Brevet FR2449510A1 — publié le 19800919

La présente invention concerne un dispositif porte-pisce capable de déterminer automatiquement une série de déplacements angulaires intermittents d'une pièce présentant une surface extérieure formée d'une série de faces destinées à etre usinées l'une après l'autre, durant chaque arrêt entre deux déplacements angulaires consécutifs, par une machine-outil telle qu'une meule, un ruban abrasif, un disque à polir ou autre. Plus parti culièrement, l'invention concerne un dispositif du type précité, dans lequel la pièce à usiner à l'aide d'une meule, d'un ruban abrasif, d'un disque à polir ou autre, est constituée par le volant ou la poignée de commande dt un robinet.Plus spécialement encore l'invention concerne un dispositif qui approche ou applique la pièce contre la meule ou l'outil similaire. Dans le cas particulier, mais sans que l'invention concerne exclusivement le domaine des robinets, on sait que le petit volant correspondant, servant de manette ou de poignée de commande et obtenu en général par fusion sous pression, doit subir des opérations de finition superficielle au moyen d'outils abrasifs, tels que meules, rubans ou disques. Les objets ou pièces en question présentent le plus souvent une surface à contour polygonal ou une série de parties concaves, en général uniformément r#par- ties. Au sens large, on peut dire qutune telle surface extérieure est formée d'une série de faces. Ces faces doivent faire l'objet d'une finition, c'est-à-dire êtreravaillées successivement au moyen des outils abrasifs précités, contre lesquels l'objet est ap pliqué. A cet effet, dans un dispositif connu, l'objet est monté sur un pivot rotatif de manière à être solidaire de ce dernier. Le pivot est monté sur un support qui, au moyen d'un cinématisme, est rapproché de l'outil abrasif de manière que celui-ci puisse travailler la face voulue de objet. Lorsque la face en question a été travaillée, le cinématisme ramène le support à sa position initiale où, sous l'action d'un mécanisme à engrenages, il est imprimé au pivot et, par conséquent à l'objet, une rotation telle qu'elle,prédispose cet objet pour son usinage subséquent par l'outil.Une fois la rotation terminée, le cinématisme ramène l'objet contre cet outil, Dans le dispositif connu, les trois phases d'opérations nécessaires, qui s' effectuent à des moments différents, comprennent : une phase d'avancement, une phase d'éloignement de l'outil et une phase de rotation de l'objet. Il est évident que, si la rotation de l'objet se produisait pendant la phase d' éloignement de celui-ci, les temps d'usinage seraient sensiblement abrégés. La résolution de ce problème constitue un objectif important de la présente invention. Lorsqu'avec le dispositif connu il faut passer de l'usinage d'un type d'objet à un autre, présentant un nombre différent de faces, il est nécessaire d'agir sur les engrenages du mécanisme de rotation du pivot, ce qui est notoirement laborieux, si l'on considère que ces engrenages sont disposés dans une position difficilement accessible et couverts d'écrans, pour éviter l'accès à 1' abrasif qui se dégage de lt outil au cours de l'usinage. Un autre objet important de la présente invention est la réalisation d'un dispositif destiné à remplir les fonctions précitées, sans engrenages, et dans lequel le changement du pas d'avancement d'une phase à l'autre peut, dans beaucoup de cas, se réaliser rapide ment, sans exiger aucune intervention sur le dispositif lui-m#me, du fait que l'objet même soumis à usinage détermine automatiquement le pas d'avancement. Un autre objet important de l'invention réside en un dispositif simple, fiable et de volume notablement réduit, destiné aux fonctions décrites plus haut, Selon l'invention, le dispositif porte-pièce se caractérise essentiellement par le fait que l'objet à usiner est monté de manière à tourner autour d'un axe fixe, porté par un support qui peut titre approché et éloigné de l'outil ; cet objet, ou une partie à came qui lui est associée, coopère avec un levier à axe de rotation stationnaire, qui impose à l'objet un déplacement angulaire autour de l'axe fixe, lorsque le support s'éloigne de l'outil, ainsi qu'avec un arrêtoir, tendu par un ressort et empêchant la rotation de 11 objet à usiner, quand le support s'approche de l'outil. On comprendra mieux l'invention d'après la description détaillée qui suit et qui est fournie à titre purement explicatif et nullement limitatif, de deux formes dekéalisation préférées, illustrées par les dessins annexés à la présente description. Fig. 1 montre en perspective oblique un appareil à table tournante comprenant deux dispositifs, suivant une première forme de réalisation de leinventions l'un situé face à l'outil, l'autre en position de chargement et de