Brevet FR2420399A1 — publié le 19791019

La présente invention a pour o#bjet un dispositif diviseur à broches multiples destiné à être utilisé, en particulier mais non exclusivement, sur des fraiseuses. Pour effectuer des usinages également répartis sur le pourtour d'une pièce (crans, cannelures, faces polygonales telles que celles d'un écrou à six pans) on utilise un appareil appelé diviseur permettant de présenter successivement les parties à usiner au-dessous de ltoutil. Un diviseur de ce type est essentiellement constitué d'une broche dans l'axe de laquelle on fixe la pièce, cette broche étant munie d'un disque diviseur à crans, un pointeau pouvant pénétrer dans lesdits crans de manière à déterminer avec exactitude les positions successives de la pièce. Dans les dispositifs connus, la rotation de la broche et l'indexation de sa position angulaire se font manuellement dans les appareils simples les plus couramment utilisés. Le disque diviseur est parfois remplacé par une roue à rochet. Dans ce cas, un cliquet est entraîné par un levier oscillant, l'entrainement du cliquet provoquant la rotation de la broche. Le levier oscillant peut être commandé par un vérin qui automatise le système. Malheureusement, compte tenu du point mort, ces appareils ne permettent pas toujours la division par 2, ce qui est un inconvénient notable. La présente invention concerne un dispositif diviseur à broches multiples (pratiquement de 2 à 5 broches) pouvant effectuer automatiquement toutes les divisions simples réalisables sur les appareils manuels et en particulier la division par 2 ou demi tour. Il permet d'assurer automatiquement la rotation des broches d'une fraction de tour déterminée en fonction d'un préréglage avec une très bonne précision. L'usinage simultané de plusieurs pièces permet, bien entendu, d'économiser du temps et est particulièrement avantageux lorsque des séries importantes de pièces doivent être réalisées. Le dispositif diviseur selon la présente invention comprenant un ensemble diviseur et un ensemble de contrepointe, l'ensemble diviseur comprenant au moins une broche solidaire d'un disque diviseur comportant des crans, est caractérisé en ce que ladite broche est entraînée en rotation par un premier pignon relié mécaniquement à un second pignon, lui-même entraîné par une crémaillère dont la course détermine l'angle de rotation du disque, ladite crémaillère étant solidaire d'un vérin. Selon une autre caractéristique de l'invention, le réglage grossier obtenu à l'aide des pignons précédemment décrits, est complété par un réglage fin, ce réglage fin résultant de la pénétration de pointeaux coniques dans les encoches de chaque disque diviseur. La crémaillère est actionnée de préférence par un vérin pneumatique ou hydraulique commandé par une électrovanne et l'indexation précise et le verrouillage sont assurés par des pointeaux ou doigts poussés par des ressorts et rappelés par des petits vérins. Le cycle de rotation est entièrement automatisé et peut être incorporé dans le cycle opératoire d'une machine programmée à commande numérique par exemple. Ainsi, sans aucune intervention de ltopérateur, il sort à chaque cycle complet autant de pièces terminées qu'il y a de broches. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront au cours de la description qui va suivre d'un mode de réalisation à quatre broches, donné à titre d'exemple non limitatif, en regard des figures qui représentent - la figure i une vue en élévation d'un dispositif diviseur selon l'invention ~ - la figure 2 une vue par dessus du diviseur - la figure 3 une coupe verticale du diviseur selon la ligne A-A de la figure 2 - la figure 4 une vue de droite du diviseur selon la flèche F de la figure 2 ;; - la figure 5 une coupe du diviseur selon la ligne C-C de la figure 2 - la figure 6 une coupe du diviseur selon la ligne D-D de la figure 2 - la figure 7 une vue en élévation de la contre-pointe - la figure 8 une vue de la contre-pointe coupée selon la ligne B-B de la figure 7 ; - la figure 9 un schéma du dispositif de commande pneumatique du diviseur et de la contre-pointe. Sur la figure 1, un diviseur 1 et une contrepointe 2 sont montés sur le banc 3 d'une fraiseuse ou plus généralement d'une machine-outil. Le diviseur 1 est constitué d'un bâti en fonte ou en acier 4 qui supporte n broches 5 parallèles et reliées entre elles par des engrenages de même diamètre. La rotation d'une broche entrain celle des autres. Dans l'exemple qui