Brevet FR2467053A1 — publié le 19810417

L'invention concerne un dispositif pour positionner une broche de machine-outil angulairement, comprenant une came à profil cardioïde solidaire de la broche et un positionneur ma par fluide de pression, disposé perpendiculairement à l'axe de la broche et portant un galet de came qui, quand il est pressé contre la came, fait tourner la broche désaccouplee du dispositif d'avance dans l'un ou l'autre sens jusqu'à une position zéro préfixée. Sur les machines-outils changement d'outils commande par programme, il est utile sinon né cessa ire que la broche, avant chaque changement d'outils, prenne une position angulaire définie avec précision, appelée position zéro, afin que les tiges ou queux des outils puissent être libérées ou saisies de façon sûre et sans problêmes par le dispositif de serrage de la broche. On connatt déjà différents dispositifs pour tourner la broche - qui est alors dé sac- couplée du dispositif d'avance - à cette position zéro mais tous ces dispositifs sont de conception compliqude, ce qui les rend sensibles aJx perturbations et coûteux. C'est ainsi que le brevet de la République Fédérale d'Allemagne 20 02 563 décrit un dispositif de positionnement de ce type comportant une came discoïde à profil en foré de coeur fixée sur un bout de broche à l'intérieur de la machine. Sur cette car dioide roule le galet d'un positionneur qu'un vérin hydraulique avance radialement en direction de l'axe de rotation de la broche ce qui fait tourner la broche désaccouplée dans l'un ou l'autre sens jusqu'd la position zéro définie par le creux de la cardioïde Pour faire passer la broche par son point mort vis-a-vis de cette commande à came, le dispositif comprend une commande auxiliaire avec un positionneur ayant un poussoir auxiliaire qui est orienté sous un angle aigu par rapport au premier positionneur et dont l'extrémité libre exerce également une pression sur la cardioïde. Ce positionneur supplementaire, mû par un vérin hydraulique particulier, augmente considérablement la dépense technique du dispositif de positionnement. De plus, du fait que la surface de came s 'étend axialement, les bras de levier utilisés pendant la mise en position de la broche entre l'axe de rotation de la broche et les points d'attaque des positionneurs sont relativement petits. Par le brevet de la République Fédérale d'Allemagne 19 30 295, on connaît en outre un dispositif pour arrêter une broche de machine-outil par freinage et poursuite de la rotation de la broche où le rotor d'une machine hydrostatique, branché dans un circuit hydraulique, peut être relié à la broche par un embrayage à friction à commande électromagnétique. Le rotor, disposé dans un circuit à chute de pression naturelle, est alimenté en fluide de pression par un accumulateur à travers une soupape limitatrice de pression. L'emploi de cette commande hydrostatique particulière à accumulateur de pression représente une dépense technique conside- rable. Le brevet de la République Fédérale d'Allemagne 16 02 866 décrit un dispositif pour ajuster la broche de travail d'une machine-outil à une position angulaire préfixée comportant, pour ajuster la broche, une pièce pénétrant dans une rainure an V, de meme qu'une commande auxiliaire, et sur lequel est prévu un autre dispo ai tif particulier pour réduire le couple de la commande de broche principale an position verrouillée ou accouplée. Comme la commande principale de la broche est assuree par un moteur hydraulique, ce dispositif connu n'est pas applicable de façon simple aux broches de machine-outil normalement commandes par moteur électrique. L'invention vise à créer un dispositif de positionnement angulaire du type indiqué au début pour broche dr machine-outil, qui soit techniquement de conception simple et dont le fonctionnement soit perfectionné. Selon une caractéristique essentielle de IXinvention, la surface de came est disposée sur le pourtour de la broche et est composée de deux rampes présentant des inclinaisons de pas contraires par rapport à un plan radial, dont les extrémités se rencontrent dans un joint qui définit la position zéro, et le positionneur est dépla çable parallèment à l'axe de la broche. Dans un tel dispositif, la came cardioïde, formée de deux tronçons ou rampes identiques de pas contraires, assure, en combinaison avec le positionneur déplaçable parallèlement à l'axe de la broche, que le déplacement longitudinal du positionneur produit dans tous les cas l'ajustement de la broche à la position zero, quelle que soit sa position de départ. La disposition et la conformation de la came selon l'invention assurent en plus que la broche est chaque fois tournée, à droite ou à gauche, de 1800 al maximum et sous l'effet d'un déplacement relativement faible du positionneur. Dans un mode de réalisation de l'invention permettant une fabrication simple, la surface de came est formée sur un collet annulaire faisant partie d'une douille fixee sur la broche. Pour déplacer le positionneur, il est avantageux d'utiliser un vérin pneumatique ou hydraulique dont l'axe longitudinal est parallèle à l'axe de la broche et dont la tige d piston porte le positionneur, réalisé sous forme d'un doigt transversal portant un galet au bout. Le piston peut etre déplacé par le fluide de pression contre la force d'un ressort de rappel et ce déplacement peut hêtre contrôle par des interrupteurs de fin de course. D'autres caracteristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de realisation non limitatif, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une coupe longitudinale de la partie d'une broche comportant un dispositif de positionnement selon l'invention; - la figure 2 est une coupe transversale de ce dis pos i- tif, prise suivant la ligne 11111 de la figure 1; - la figure 3 est une vue en perspective de la douille avec son collet formant la came. Comme on peut le voir sur la figure 1, sur la surface latérale extérieure d'une broche 1 est fixée, en rotation et axialement, une douille 2 