déchargement de l'objet. Fig. 2 à 5 montrent schématiquement, en éléva- tion latérale, un des dispositifs de la figure 1 dans les différentes positions qu'il prend ; Fig. 2A à SA représentent schématiquement, dans le plan, les positions du dispositif qui correspondent d celles des figures 2 à 5. Fig. 6 et 6A montrent schématiquement et partiellement, en section verticale et dans le plan, une seconde forme de réalisation du dispositif correspondant à l'invention. Fig. 7 illustre schématiquement une solution dans laquelle, pour faciliter l'usinage de parties concaves ayant une longueur relativement sensible en direction verticale, on imprime à l'appareil un mouvement tel que la concavité à usiner "glisse" dans ce sens le long du ruban abrasif qui la travaille. La figure 1 représente un appareil pourvu d'une table tournant par intermittence 1, sur laquelle, dans des positions diamétralement opposées, sont prévus deux dispositifs conformes à l'invention, identiques entre eux, désignés dans leur ensemble par les chiffres 2 et 2'. il est à préciser que l'objet de l'invention n'est pas l'appareil mais les dispositifs 2, 2', qui peuvent Ntre montés sur un transporteur continu ou bien, même séparé- ment, sur un bâti fixe. La table 1 est supportée par l'extrémité supd- rieure d'un arbre 3 et peut tourner de 1800 dans les deux sens sous l'effet, par exemple, de deux martinets pneumatiques 4, 4t alignés entre eux, actionnant une crémaillère commune à tous deux qui est en prise sur une roue dentée, reliée à l'arbre 3. Les rotations de 1800 servent à amener alternativement un dispositif en position de travail et l'autre en position de chargement et de déchargement de la pièce, représentée ici par un volant ou une poignée 5 de robinet. Le volant 5 vu en plan présente une surface dont le contour est formé d'une série de concavités 6 séparées par des saillants 7 qui confèrent au volant une forme ressemblant à celle d'une roue dentée (voir les figures 2A - SA). Le dispositif de l'invention sert à appliquer, successivement, les faces concaves 6 contre une bande abrasive continue 7A (voir figure 2) passant sur deux rouleaux 9, l'un fou, l'autre mené, portés par un bâti, non représenté ici, de façon à obtenir la finition de ces faces. Le volant 5 présente, par construction, un trou axial 10, par lequel il est simplement enfilé sur un pivot 11 qui se projette vers le haut par le cbtd supérieur d'un corps de support. Le volant appuie par son contour inférieur contre un gradin annulaire de ce côté du corps de support 15 et peut tourner librement par rapport au pivot 11 et par rapport au corps 13 lui-m#me Le corps de support 13 (voir aussi figures 2 à 5A) est, vu de côté, en forme d'L, et sa branche inférieure 17 est fixée par une charnière sur un pivot 14, soutenu entre deux épaulements espacés et parallèles 15, fixés à la table 2 et dirigés vers le bas.Un ressort à compression 16, interposé entre la table 2 et l'extrémi- té du bras 17, tend à faire tourner le corps de support 13 dans le sens de la flèche A et à l'amener contre une butée 18 fixée entre les deux épaulements 15. Du c8té inférieur du bras 17, l'extrémité d'une sphère 19, portée par un moyen connu quelconque la rendant capable de tourner, fait saillie sur le bras 17. Dans la position de travail, c'est-à-dire face au ruban 7A, est fixerticalement un martinet pneumatique à double effet 20, dont la tige 21 appuie (dans la position des figures 2, 2A) sur la sphère 19 et détermine la rotation du corps 13 en un sens opposé à celui de la flèche A, ce qui a pour effet l'application d'une des faces de la pièce 5 contre le ruban abrasif 7A. A la place du martinet 20-21 on peut évidemment prévoir une came actionnée par un moteur électrique, par exemple à travers un réducteur.Durant cette rotation le corps de support 13 touche un contacteur 22 provoquant la production dtun signal qui, à travers un circuit logique, par exemple electro- nique, parvient à un compteur, lui aussi, par exemple, électronique, dans lequel a été programmé le nombre de faces de la pièce qui doivent être usinées. Le dispositif comprend en outre un levier à axe brisé 23, portant à une de ses extrémités un rouleau 24, et supporté, de manière à pouvoir tourner, par une colonnette 25 qui s'élève de la table 2. Sur ce levier agit un ressort à traction 26 qui tend à le faire tourner dans le sens de la flèche B de la figure 2A de manière à amener le rouleau 24 contre l'objet 5. La course dans ce sens est limitée par un pivot 27 faisant saillie sur la colonnette 25 qui coopère à cet effet avec un appendice 26 fixé au levier 23 ou à la partie 28 qui le porte. Le diamètre du rouleau 24 est tel qu'il puisse être accueilli partiellement dans les faces concaves de l'objet 5.En outre, la disposition du levier 23 est, comme on le comprendra