Brevet FR2325458A1 — publié le 19770422

La présente invention concerne une scie-fraise planétaire. Sur les lignes de fabrication de tube par extrusion,il est actuellement connu d'utiliser une scie après la tireuse. Cette scie peut être une tronçonneuse pour les tubes fins ou normaux ctest-à-di- re les tubes ayant un diamètre inférieur à 250 mm environ. Si les tubes doivent être chanfreinés, cette opération est généralement faite sur la tulipeuse. Cependant, toutes les lignes d'extrusion de tube ne sont pas équipées d'une tulipeuse; il n'est alors pas possible de chanfreiner. D'autre part, pour les tubes de faible diamètre, on utilise généralement une simple scie tronçonneuse qui consiste en une lame de scie circulaire fixée à l'extrémité libre d'un bras pouvant effectuer un mouvement pivotant de haut en bas au cours duquel le tube est sectionné, mais lorsque le tube a un diamètre trop gros,la lalame de la scie de- vrait également être de très grande dimension, et l'on se heurte à une impossibilité. Dans ce but,on onutilise des scie planétaires. Les scies-fraises planétaires comportent généralement une cage qui est mise en rotation lorsqu'une opération de tronçonnage ou de chanfreinage doit être effectuée. La cage est montée sur un chariot comportant un dispositif de blocage du tube par rapport à la cage. Les blocages du tube par rapport à la cage permettent un entrat- nement du chariot par le tube extrudé à la vitesse de défilement du tube en cours de fabrication. Le système de blocage des tubes sert également à immobiliser le tube concentriquement par rapport à la cage pendant l'opération et de fraisage et de découpage. Dans une variante de dispositif connu, on dispose à l'intérieur de la cage un bras unique portant à son extrémité la scie et la fraise réalisant ainsi simultanément le chanfrein et le découpage du tube. De tels dispositifs présentent cependant des inconvénients notables, en effet, la scie est généralement disposée en amont de la fraise et découpe entièrement ou partiellement le tube de sorte que la stabilité de celui-ci n'est plus assurée et le chanfrein réalisé par la fraise est généralement irrégulier. Selon une autre variante de réalisation > on dispose chacun des deux outils à L'extrémité d'un bras individuel oscillant fixé à l'intérieur de la cage rotative. L'entraînement des deux outils est alors généralement assuré par un ou deux moteurs montés à l-'inté- rieur de la cage, la pénétration des outils dans le tube étant comman dée par des vérins hydrauliques également montes à 11 intérieur de la cage. L'alimentation du moteur électrique se fait alors par des collecteurs et des balais ou par un enrouleur et le fluide sous pression est amené au vérin par l'intermédiaire d'enrouleurs. Dans ce cas,on notera cependant qu'on doit prévoir une rotation de la cage alternativement dans un sens et dans l'autre pour éviter une détérioration des enrouleurs.De tels dispositifs présentent de nombreux inconvénients d'une part en raison de l'usure des collecteurs et d'autre part à cause des mécanismes complexes qui sont nécessaires pour l'inversion du sens de rotation de la cage, Un objet de la présente invention est de réaliser une scie-fraise planétaire qui ne présente pas les inconvénients ci-de s- sus en particulier qui puisse être entraînée de façon continue dans le meme sens et qui ne comporte pas de liaison par frottement avec l'exté- rieur tel que des collecteurs ou des dispositifs analogues. Un autre objet de la présente invention est de réaliser un dispositif qui puisse ebtre adapté très facilement à différentes dimensions de tubes sans que la qualité du chanfreinage ne se trouve diminuée. Pour la réalisation des objets selon la présente invention, on prévoit une scie fraise planétaire comprenant un seul moteur porté par le chariot sur lequel est montée la cage et permettant d'effectuer simultanément l'entratnement de la cage,ltentratnement en rotation des outils et les mouvements d'avance des outils. Selon une autre caractéristique de la présente invention,le dispositif de blocage des tubes par rapport au chariot portant la cage rotative à chaque extrémité de l'élément de tube soumis au travail des outils comporte un seul vérin pour chaque dispositif de serrage,ce vérin permettant l'ouverture et la fermeture du dispositif de blocage. Le dispositif selon la présente invention présente de nombreux avantages;en particulier, il permet d'obtenir une faible consommation d'énergie, un transport d'énergie très simple, des réglages simples et rapides, un chanfrein régulier et concentrique, un changement très rapide des outils. