Brevet FR2463661A1 — publié le 19810227

La présente invention concerne de manière générale les machines-outils, telles que les fraiseuses, et plus particulière- ment un dispositif d'avance ou d'amenage pour avancer-ou déplacer une pièce ou un organe mobile tel qu'une table porte-pièce à une position désirée dans une machine-outil. Dans les machines-outils telles que les fraiseuses, il est nécessaire d'amener la pièce à façonner à une position désirée par rapport à un outil de façonnage, tel qu'une fraise. Plus particu- lièrement, dans les fraiseuses, notamment dans les fraiseuses ver- ticales, une table porte-pièce doit être déplacée verticalement vers une fraise montée au-dessus de la tablé pour que la pièce puisse être amenée au contact de la fraise. La table portant la pièce dans une telle fraiseuse est habi- tuellement déplacée verticalement par une vis de commande qui peut être tournée manuellement par un volant ou une manivelle. Dans les fraiseuses plus perfectionnées ou plus importantes, afin de faciliter les déplacements de la table, la vis de montée de la table peut être tournée, soit manuellement, par un volant ou une manivelle, soit par un moteur. La vis est dans ce cas tournée par le moteur pour amener la table rapidement à proximité de la fraise et elle est ensuite tournée manuellement par le volant ou la manivelle pour le réglage d'amenée de la pièce au contact de la fraise. Une difficulté qui se présente avec les fraiseuses dont la vis de montée de la table peut être tournée manuellement ou par moteur est que le volant ou la manivelle est souvent involontairement entraîné en rotation lorsque la table est déplacée verticalement par le moteur. De même, il arrive fréquemment que le volant ou la manivelle est invo- lontairement entraîné en rotation par le moteur lorsqu'il est tourné manuellement pour le réglage d'amenée de la pièce au contact de la fraise. Bien entendu, le fraiseur risque alors d'être blessé et des détériorations risquent d'être provoquées sur la fraiseuse, d'autant plus que le volant ou la manivelle est dans ce cas tourné rapidement par le moteur. De telles rotations ou mouvements intempestifs d'organes se produisent également sur d'autres machines-outils que des fraiseuses comportant des dispositifs d'avance ou d'amenage agencés plus ou moins de la même manière que sur les fraiseuses, lesquelles sont donc unique- ment citées ici à titre d'exemple. L'invention vise à apporter un dispositif d'avance pour machines-outils, telles que des fraiseuses, par lequel une pièce à façonner puisse être amenée facilement et en sécurité à une position désirée par rapport à un outil de façonnage, tel qu'une fraise. En particulier, l'invention vise à apporter un dispositif d'avance de sécurité par lequel un organe mobile tel qu'une table porte-pièce puisse facilement tre amené manuellement ou mécanique- ment (par moteur) à la position désirée, mais qui ne soit à aucun moment commandé involontairement par voie mécanique, avec lequel on puisse facilement et en sécurité passer de la commande manuelle à la commande mécanique, qui soit de construction simple et compacte et qui puisse être monté facilement sur une machine-outil, même après coup. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res- sortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation préféra mais non limitatif, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en élévation frontale d'une frai- seuse dans laquelle a été incorporé un dispositif d'avance selon l'invention; - la figure 2 est une vue en élévation latérale de la frai- seuse de la figure 1; - la figure 3 est une vue en élévation à peu près frontale du dispositif d'avance incorporé dans la fraiseuse des figures 1 et 2-; - la figure 4 est une vue en plan du dispositif de la figure 3; - la figure 5 est une coupe suivant la ligne V-V de la fi- gure 3; - la figure 6 est une coupe du dispositif d'avance de la fi- gure 3 prise suivant la ligne VI-VI de la figure 5 et correspondant également, à peu près, à la ligne VI-VI de la figure 4; - la figure 7 est une coupe du dispositif d'avance de la figure 3 prise suivant la ligne VII-VII de la figure 5 et correspon- dant également, à peu près, à la ligne VII-VII de la