mieux par la suite, telle que ce levier s'oppose, avec son rouleau 24 placé dans une des faces concaves, à la rotation de l'objet 5 en sens opposé à la flèche D (voir la figure 2A) et permette au contraire la rotation dans le sens de cette flèche. Le dispositif de l'invention comprend en outre un rouleau d'arrêt 29 monté de manière giratoire sur un axe 30. Cet axe est centré en 31 sur un support 32 blocable le long d'un pivot 33 qui fait saillie sur l'arrière du bras, retourné vers le haut du corps 13. Un ressort à traction 34 tend à faire tourner l'axe 30 dans le sens de la flèche E (voir la figure 2) et, s'il n'y a pas d objet 5, à l'appliquer contre une butée correspondante, prévue sur le support 326 Le ressort 34 est relié à ce dernier et à l'axe 30. Le petit rouleau interchangeable 29 a un diamètre tel qu'il entre dans les cavités des faces de l'objet 5 et serve à centrer ce dernier et à éviter, comme on le verra mieux par la suite, la rotation de l'objet lui-m#me en sens opposé à celui de la flèche D. Une fois terminé l'usinage d'une face de l'ob- jet 5, la durée de cet usinage pouvant être introduite sur un temporisateur qui contrôle le martinet 20, ce dernier provoque l'abaissement de sa tige 21 et, comme cons4- quence, le ressort 16 fait tourner le corps du support 13 dans le sens de la flèche A. Sous l'effet de cette rotation et de la contrainte s'ensuivant entre le petit rouleau 24 et le ressaut7 qui délimite à l'avant la cavité dans laquelle se trouve ce petit rouleau, l'objet à usiner 5 vient à tourner dans le sens de la flèche D autour du pivot 11 (figures 3, 3A, 4, 4A) d'un pas, c'est à-dire de la distance angulaire entre une cavité et la cavité suivante.Durant cette phase, le rouleau d'arrêt 29 est d'abord dévié en sens contraire du ressort 34 sous la poussée exercée par le ressaut 7 qui délimite à l'arrière la cavité dans laquelle il se trouve, pour bondir ensuite dans la cavité suivante 6. Lorsque le corps de support 13 arrive en fin de course, c'est-à-dire contre le butoir 18, il agit sur un microcontact (non représenté sur la figure) qui ré- active à la fois un temporisateur, dans lequel est introduit le temps d'usinage de la face de l'objet, et le martinet 20 ; ce dernier fait monter sa tige 21 en l'appliquant contre la sphère 19, et détermine par conséquent la rotation du corps de support 13 en sens opposé de celui de la flèche A. Durant cette rotation, au terme de laquelle la nouvelle face de l'objet est amenée contre le ruban abrasif 7A, il se produit un mouvement correspondant entre le corps de support 13 et le levier 23 ; celui-ci est d' abord dévié (figures 5, 5A) en sens opposé à la flèche B, pour reprendre ensuite sa position initiale des figures 2, 2A.Durant ce mouvement relatif, le rouleau d'arrêt 29 empêche la rotation de l'objet 5. Par la rotation du corps 13, le contacteur 22 est de nouveau actionné, de sorte qutune seconde impulsion parvient au compteur. Le cycle se répète jusqu'à ce que toutes les faces de l'objet soient usinées. Lorsque cela est accompli, le nombre d'impulsions comptées par le compteur est égal à la valeur programmée, c'est-à-dire six dans le cas présent, puisque les faces à usiner sont au nombre de six. De ce fait, l'un des martinets 4-4 pneumatiques est activé, de sorte que la table tournante 1 tourne de 1800, en amenant le dispositif 2 dans la position de chargement et de déchargement de l'objet. Une fois terminé l'usinage de ce nouvel objet, l'autre martinet est activé, afin d'amener, par une rotation de 1800, en sens opposé, ce nouvel objet en position de déchargement. Dans le cas où l'objet à usiner ne présenterait pas de cavités, c'est-à-dire aurait,par exemple, un contour polygonal à faces planes comme celui qui est désigné par 105 dans les figures 6, 6A, on utilise la variante reproduite sur ces figures où, pour désigner des parties égales ou correspondant à celles des figures précédentes, on adopte les mêmes références numériques augmentées de 100. Dans cette variante, sur le pivot 111 du corps de support 113 est enfilé un plat ou une came 200, de manière qu'il puisse tourner librement. Cette came présente un contour formé d'une série de concavités 106 alternant avec des saillies 107, c'est-à-dire qu'elle se présente comme le contour de l'objet 5 des figures précédentes. Le nombre de cavités 106 correspond au nombre des faces 201 de l'objet 105.Avec ce contour coopèrent aussi bien le petit rouleau d'arrêt 129 que celui d'avancement 201 supporté par le levier 123. Pour relier d'une manière amovible l'objet 105 à la came 200, de façon qu'ils tournent conjointement, la came est pourvue d'une série de pinces 205 qui s'engagent sur un épaulement intérieur de l'objet, lui aussi enfilé sur le pivotf e. . Pour le reste, construction et fonctionnement correspondent