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaStront à la lecture de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints parmi lesquels La figure I est une vue de coté schématique du dispositif selon la présente invention; La figure 2 est une vue schématique de face de l'intérieur de la cage du dispositif selon la présente invention; La figure 3 est une vue de caté schématique partielle du mécanisme d'avance des outils; La figure 4 est une vue schématique du dispositif de blocage de tube utilisé en liaison avec la scie-fraise planétaire selon la présente invention; et La figure 5 est une vue schématique du moyen de support de la fraise du dispositif selon la présente invention. En référence avec la figure 1, le dispositif selon la présente invention comporte un baAti 1 supportant une barre de guidage 2 sur laquelle est monté un chariot 3 raccordé par l'intermédiaire d'une barre de liaison 6 à la tige 4 d'un vérin à simple effet 5 porté par le bati 1. lie chariot 3 porte d'une part une cage tournante 7 dont la paroi extérieure circulaire est montée sur des rouleaux (non représentés) portés par le chariot permettant ainsi une rotation de la cage par rapport à un arbre fictif dont l'axe serait confondu avec l'axe 3 du tube à sa sortie de l'extrudeuse. Le chariot 3 comporte d'autre part deux dispositifs de blocage de tube identiques généralement désignés en 9 disposés de part et d'autre du chariot selon la direction de déplacement du tube et comportant chacun un vérin à double effet 10 normalement supporté par des butées 11 fixées sur le chariot et commandant la position de mâchoires 12 et 13 comme il sera vu plus loin à propos de la description en référence avec la figure 5. La cage 7 est mise en rotation au moyen d'un moto-réducteur 14 entratnant un pignon 15 qui coopère avec la denture d'une couronne 16 concentrique à l'axe d'extrusion et monté à l'extérieur de la cage de façon fixe par rapport à celle-ci. Du côté opposé à la couronne 16,la cage porte des pignons 17 et 18 dont les axes sont parallèles à l'axe de rotation de la cage et qui engrènent sur une couronne 19 fixée sur le chariot 3. On voit donc que lors de la rotation du moteur 14, la cage va être entraînée en rotation par le pignon 15 et la couronne 16 et lors de la rotation de la cage par rapport à la couronne 19, les pignons 17 et 18 vont également être entraînés en rotation dans le même sens que la cage. Le pignon 17 est porté par un arbre 32 portant un pignon 33 servant à entraîner les outils en rotation comme on va maintenant l'exposer à propos de la figure 2. En référence à la figure 2, la fraise 20 et la scie 21 sont respectivement portées par des bras 22 et 23 respectivement articulés autour d'axes 24 et 25 portés par les flancs de la cage et s'étendant parallèlement à l'axe de rotation de la cage. L'axe de rotation 24 supporte également deux pignons 26 et 27 solidaires l'un de autre, le pignon 26 étant relié au pignon 33 au moyen d'une channe tandis que le pignon 27 est relié au moyen d'une autre chaste à un pignon 28 porté par l'axe de rotation de la fraise 20 et solidaire de celle-ci. De même,l'axe 25 porte des pignons 29 et 30 solidaires l'un de l'autre et respectivement reliés au pignon 33 et à un pignon 31 porté par l'axe de la scie et solidaire du mouvement de celle-ci.On notera à ce propos que le pignon 19 comporte une double denture et que l'ensemble de pignons et de chaînes peut être remplacé par tout moyen équivalent,par parexemple à un ensemble de poulies et de courroies. Lorsque le pignon 17 est entraîné par rotation de la cage, on comprend donc que le pignon 33 est lui-même entraîné et entrain dans sa rotati-on'les différents pignons intermédiaires et finalement la fraise 20 et la scie 21. On remarquera que le jeu de pignons intermédiaires permet de faire varier le rapport de vitesse entre le pignon 33 et l'outil entratné de sorte que la vitesse de l'outil en tramé pourra eAtre déterminée en fonction de ses caractéristiques propres en agissant sur le diamètre des différents pignons. En particulier, alors que la cage est généralement entraînée à une vitesse de rotation de 40 tours par minute,on onpeut obtenir une vitesse de rota- tion d'environ 1500 tours par minute pour la scie circulaire. D'autre part, le pignon 18 porté par un axe 55 entrain par l'intermédiaire de cet axe un pignon 56 monté sur l'axe 55 à l'intérieur de la cage. Le pignon 56 entrain à son tour le pignon d'entrée 35 d'un groupe réducteur 36 (voir figure 3) dont l'arbre de sortie 37 porte une manivelle 38. La manivelle 38 porte elle-meme l'extrémité de deux bras 39 et 40 dont l'autre extrémité est respectivement reliée à l'extrémité des bras 22 et 23 opposée à leur extrémité fixée à la cage. Les bras 39 et 40 servent à avancer les outils comme