figure 3. Les figures 1 et 2 représentent une fraiseuse verticale 1 qui a été équipée d'un dispositif d'avance 3 selon l'invention et qui sert - à la description de l'invention. Il est cependant à souligner ici que le dispositif d'avance selon l'invention est applicable à de nombreux autres types de machines-outils. La fraiseuse 1 possède, de façon classique, un socle 5, un montant 7, un bras-support 9 en haut du montant 7, une tête porte- broche 11 portée par le bras-support 9 et supportant une fraise 13, de même qu'une console 15 portant un berceau 17 sur lequel est montée mobile une table 19 portant une pièce W à usiner. La fraise 13 est montée rotative sur la tête 11 et est entraînée en rotation pour l'usinage de la pièce W pendant que cette dernière est déplacée par la table 19. La console 15, portant la table 19 par l'intermédiaire du berceau 17, est disposée verticalement coulissante sur le côté avant du montant 7 et peut être déplacée verticalement par un ensemble de vis de commande ou de montée de console 21 disposé verticalement dans le socle 5. Le berceau 17 porte un volant 23 pour une vis d'avance longitudinale et un volant 25 pour une vis d'avance transversale, ce qui permet de déplacer la table 19 portant la pièce W dans un plan horizontal, longitudinalement et transversalement. La table 19 pour- rait cependant être déplacée également dans un plan horizontal par des organes moteurs incorporés dans le berceau 17. En service, la table 19 est tout d'abord montée verticalement par la rotation de la vis 21, en vue de l'amenée de la pièce W au contact de la fraise 13, et la table 19 est ensuite déplacée horizontalement pour produire le mouvement de translation nécessaire au fraisage entre la fraise 13 et la pièce W. Le dispositif d'avance selon l'invention est utilisé sur la fraiseuse 1 qui vient d'être décrite pour commander la vis de mon- tée 21 en vue du déplacement vertical de la console 15 avec la table 19 et la pièce W. A cet effet, le dispositif d'avance 3 selon l'invention est monté sur la partie avant de la console 15 selon le mode de réalisation préféré représenté sur les figures 1 et 2. Il est cependant à noter qu'un dispositif d2avance selon l'invention pourrait également être utilisé pour déplacer horizontalement la table 19 avec la pièce W à usiner. Comme on peut le voir surtout sur les figures 3, 4 et 5, le dispositif d'avance 3 selon l'invention possède un volant 27, un levier 29 et un carter 31 composé d'une partie supérieure cylin- drique 31U et d'une partie inférieure 31L qui est sensiblement parallé- lepipédique. La partie inférieure 31L est fermée sur les c8tés par des couvercles 33, 35, ouverte en bas et reliée en bas à un moteur élec- trique 37 dont l'arbre de sortie 39 dirigé verticalement vers le haut porte un pignon d'attaque 41 et traverse un joint annulaire 43 entre le moteur et le dessous ouvert du carter 31, lequel est ainsi fermé par le moteur, comme le montre la figure 5. La partie supérieure 31U du carter 31 possède un côté avant ouvert qui est recouvert par un cadran ou tambour rotatif 45 qui porte une graduation 45G pour la lecture de la rotation du volant 27 et peut être immobilisée en rota- tion par un dispositif de blocage 47 porté par un manchon de recou- vrement 49. Le carter 31 est fixé par sa-partie supérieure 31U à la partie avant de la console 15 de la fraiseuse 1 par plusieurs élé- ments de fixation tels que des vis 51, voir la figure 5. La figure 5 montre également que le volant 27 est solidarisé par plusieurs vis 53 avec une pièce d'embrayage 55 qui est rotative et axialement mobile et qui est destinée à coopérer avec une pièce d'embrayage 57 dont l'extrémité arrière porte une denture conique coaxiale 59. La pièce d'embrayage 57 est calée par une clavette 61 sur un arbre horizontal 63 qui est monté rotatif dans le carter 31 et dont les extrémités-font saillie de celui-ci. L'extrémité intérieure de l'arbre 63 est accouplée à la vis de montée 61 de manière à faire tourner celle-ci lorsqu'il est animé d'une rotation. La pièce d'em- brayage 55 solidaire du volant 27 peut tourner et coulisser axiale- ment sur un manchon 65 qui est fixé à l'extrémité extérieure de l'arbre 63 par une vis 67. Le manchon 65 