à ceux de la première forme d'exécution. Dans les formes de réalisation décrites, le corps de support 13, 113 est en pratique un levier coudé. Sans sortir du cadre de l'invention, ce levier peut cependant être remplacé par un chariot mobile linéairement à partir et vers l'outil sous l'action d'un martinet à fluide sous pression, même si cette réalisation est économiquement désavantageuse. Le martinet 20 peut être évidemment remplacé par une came tournante, par un poinçon actionné par des cames et/ou par un électro-aimant. Dans le cas de cavités 6, 106, très étendues dans la direction longitudinale de la poignée, il est avantageux d'imprimer à la pièce un mouvement le long de ltou- til (ruban 7A) qui la travaille, mouvement qui, au sens large, peut se définir par un rampement sur outil le lorg de la cavité. Dans ce cas, l'appareil (qui englobe les organes reproduits dans les figures 1 et 2, à l'exception du martinet 20, 21, mais comprenant la came qui le remplace) indiqué schématiquement ici par H, et fixé par une charnière sur son bâti de soutien Z (sur la figure 1), sur 1' arrière, en 300, à un montant fixe 301 auquel est lié rigidement un bras 302 se terminant par un petit rouleau 303. Le petit rouleau 303 adhère au contour d'une came 304 monté sur un arbre 305. Cet arbre est supporté de manière à pouvoir tourner sur des supports 306 solidaires de 1' appareil H, dans la partie inférieure de celui-ci. Sur cet arbre est montée la came, non reproduite sur les dessins, qui remplace le martinet pneumatique 20, 21. Ce même arbre est relié par un joint à la cardan M à l'arbre de sortie 307 d'un groupe moteur-électrique/réducteur P fixé sur une structure fixe quelconque. il est évident, d'après ce qui précède, que la rotation de la came 304 provoque un mouvement de l'appareil H correspondant au coude de la came et en fonction des exigences du travail ; par conséquent, il est possible d'obtenir un usinage soigné de pièces présentant des cavités 6, 106 relativement étendues en direction axiale. REVENDICATIONS 1. Dispositif porte-pièce destiné à assurer la rotation intermittente de la pièce elle-même et son mouvement à partir d'un outil et vers cet outil, qui opère successivement sur des traits différents de la pièce, caractérisé par le fait que la pièce est montée de manière à pouvoir tourner autour d'un axe fixé, porté par un support qui peut se rapprocher et s'éloigner de l'outil, et que cette pièce, ou une partie de came associée à elle, coopère à la fois avec un levier de commande à axe de rotation stationnaire, qui imprime à la pièce un déplacement angulaire autour de l'axe fixe lorsque le support s'éloigne de l'outil, et avec un organe d'arrêt chargé par un ressort empêchant la rotation de la pièce, quand le support s'approche de l'outil0 2.Dispositif suivant la revendication1, caractérisé par le fait que le support est un levier coudé. 30 Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le support est un chariot. 40 Dispositif suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que le levier coudé est tendu par un ressort et peut être déplacé à l'encontre de ce ressort par un moyen de commande, tel qu'un martinet à fluide sous pression, une came tournante, un poinçon actionné par des cames et/ou des leviers, ou par un électroaimant. 50 Dispositif suivant une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le levier de commande est à axe brisé et est chargé par un ressort qui tend à l'amener contre l'objet ou contre la partie à came. 6. Dispositif suivant une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'objet ou la partie à came présente une série de rentrants séparés par des saillies. 7. Dispositif suivant une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le levier de commande présente à son extrémité un petit rouleau destiné à se placer dans les rentrants0 8. Dispositif suivant une des revendications 2 à 7, caractérisé par le fait que la partie à came présente une série de pinces pour l'accouplement amovible de l'objet. 9. Dispositif suivant une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'une butée, coopérant avec le contour de lobjet/de la partie à came, est pressée élastiquement contre ce contour. 10.Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé par le fait que la butée est montée sur le support rapprochable et éloignable de l'outil. 11. Dispositif porte-pièce à outil abrasif, caractérisé en ce qu'il présente les particularités suivant une des revendications 1 à 10. 12. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications qui précèdent, caractérisé par le fait que le support est, à son tour, supporté par un soutien auquel il est possible d'impartir un mouvement comportant un certain rampement de la face de la pièce travaillée tour à tour le long d'un outil abrasif.