sera décrit ci-dessous, le nombre de broches est de 4 sans que cela constitue une limitation quelconque. La contre-pointe 2 comprend également un bati 6 en fonte ou en acier portant n pointes rétractables. L'avance ou la rétraction de ces broches est commandée par des manettes 8 (dont une seule apparaît sur la figure 1) et assistée par des vérins pneumatiques reliés à une conduite 9 de fluide sous pression. Bien entendu, la contre-pointe n'est utilisée que lorsque les pièces à usiner sont de grande longueur. Sur la figure 1, la pièce 10, représentée en traits mixtes, est montée entre la pointe 7 et-la broche 5.La commande du diviseur 1 est, dans exemple représenté, une commande pneumatique, l'air sous pression arrivant par la canalisation Il sur un raccord à soupape 12. Les figures 2 à 6 représentent le diviseur proprement dit équipé de 4 broches 51, 52, 53, 54. Comme cela apparat mieux sur la figure 5, une crémaillère 13 est entrarnée latéralement par un vérin 31 (figure 4). La crémaillère 13 engrène avec un pignon 14, monté sur un axe 14b avec un pignon 14a à roue libre, qui engrène lui-meme avec un pignon d'entraînement 15a solidaire de la broche 52. Le pignon 15a entraine les pignons 15, 16, 17 et 18 solidaires des broches 52, 51, 53 et 54. L'axe 14b portant les pignons 14 et 14a est tourillonné dans le bâti 4 du diviseur. Ainsi, le déplacement de la crémaillère 13 se traduit par un entra- nement en rotation des broches 51 à 54. Un système de roue libre (ou roue à rochet) permet de débrayer le pignon 14a pour libérer le retour du vérin.Il est évident qu'étant donné la structure du dispositif, l'angle de rotation de chacune des broches sera proportionnel à la distance dont la crémaillère sera déplacée au cours de son mouvement avant, c'est-à-dire au déplacement du vérin puisque la crémaillère 13 est solidarisée avec la tige 32 du vérin par la pièce de liaison 13a. L'amplitude de ce mouvement est limitée par une butée avant 19 (figure 4) et une butée arrière 19b (figure 5). La butée 20 est destinée a provoquer le verrouillage des broches par action sur l'interrupteur 103 comme cela sera expliqué par la suite. De préférence, les butées 19 et 20 sont graduées en fraction de tours. On voit sur les figures 2, 3 et 4 les graduations suivantes 2j 3, 4, 6, 12, qui correspondent respectivement 3-une rotation d'un 1/2 tour, d'un 1/3 de tour ou d'un 1/4 de tour, etC.Il est également possible de monter l'interrupteur 103 directement sur la butée 19, le contact se fermant lorsque le pion 19a solidaire de la pièce 13a vient appuyer sur cette butée. Comme cela apparat mieux sur la figure 3, chaque broche, par exemple 52, est montée pivotante dans le bâti 4 au moyen de roulements coniques non référencés. Il existe, bien entendu, des jeux entre les différents engrenages, de sorte qutil n'est pas possible d'espèrer, par le simple déplacement de la crémaillère 13, un positionnement très précis des broches, ce qui est le but recherché par le dispositif. La précision et le blocage des broches sont obtenus de la façon suivante : chacun des axes des broches est muni d'un disque divisé avec précision par 2 encoches pentées et, dans l'exemple représenté, par 12 encoches pour chaque disque. On voit sur la figure 6 les disques 21 et 22 montés sur les broches 51 et 52. Un pointeau conique 26 pénètre, sous l'influence dtun ressort 29a (figure 3) dans les encoches du disque 22, ce qui assure la position exacte recherchée en immobilisant la broche en rotation. Comme cela apparaît sur la figure 3, chaque pointeau est monté sur la tige d'un petit vérin 30a dont le piston 30 peut être amené vers le bas, sous l'action de la pression du fluide arrivant par la canalisation 9a, en entraînant le doigt ou pointeau 26 pour permettre la libre rotation du disque lorsque la broche 52 est entrainée par le pignon 15a. La course dù vérin 31 est telle qu'elle permette au pointeau de parfaire la division, dans le sens où la roue libre débraye sa liaison avec les broches, sous l'action du ressort 29. Le nombre d'encoches des disques 21, 22, 23, 24 est avantageusement de 12 ou de 24, ce dernier nombre permettant les divisions par 2, 3, 4, 6, 8, 12 et 24. Mais tout autre nombre jusqu'# 24 (qui constitue une limite pratique mais non théorique) peut être prévu lorsque lton a à effectuer des séries importantes de pièces. Sur la figure 2, qui est une vue par dessus du diviseur proprement dit, partiellement coupée et partiellement arrachée, on voit