de glissières d'un montant également fixe. Une telle réalisation présente certaines difficultés - difficultés pour obtenir un positionnement précis et fidèle de la traverse étant donné que l'axe de poussée sur celle-ci pendant les mouvements de montée ou descente est déporté par rapport au centre de gravité de 1 1ensemble traverse-chariot. - difficultés pour obtenir la précision horizontale de déplacement du chariot étant donné que le centre de gravité de l'ensemble traverse-chariot est mobile et que tout renforcement de la section de la traverse augmente le poids en porte-à-faux de celle-ci par rapport au montant, - nécessité, la zone d'usinage de la pièce étant mobile en hauteur, aux moyens de commande, de centrale ou de manipulation, de suivre la traverse dans ses déplacements, ce qui oblige, dans certains cas, l'opérateur à utiliser une plateforme élévatrice, - difficultés à obtenir une construction modulaire (réduction des stocks et délais) puisque la mobilité de la traverse conduit celle-ci a être adaptée au montant, lui-même variable avec la capacité du tour en diamètre et en hauteur et puisque le décalage des glissières de traverse et de montant con- duit à avoir des chariots horizontaux et verticaux différents, - nécessité de prévoir des sécurités pour pallier toute rupture éventuelle des moyens de levage de la traverse. La présente invention a pour but de remédier 5 ces inconvénients et d'apporter des avantages nouveaux. A cet effet, elle réside en ce que le siège du plateau est guidé verticalement par rapport à un socle fixe et est relié à un dispositif d'entraînement en translation et en ce que ce chariot est guidé suivant une direction unique relativement à unélément solidaire (ou rendu tel) de ce socle fixe. Le socle fixe est solidaire d'un ^montant postérieur supportant une traverse horizontale fixe pour le guidage d'un chariot équipé d'un coulant porte-outil. Le socle fixe peut également être solidaire d'au moins un montant latéral pour le guidage vertical dun chariot porte-outil. Selon l'invention, l'équipage mobile verticalement n'est plus constitué par la traverse et son chariot porte-coulant, mais par le siège et son plateau porte-pièce. Dès lors que l'axe de poussée peut passer par le centre dé gravité, lté- quipage mobile est maintenant parfaitement équilibre et son positionnement peut par conséquent être effectué avec une extrême précision. En outre, la traverse est fixe et sa rigidité peut être considérablement améliorée sans accroissement de hauteur ; de plus, le chariot porte-coulant peut être conformé différemment, de façon que son centre de gravité soit renvoyé vers l'arrière de la machine pour annihiler l'effet du porte-à-faux ; en conséquence, la précision du déplacement horizontal du chariot peut être réalisée très facilement dans les meilleures conditions. De plus, la zone d'usinage de la pièceest située à un niveau fixe et dans le champ de vision de l'opérateur ; par suite, les moyens de commande, de contrôle ou de manipulation peuvent etre montés fixe en hauteur. D'autre part, la sécurité de l'opérateur est absolue, car en cas de rupture des moyens de levage, le siège s'enfonce davantage dans la fosse ménagée dans le sol pour son logement, en mettant ainsi ledit opérateur hors d'atteinte. Enfin, l'organisation de cette machine, selon l'invention permet une construction modulaire par éléments rapportés à la demande ; ainsi, le module de base peut être constitué par un soue, un siège et un plateau et les autres modules peuvent être des éléments d'entretoisement prolongeant montant et glissières, une traverse horizontale, des chariots horizontaux et verticaux. Divers autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention et des modes d'exécution de l'entraînement en translation et en rotation de l'équipage mobile sont représentés, à titres d'exemples non limitatifs, sur le dessin annexé. Sur ce dessin - la Fig. 1 est une perspective très schématique illustrant un module de base de tour vertical selon l'invention, grou pant un socle fixe, un siège mobile verticalement et un plateau tournant, - la Fig. 2 est une élévation-coupe prise suivant la ligne Il-Il de la Fig. 1 et montrant un tour complément équipé, - la Fig. 3 est une vue de dessus prise suivant la flèche F de la Fig. 2, la traverse et son chariot ainsi que le plateau étant enlevés, - les Fig. 4 à 8 sont des vues partielles analogues à la Fig. 2, représentant plusieurs modes d'entraînement en rotation du plateau, s'affranchissant de la translation verticale de celui-ci. Ainsi que cela-ressort clairement des Fig. 1 à 3, le tour vertical comporte un socle 1 normalement placé et scellé dans une fosse 2. Le socle présente un montant postérieur 3 solidaire de deux ailes latérales 4, 5 afin de former un massif parfaitement rigide et indéformable. Entre le montant et les ailes, est guidé en translation verticale un siège 6 susceptible d'occuper n'importe quelle position entre un niveau supérieur et un niveau inférieur représentés en trait plein et en trait mixte respectivement sur la Fig.2. Le siège 6 est muni, sur sa face supérieure, d'un pivot central 7 et d'un chemin de roulement circulaire concentrique 8 pour supporter un plateau tournant 9 sur lequel les pièces à usiner sont bridées. Le guidage en translation peut être réalisé au moyen par exemple de rainures en T (Fig. 1) 10 ménagées dans le montant 3 et la partie antérieure du siège 6 pour coopérer avec des languettes de forme complémentaire faisant saillie respectivement sur la partie postérieure du siège 6 et les faces internes des ailes 4, 5. Ce guidage peut aussi être obtenu par simple contact de trois