il sera expliqué ci-dessous à propos du fonctionnement du dis positif-selon la présente invention. On se reportera maintenant à fa figure 4 qui représente une vue de face d'un des dispositifs de blocage de tube selon la présente invention, le dispositif étant représenté en position ouverte. Ce dispositif de blocage comprend un vérin 10 servant à commander la position d'une coquille supérieure 12 et d'une coquille inférieure 13 réalisant des mâchoires de blocage. La coquille supérieure 12 est supportée par la tige 42 de vérin tandis que la coquille inférieure est liée à ses extrémités à des tiges 43 fixées sur une barre de liaison 44 liée de façon rigide au corps du vérin 10. En position de repos, la barre de liaison 44 s'appuie à ses extrémités sur des butées 11 solidaires du chariot. Le dispositif comporte en outre des butées 45 solidaires du chariot et dont le plan médian correspond sensiblement à l'axe du tube 41 à bloquer. Le fonctionnement du dispositif est le suivant : une longueur de tube étant avancée à travers la cage de la scie-fraiseplané- taire, la chambre inférieure 46 de chaque vérin 10 est mise à échappement et la chambre 47 est simultanément mise sous pression, la coquille 12 descend et vient en contact avec la butée fixe 45, le piston du vérin 10 continue alors son mouvement relatif par rapport au cylindre du vérin entrarnant celui-ci vers le haut. La coquille inférieure est alors tirée par les tiges 43 et remonte jusqu'à venir serrer le tube 41.On notera à ce propos que le rayon interne des coquilles est sensiblement égal à celui du tube à serrer, mais chaque coquille ne réalise pas tout à fait un demi-cercle, de sorte que lorsque les manchon res sont serrées sur la butée 45,le tube est maintenu sans toutefois qu'une pression trop importante soit exercée sur celui-ci. Les mâchoires des dispositifs de blocage étant ouvertes, le chariot 3 est ramené dans sa position la plus proche de l'extru- deuse par action du vérin 5 repoussant sa tige de liaison 4. Lorsque la tige 4 est complètement sortie du vérin 5, le vérin 5 est mis à l'échappement et les dispositifs de déblocage 9 sont refermés sur le tube. Les dispositifs de blocage étant refermés sur le tube 41 et le vérin 5 étant à l'échappement > on voit donc que le chariot 3 va être entralné par le tube et va se déplacer dans le sens de l'extrusion. Pendant le déplacement du chariot, le moteur 14 est mis en service et entrante la cage en rotation. Comme il a été expliqué précédemment, les outils sont alors mis en rotation par le pignon 33 et la mani velle 38 est également entratnée selon une vitesse fortement démultipliée. Lorsque la manivelle 38 passe de la position zéro à la posi tion un (voir figure 2),la lafraise 20 pénètre vers le tube. Lorsque la manivelle passe de la position 1 à la position 2, la fraise travaille le tube tandis que la scie commence à s'engages avec celui-ci.De la position 2 à la position 3, la fraise se désengage complètement et la scie réalise le sectionnement du tube 41. De la position 3 à la position 0, la scie s'écarte du tube de sorte que celui-ci peut Autre débloqué et avancé pour une nouvelle opération. Pour le déblocage du tube, la chambre 47 du vérin 10 est mise à l'échappement et la chambre 46 est alimentée, la coquille inférieure 13 descend alors jusqu'au moment où la barre de liaison 44 atteint les butées 11, le mouvement ultérieur de recul de la tige de piston 42 provoque alors la montée de la coquille supérieure 12 et la libération totale du tube 41 qui est évacué par tout moyen approprié. Le chariot 3 est alors libre de ses mouvements et le vérin 5 peut être de nouveau alimenté pour ramener le chariot dans sa position la plus proche de l'extrudeuse. La pénétration des outils devra être assurée de façon à réaliser un chanfrein complet avant de sectionner le tube, on calculera donc le rapport de réduction du réducteur 36 en conséquence. En pratique, un rapport de 1 à 4 s'est révélé intéressant, c'est-à-dire que la manivelle fait un quart de tour pour un tour complet de la cage. Une condition impérative est bien entendu que la manivelle 38 se trouve toujours en position haute à la fin du cycle afin que les outils ne soient pas engagés avec le tube. Le système qui vient d'être décrit précédemment donne un mouvement de va-et-vient aux outils, la pénétration est donc variable. Cette conséquence n'est pas gênante pour la scie mais pour la fraise, elle risque d'entratner une irrégularité du chanfrein. On a donc prévu pour le montage de la fraise un dispositif particulier représenté schématiquement sur la figure 5. La fraise 20 est alors portée par un bras 48 pouvant pivoter, comme le bras de commande 22, autour de l'arbre 