que la crémaillère 13 est prolongée par la tige 33, coulissant dans un alésage de la pièce 34 solidaire du bâti. Sur la pièce de liaison 13a entre la tige de vérin 32 et la tige coulissante 33 est montée une butée ou pion 19a, de sorte que la course de la tige coulissante et du vérin est automatiquement arrêtée par l'arrivée de la butée 19a contre la butée 19. De plus, la butée 20 agit sur l'interrupteur 103 qui ramène l'électrovanne en position de repos ; les pointeaux peuvent alors remonter sous l'action des ressorts 29. Lorsque la crémaillère 13, à partir de la position arrière représentée sur la figure 2, est entrainée vers l'avant, par la tige 32 du vérin 31, le pignon 14 et, par suite, le pignon 14a monté sur le même arbre, sont entrainés en rotation. Par contre, lors du mouvement arrière de la tige de vérin 32, le pignon 14a est automatiquement débrayé, de sorte que ce mouvement de retour ne produit aucun effet sur les pignons 15, 16, 17 et 18 solidaires des broches. Il est également possible de prévoir un contacteur (non représenté) de fin de course qui permet de s'assurer de l'état du diviseur, avant que ne soit commencé un nouveau cycle.On retrouve sur cette figure des éléments déjà décrits et, en particulier, les broches 53 et 54, les pignons d'entrainement 17 et 18, les disques portant les encohces 23 et 24 décalés l'un par rapport à l'autre pour des raisons d'encombrement. Le dégagement des pointeaux hors des encoches des disques 21 a# 24 est obtenu par la pression qui s'exerce sur les pistons 30, le fluide pénétrant par le conduit 9a par l'intermédiaire de l'électrovanne 101 (figure 9); les microcontacts 36 et 41 contrôlent que les pointeaux sont remontés et que la division est achevée. Dans un souci de simplicité, il nty a que-deux microcontacts 36 et 41 pour contrôler les quatre pointeaux. On voit sur la figure 2 qutun palonnier 35 est articulé entre les deux pointeaux contigus 25 et 26. Sur la figure 3, il apparat que lorsque ces deux pointeaux sont en position haute, la plaquette 35a pousse la tige 37a qui, par l'inter- médiaire du renvoi 39a actionne le microcontact 41. Bien entendu, il en est de même pour les deux autres pointeaux 27 et 28 qui agissent sur le contact36 La figure 7 représente en vue par dessus la contrepointe qui permet, lorsque les pièces à usiner sont d'une certaine longueur, de les fixer entre les broches, d'une part, et les pointes, d'autre part.Bien entendu, la contre-pointe a le même nombre de pointes qu'il y a de broches, ctest-à-dire 4 dans l'exemple qui est représenté. Sur la figure 7, les quatre pointes portent les références 71, 72, 73, 74. Ces pointes sont montées à l'extrémité de vérins à double effet permettant de les avancer contre la pièce nu de les rétracter. Les quatre pointes 71 à 74 sont commandées chacune par un levier unique 81, 82, 83, 84 qui commande les vérins et bloque ou débloque mécaniquement les pointes en position de travail. Sur la figure 7 on distingue, d'une part, le bâti 6 monté sur la table de travail ou banc de la machine 3, en regard du diviseur 1 et, d'autre part, les pointes 71 à 74 et leurs leviers de commande 81 à 84. La liaison avec la source d'air comprimé est réalisée par une canalisation 9. Le levier 81 est solidaire d'une came 91 sur laquelle peut rouler un galet 92, commandant ltouverture d'une vanne 93 par ltinter- médiaire d'une valve pilote 105. Sur la figure 7, la pointe 71 est en position rétractée, la pointe 72 est à moitié sortie alors que les pointes 73 et 74 sont en position de serrage. A partir de la position rétractée de la pointe 71, on voit que le mouvement dans le sens des aiguilles d'une montre du levier 81 aboutit dans un premier temps à la position qui est celle du levier 82. A ce moment, le galet 92 ne porte plus sur la came 91 et cette libération déclenche, sous l'action d'une vanne 93, l'introduction de fluide dans le cylindre du vérin portant la pointe, ce qui provoque l'avance de celle-ci en direction de la pièce. Le mode de fonctionnement de la contre-pointe apparat mieux sur la figure 8 qui est une coupe selon la ligne B-B de la figure 7. Sur cette figure, la pointe 73 comprenant un alésage conique de montage 75 est solidaire d'un piston 76 susceptible de se déplacer dans un cylindre 77 sous l'action d1un fluide pénétrant respectivement à l'avant et a l'arrière du cylindre 77 par des conduits 78 et 79. L'introduction de l'air, ou plus généralement du fluide, dans la chambre du cylindre, est