surfaces de glissement 11 ( Fig. 3) ou de roulement prévues en regard sur le siège 6, d'une part, le montant 3 et les ailes 4,5 du socle 1, d'autre part. Le siège ainsi guidé, est relié à un dispositif d'en tratnement en translation 12 dont l'axe d'intervention s'étend parallèlement aux glissières (Fig. 1 ou 3) et passe par le centre de gravité de l'équipage mobile (siège et plateau). Dans l'exem- ple représenté, ce dispositif 12 est constitué par une vis 13 dont l'extrémité inférieure est solidaire du siège et dont l'extrémité inférieure coopère avec un écrou 14 monté tournant et immobilisé en translation dans un bottier fixe 15 ; l'écrou 14 est animé par un groupe moto-réducteur qui, en particulier, peut être du type à roue tangente 16 et vis sans fin 17. Le dispositif 12 peut être réalisé différemment et constitué par exemple par un vérin hydraulique. De toute façon, quel que soit le dispositif d'entratnement en translation mis en oeuvre, des organes de blocage 18 (Fig. 3) doivent être prévus afin de pouvoir immobiliser le siège 6 avec précision au niveau choisi. Comme le montre la Fig. 2, une traverse 19 est fixée sur le montant 3 du socle 1 soit directement, soit par l'intermédiaire d'un ou plusieurs éléments d'entretoisement 20. Cette traverse fixe comporte une glissière horizontale 21 pour le guidege en translation évidemment horizontale d'un chariot 22 équipé d'un coulant 23 mobile verticalement et portant une broche d'usinage 24 La construction modulaire peut être poursuivie (Fig.3) en fixant contre le montant postérieur 3 du socle 1, un ou plusieurs montants latéraux 25, 26 comportant des glissières verticales 27, 28 pour le guidage de chariots d'usinage 29. Dès lors que le tour se trouve ainsi construit et qu'il en résulte les avantages particulièrement importants exposés dans ce qui précède, il reste à prévoir les moyens pour entraîner le plateau 9 en rotation mais de telle façon que des degrés de liberté soient prévus pour que la rotation du plateau ne contrarie pas la translation du siège 6 et inversement. Suivant un premier mode d'exécution illustré par la Fig. 4, le dispositif d'entraînement en rotation comporte un moteur hydraulique 30 logé dans la cavité interne du siège 6 et accouplé directement au plateau 9. Selon la variante ressortant de la Fig. 5, le moteur 30 est relié au tourillon 31 dudit plateau par l'intermédiaire d'un train d'engrenage 32. Suivant un deuxième mode d'exécution schématisé sur la Fig. 6, le dispositif d'entraînement en rotation comprend un moteur électrique 33 accouplé à une boite de vitesses 34 dont l'arbre de sortie 35, monté tournant dans le siège 6 et immobilisé en translation relativement à celui-ci. est solidaire d'un pignon 36 engrenant avec une couronne dentée périphérique 37 du plateau 9. Le groupe moto-réducteur 33-34 est supporté par le siège 6, soit dans la cavité interne de ce dernier, soit à l'extérieur et en porte-d-faux (Fig. 6) dans un logement 38 ménagé à cet effet dans le montant 3. Suivant un troisième mode d'exécution représenté sur la Fig. 7, le dispositif d'entraînement en rotation présente un moteur électrique 33 accouplé à une boite de vitesses 34 dont l'arbre de sortie est relié à une barre cannelée 39 s'étendant parallèlement à l'axe de translation du siège 6, l'ensemble constitué par le groupe 33-34 et la barre 39 étant intégré dans le montant 3 du socle et supporté par celui-ci. Sur cette barre cannelée est monté un pignon baladeur 40 relié à la couronne dentée périphérique 37 du plateau 9 par un pignon intermédiaire 41 monté fou relativement au siège mobile 6. Selon la variante illustrée par la Fig. 8, la barre cannelée 39 est prisonnière du siège 6 en ce sens qu'elle y est montée tournante mais immobilisée en translation relative ; à l'une de ses extrémités, elle est solidaire d'un pignon 42 engrenant avec la couronne menthe périphérique 37 du plateau, tandis qu'à son autre extrémité, elle coopère avec un pignon baladeur 43 prisonnier du montant 3 pour être en prise constante avec un pignon de sortie 44 de la boîte de vitesses. L'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation et aux modes d'exécution représentés et décrits dans ce qui précède car diverses modifications peuvent y entre apportées sans sortir de son cadre. Les perfectionnements, objet de l'invention, sont applicables aux machines-outils-à axe de rotation vertical et plus spécialement aux tours et rectifieuses. REVENDICATIONS 1. - Machine-outil à axe de rotation vertical, tel que tour, rectifieuse..., comprenant un plateau porte-pièce monté tournant sur un siège et au moins un chariot porte-outils, caractérisée: - en ce que le siège du plateau est guidé verticalement par rapport à un socle fixe et est relié à un dispositif d'entratne- ment en translation, et en ce que chaque chariot est guidé suivant une direction unique relativement à un élément solidaire (ou rendre tel) de ce socle fixe. 2. - Machine-outil selon la revendication 1, #caractériséeen ce que le socle fixe est solidaire d'un montant postérieur supportant une traverse horizontale fixe pour le guidage d'un chariot équipé d'un coulant porte-outil. 3. - Machine-outil selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le socle fixe est solidaire d'au moins un montant latéral pour le guidage vertical d'un chariot porte-outil. 4. - Machine-outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le dispositif d'entraînement en translation du siège et le dispositif d'entraînement en rotation du plateau sont indépendants l'un de l'autre et disposent de degrés de li berthe mutuels tels que leurs mouvements respectifs ne peuvent se contrarier.