24. Les bras 22 et 48 sont reliés par un dispositif de liaison télescopique comprenant un cylindre 49 articulé sur le bras 22 autour d'un axe 50 et dans lequel est engagée une tige 51 elle-même articulée sur le bras 48 autour d'un axe 52. La tige 51 est normalement maintenue en position de sortie par un ressort 53 disposé autour de la -tige 51 et prenant appui d'une part sur le cylindre 49 et d'au tre part sur un épaulement de la tige 51. La barre support 48 compor -te en outre à son extrémité un galet 54 monté sur un axe excentré par rapport à l'axe de la fraise et de façon telle que le point de contact du galet 54 avec le tube 41 lors de la pénétration de la fraise se trouve sur le cercle décrit par l'axe de la fraise. Lorsque la manivelle 38 commande le mouvement du bras 22 vers le tube 41, le bras 48 est lui-mEme repoussé vers le tube 41 et la fraise 20 s'engage dans le tube.Pour une pénétration prédéterminée de la fraise, la butée 54 entre en contact avec le tube et empêche une pénétration plus prononcée de la fraise dans le tube, le mouvement ultérieur du bras 22 vers le tube 41 est alors compensé par une pénétration de la tige 51 dans le manchon 49. On notera que l'on peut faire varier la pénétration de la fraise en déplaçant le galet 30 par rapport à l'axe de rotation de la fraise. Pour différents diamètres du tube 41,on peut également prévoir un réglage de la position du manchon 49 par rapport à l'articulation 50. On notera, bien entendu, que l'on peut inverser le manchon 49 et la tige 51. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variante et de modifications qui apparaitront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Scie-fraise planétaire comportant un chariot mobile, des moyens pour associer momentanément le chariot mobile à un objet à travailler, une cage rotative solidaire du chariot mobile, un moyen pour entraîner la cage en rotation autour de son axe, au moinsun outil monté à l'intérieur de la cage à une extrémité d'un bras pivotable autour de son autre extrémité, un moyen pour assurer l'entraSne- ment des outils et pour effectuer et contrôler la pénétration des outils dans l'objet à travailler, caractérisée en ce que le moyen pour assurer la rotation de la cage autour de son axe, le moyen pour assurer l'entratnement des outils et le moyen pour effectuer etcontrôler la pénétration des outils dans l'objet à travailler comporte un mécanisme d'engrenages du type planétaire entratné par un moteur unique monté sur le chariot. 2 - Scie-fraise planétaire selon la revendication 1, caractérisée en ce-que la cage est entraSnée en rotation par le moteur au moyen d'une couronne portée par la cage coopérant avec un pignon porté par le moteur et en ce que l'entraSnement et la pénétration des outils sont réalisésau moyen de pignons portés par la cage coopérant avec une couronne montée de façon fixe par rapport au chariot. 3 - Scie-fraise planétaire selon la revendication 2, caractérisée en ce que le mouvement de pénétration des outils est commandé par un système bielle-manivelle entraîné par un pignon porté par la cage et relié aux bras de support des outils. 4 - Scie-fraise planétaire selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comporte une fraise montée sur un bras lié de façon élastique au bras de commande de pénétration d'outil et en ce que le bras supportant la fraise comporte au voisinage de la fraise une butée disposée de façon à déterminer la pénétration de la fraise dans l'objet à travailler. 5 - Scie-fraise planétaire selon la revendication 4, caractérisée en ce que le dispositif de commande élastique comporte un bras pivotant portant l'outil et relié au bras commandant la pénétration par une tige portée par le bras portant l'outil montée de façon télescopique dans un manchon porté par le bras de pénétration, l'ensemble télescopique étant normalement maintenu étendu par un moyen de ressort. 6 - Scie-fraise planétaire selon l'une quelconque des reven dications I à 5, caractérisée en ce que le dispositif de blocage de l'objet à travailler comporte deux ensembles identiques disposés de part et d'autre du chariot, chaque dispositif comportant : une coquille supérieure et une coquille inférieure disposées de façon à serrer l'objet à travailler; un vérin monté sur le chariot de façon mobile, la tige du vérin étant reliée à la coquille supérieure et le corps étant relié à la coquille inférieure, le corps du vérin reposant sur des butées solidaires du chariot pour une position ouverte du dispositif de blocage; une butée solidaire du chariot et disposée entre les coquilles supérieure et inférieure sensiblement dans le plan médian de l'objet à travailler, lors de sa position de blocage.