commandée par un distributeur 93. Les blocs 80 et 90 symbolisent des régulateurs de débit limitant la vitesse d'introduction du fluide dans le cylindre, de sorte que le mouvement d'avance ou de recul soit progressif. Bien entendu, la vanne 93 est reliée au conduit 9 et le fluide d'alimentation est acheminé par des canalisations tracées en traits mixtes sur la figure.Le fonctionnement de la pointe 73 est le suivant : la pointe étant en position rétractée, la manoeuvre du levier 83 dans le sens des aiguilles d'une montre, provoque la séparation du galet 92 et de la came 91, ce qui déclenche l'ouverture de la vanne 93 et, par suite, l'intro- duction du fluide dans la partie arrière de la chambre 77. Sous l'influence de cette pression, le piston 76 et, par suite, la pointe 73, se déplacent vers la droite de la figure, en endirection de la pièce a serrer. Lorsque le piston 76 est parvenu en bout de course, le levier 83 permet de bloquer la pointe en position par serrage de la vis 94 dans la partie femelle 95 solidaire du levier 83. Cette action provoque l'application d'une pièce;formée de deux demi mdchoires (non représentées) contre la pointe 73 et, par suite, le blocage en coulissement de celle-ci. La pièce est alors usinée et lorsque l'on desserre le levier 83, la première action qui en résulte est le déblocage de la vis 94 et des demi-m#choires, puis, lorsque le levier 83 cnntinue son mouvement, l'ouverture de la vanne 93, à travers le régulateur 90, introduit le fluide sous pression par la canalisation 78. Cette caflalisation débouche sur la#face avant du piston et provoque le recul de celui-ci, ce qui entraine le recul de la pointe 73. A l'arrière du piston 76 est monté un dispositif amortisseur composé d'une butée 55, d'un guide 56 et d'un ressort 57. Lorsque le piston est ramené vers c'est-àdire à gauche de la figure 7, la butée 57 vient au contact du fond du cylindre 77 et comprime le ressort 57, ce qui amortit tout choc éventuel. La figure 9 est un schéma du dispositif de commande électropneumatique du diviseur et de la contrepointe qui viennent d'être décrits. Sur cette figure, la partie 1 est relative au diviseur, alors que la partie 2 est relative à la contrepointe. On retrouve sur ce schéma des éléments précédemment mentionnés et notamment, pour ce qui est du diviseur, la crémaillère 13, le vérin 31, les butées réglables 19, 19b, les pointeaux 25, 26, 27, 28, et leur mécanisme de commande. Le fluide utilisé est avantageusement de l'air comprimé sous une pression de 5 bars. Le diviseur est essentiellement commandé par deux électrovannes 100 et 101. Lorsque la machine est en cours d'utilisation, les doigts 25, 26 et 27, 28 bloquent les disques à encoches dans une position bien déterminée sous la pression des ressorts 29. Les électrovannes 101 de commande des vérins 30a et 100 de commande du vérin 31 sont relâchées, la crémaillère 13 étant revenue dans sa position arrière. A la fin du cycle de la machine, l'électrovanne 101 s'ouvre, le fluide pénètre par la canalisation 104 a l'intérieur des cylindres des vérins 30a et repousse les pistons 30 vers le bas, les pointeaux étant ainsi dégagés des encoches. A la fin du recul de l'un des pistons 30, le contact 102 excite l'électrovanne 100.L'ouverture de cette électrovanne provoque l'avance du piston du vérin 31 et, par suite, 11avance de la crémaillère 13, ce qui provoque la rotation des broches -jusqutà ce que les butées 19 et 19a arrivent en contact. Le mouvement d'avance de la crémaillère est alors interrompu. En même temps, la butée 20 arrive au contact du contacteur 103, ltélectrovanne 101 est fermée. Sous la pression des ressorts 29, les pointeaux 25 à 28 pénètrent alors dans les encoches et indexent les broches. Les contacts 36 et 41 coupent ltélectro- vanne 100 et le piston du vérin 31 reprend sa position arrière sous l'action de 11 inversion de la vanne 100. En même temps, ces contacts remettent la machine en route et l'usinage se poursuit jusqu'a ce que les broches aient accompli un tour complet. Un contact monté sur une des broches coupe alors le circuit. En ce qui concerne la contre-pointe, au cours de l'usinage les pointes 71 à 74 sont dans leur position avant Les broches peuvent être bloquées manuellement, comme expliqué précédemment. En fin d'opération, après déblocage manuel des broches,les valves pilotes 105 s'ouvrent sous l'action des cames 92, ce qui provoque l'ouverture des vannes 93 et le passage du fluide dans les