sur laquelle est forme un collet annulaire 3 faisant saillie radialement. Ce collet se compose de deux tronçons 4, 5 qui ont des inclinaisons contraires par rapport à l'axe longitudinal de la douille et qui se rencontrent dans un joint anguleux 6 (voir figure 3). Les tronçons 4, 5 présentent chacun une surface de roule ment ou rampe, orientée à peu près radialement, pour un galet 9 monté rotatif sur un positionneur 10, lequel est realisé sous forme d'un doigt transversal dont l'autre bout est fixe rigidement, par des liaisons visses 12, dans une barre de guidage stable ll reliée à une commande à fluide de pression. La commande à fluide de pression est formée d'un vérin 13 disposé parallèlement à l'axe de la broche et dans le cylindre 14 duquel peut coulisser à joint étanche un piston 15 relié rigidement par une tige de piston 16 à la barre de guidage 11 du positionneur 10. A l'extrémité libre de la barre de guidage 11 est prévu un ressort de pression 17 pour le rappel de la barre 11 et du positionneur 10. Ce ressort n'a cependant pas d'influence sur la broche I ou la douille 2. Des interrupteurs de fin de course 18, 19 sont fixés de façon réglable sur une tige 20 qui est fixée par une pièce intermédiaire 21 à la barre de guidage 11, parallèlement à l'axe de celle-ci. Le positionneur 10 traverse une découpe longitudinale 22 dans un carter 23 solidaire du b ti de la machine. La longueur axiale de cette découpe est légèrement plus grande que la course maximale du positionneur 10. Fonctionnement. Avant chaque changement d'outils prévu dans le programme de travail de la machine-outil, suite à un ordre adéquat, le vérin 13 est alimenté en fluide de pression pour étendre le piston 15, c'est-à- dire pour le déplacer vers la gauche dans la representation de la figurel,cpntre la force du ressortl7.Le positionneur 10 fixé rigidement à la barre de guidage 11 est déplacé en meme temps, de sorte que le galet 9 s'applique contre la rampe 7 du tronçon 4 ou contre la rampe 8 du tronçon 5 de la came à un moment qui est fonction de la position angulaire de la broche.La poursuite du déplacement du positionneur 10 vers la gauche a pour effet que le galet 9 exerce une pression plus ou moins grande sur la rampe 7 ou 8, ce qui produit la rotation de la broche, laquelle peut à ce moment etre tournee libre tuent. La rotation de la douille 2 et de la broche 1 liée au déplacement axial du positionneur 10 est poursuivie jusqu'à ce que le galet 9 soit arrivé dans le creux forme par le joint 6. La broche 1 occupe alors une position angulaire exactement définie par rapport au carter 23 solidaire du bSti de la machine. Pour exclure avec certitude des déviations latérales du positionneur 10, celui-ci comporte, de l'autre ctté de la barre de guidage 11, un embout 25 glissant par des patins 26 dans une rainure lontudinale 27 dlun couvercle 28 (voir la figure 2).Ce guidage de l'embout 25 assure, en combinaison avec le guidage des deux extrémités de la barre 11 par de grandes surfaces cylindriques dans le carter 23, un maintien et une fixation stables du positionneur 10 faisant librement saillie en direction de la came. Lorsque la broche a été amenée à la position zéro, l'un des interrupteurs de fin de course 18, 19 provoque la détente du vérin 13, de sorte que le ressort 17 peut repousser la barre de guidage pilet le positionneur 10 à leur position de fin de course droite (dans la représentation de la figure 1) où le galet 9 n'est plus en contact avec le "sommet", c'est-à-dire l'autre point de rencontre des rampes 7, 8, de sorte que la broche peut ensuite tourner librement. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation représenté. Par exemple, il n'est pas indispensable que le positionneur soit réalisé sous forme d'un doigt transversal particulier; il peut également titre formé par une simple protubérance sur un organe de guidage déplaçable longitudinalement et ayant une section droite appropriée. De plus, pour déplacer le positionneur, on peut utiliser également d'autres dispositifs de commande > des mécanismes à tige filetée par exemple, à la place d'un vérin. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour positionner une broche de machineoutil angulairement, comprenant une came à profil cardioïde solidaire de la broche et un positionneur mO par fluide de pression, disposé perpendiculairement à l'axe de la broche et portant un galet de came qui, quand il.est pressé contre la came, fait tourner la broche désaccouplée du dispositif d'avance dans l'un ou l'autre sens jusqu'à une position zéro préfixée, caractérisé en ce que la surface de came est disposée sur le pourtour de la broche(l) et est composée de deux rampes (7, 8) présentant des inclinaisons de pas contraires par rapport à un plan radial, dont les extrémités se rencontrent dans un joint (6) qui définit la position zéro, et en ce que le positionneur (9, 10) est-deplaçable parallèlement à l'axe de la broche. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de came (7, 8) est formée sur un collet annulaire (3) faisant partie d'une douille (2) fixée sur la broche (1). 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le positionneur (9, 10) est un doigt (10) disposé perpendiculairement à l'axe de la broche et portant au bout un galet (9) roulant sur la surface de came (7, 8), le doigt (10) étant fixé transversalement à une barre de guidage (11) reliée à un vérin (13) ma par un fluide de pression. 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérise en ce que le doigt transversal (10) possède, au-delà de la barre de guidage (11), un prolongement ou embout (25) qui porte des patins (26) guidés dans une rainure axiale (27) d'un élément solidaire du bati de la machine. 5 - Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caracté- rise en ce qu'il comporte un ressort de pression (17) pour le rappel du positionneur (10) sur un prolongement axial de la barre de guidage (11) ainsi que des interrupteurs réglables (18, 19) fixés par une pièce intermédiaire (21) à cette barre.