canalisations 106. L'introduction du fluide dans les cylindres provoque le recul des broches 74 à 71. Les pièces sont alors démontées. Puis commence une nouvelle action de chargement de la machine, le mouvement des leviers manuels provoquant l'ouverture des canalisations 107 à travers les régulateurs 90, ce qui provoque l'avance des broches 71 à 74 qui sont ensuite bloquées manuellement.En pressant un bouton, on peut alors démarrer une nouvelle série d'opérations. Ainsi, les différents mouvements des organes constituant le diviseur sont constamment contrôlés et commandés par un circuit électropneumatique, de sorte qu'une opération ne puisse être effectuée que lorsque la précédente est achevée. D'une manière connue en soi, le circuit électropneumatique de commande peut signaler son état de fin de cycle de positionnement par l'émission d'un signal électrique qui permet de commander l'usinage dans une machine programmée. Un signal extérieur (commande manuelle ou information émanant d'une machine) commande la rotation d'une fraction de tour des broches. L'indexation achevée génère à son tour un signal qui peut être utilisé pour remettre la machine en marche et ainsi de suite. Le diviseur selon l'invention est ainsi facile à intégrer dans une machine programmée, la seule intervention m#anuelle étant le chargement et le déchargement des pièces. Il va de soi que des modifications peuvent être apportées au mode de réalisation qui vient d'être décrit, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans que l'on sorte pour cela du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1.- Dispositif diviseur à broches multiples comprenant un ensemble diviseur et un ensemble de contrepointe, ensemble diviseur comprenant au moins une broche solidaire d'un disque portant des encoches de repérage, caractérisé en ce que ledit ensemble diviseur comprend au moins une seconde broche entraînée par ladite première broche, en synchronisme avec la première, ladite première broche étant elle-même entraînée par un dispositif automatique de rotation des broches, d'un angle sensiblement égal à l'angle prédéterminé de division, un second dispositif automatique permettant d'indexer ladite broche dans une position strictement définie. 2.- Ensemble diviseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de commande automatique de rotation des broches consiste en un vérin dont la tige de commande est solidaire d'une crémaillère avec laquelle engrène un premier pignon, un second pignon étant monté sur le même arbre, ledit second pignon comprenant un mécanisme de roue libre et engrenant avec un troisième pignon entraînant l'une desdites broches et, par suite, ensemble des autres broches d'un angle défini pour chaque cycle par la course de la crémaillère, ladite crémaillère revenant automatiquement en arrière après un mouvement d'avance sans modifier la position des broches. 3;- Ensemble diviseur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la course de la crémaillère est limitée par une butée avant réglable en fonction de l'amplitude déterminée et par une butée arrière. 4.- Ensemble diviseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que des disques crantés sont solidaires desdites broches, des pointeaux placés au-dessous des disques pénétrant sous l'action de ressorts dans lesdits crans, lorsque ltentrainezent des broches est interrompu. 5.- Ensemble diviseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que des vérins dtescamotage agissent sur lesdits pointeaux pour les faire sortir hors des crans de disques crantés, avant que le vérin principal entraîne les broches en rotation. 6.- Ensemble diviseur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une information, qui peut provenir d'une machine, commande le départ des différentes séquences opératoires aboutissant à la division et au blocage des broches, un signal électrique provenant du diviseur étant utilisé pour remettre la machine en route quand la division est achevée. 7.- Ensemble de contre-pointe selon la revendication .1 caractérisé en ce que chaque pointe est actionnée par un vérin commandé par un levier et raccordé à une source de fluide sous pression, ledit levier portant une came sur laquelle roule un galet, la séparation du galet et de la came provoquant ltouverture d'une vanne faisant avancer la pointe, sous la pression dtun fluide, le mouvement du levier provoquant après l'avance de la pointe le blocage de celle-ci par un organe mécanique.