permet à la pièce d'embra- yage 55 de se déplacer sur lui pour venir en contact avec la pièce d'embrayage 57 et pour s'en écarter, tout en empêchant cette pièce de se dégager du manchon. La pièce d'embrayage 55 est normalement écartée de la pièce d'embrayage 57 par un ressort 69 qui, dans le mode de réalisation préféré, est-un ressort hélicoidal entourant l'arbre 63. La pièce d'embrayage 55 peut être amenée-en contact avec la pièce d'embrayage 57, contre la force du ressort 69, lorsque le volant 27 est poussé axialement à la main et l'arbre 63 est entrainé en rotation lorsque le volant 27 est tourné manuellement pendant que les pièces d'embrayage 55 et 57 sont en prise l'une avec l'autre. Bien entendu, une telle rotation de l'arbre 63 fait tourner également la vis de montée 21, ce qui produit le déplacement vertical de la console 15 de la fraiseuse 1 avec la table 19 portant la pièce W. Pour que l'arbre 63 puisse être entraîné par le moteur élec- trique 37, le carter 31 contient un arbre intermédiaire 71 disposé perpendiculairement à l'arbre 63 et portant en haut un pignon conique 73 qui est en prise avec la denture conique 59. L'arbre intermédiaire 71 est monté dans un roulement 75 avec interposition d'une pièce d'em- brayage 77 qui est destinée à coopérer avec une pièce d'embrayage 79 située sous elle et portant à sa périphérie une denture 81. La pièce d'embrayage 79 est montée rotative et axialement coulissante autour de l'extrémité inférieure de l'arbre intermédiaire 71, de telle ma- nière que la denture 81 reste en permanence en prise avec le pignon d'attaque 41 calé sur l'arbre de sortie 39 du moteur électrique 37. La pièce d'embrayage 79 peut donc être amenée en prise avec la pièce d'embrayage 77 et être écartée d'elle par son déplacement le long de l'arbre intermédiaire 71, mais la denture 81 reste en prise avec le pignon d'attaque 41. La pièce d'embrayage 79 est poussée vers la pièce d'embrayage 77 par un ressort 83, qui peut être un ressort héli- coïdal, mais elle est normalement maintenue écartée de la pièce d'embrayage 77, contre la force du ressort 83, par une fourchette d'embrayage 85. Comme on peut le voir sur les figures 6 et 7, la fourchette 85 est articulée sur le carter 31 autour d'un axe hori- zontal 87 et elle porte un galet de came 89 dont le rôlesera décrit en détail dans ce qui va suivre. Il ressort de ce qui précède que l'arbre 63 peut être entraîné en rotation par le moteur électrique 37 par l'intermédiaire du pignon d'attaque 41 et de la denture 81, des pièces d'embrayage 79 et 77, de l'arbre intermédiaire 71, du pignon conique 73 et de la denture conique 59, si la fourchette 85 permet au ressort 83 de pousser la pièce d'embrayage 79 contre la pièce d'embrayage 77. La fourchette 85 qui maintient la pièce d'embrayage 79 écartée de la pièce d'embrayage 77 est commandée par une came 91 calée sur un axe 93, voir les figures 6 et 7. L'axe 93 est monté rotatif dans la partie inférieure 31L du carter 31 avec son extrémité avant faisant saillie du carter 31, o elle est supportée par une pièce de sup- port 95 fixée sur le carter, de sorte que l'axe 93 peut être manoeuvré par le levier 29. La came 91 est agencée de telle manière qu'elle force normalement la fourchette 85, par l'intermédiaire du galet 89, à écarter la pièce d'embrayage 79 de la pièce d'embrayage 77, contre l'action du ressort 83, mais qu'elle permet à la fourchette 85 de libérer la pièce d'embrayage 79 lorsqu'elle (la came) est tournée dans un sens ou dans l'autre. Donc, si la came 91 est tournée dans un sens ou dans l'autre à partir de sa position normale, la- four- chette 85 permet au ressort 83 d'amener la pièce d'embrayage 79 en prise avec la pièce d'embrayage 77. Comme i-l ressort le mieux de la figure 7, pour tourner l'axe 93 de la came 91, le levier 29 est fixé sur une pièce pivotante 97 qui est à peu près rectangulaire et est elle-même reliée par un axe d'arti- culation 99 à une pièce 101 calée sur l'extrémité extérieure de l'axe 93. L'axe d'articulation 99 est disposé perpendiculairement à l'axe 93 dans la pièce 101 et maintient la pièce pivotante 97 de telle manière que le levier 29 fixé à la pièce 97 peut pivoter autour de l'axe 99. Plus précisément, la pièce pivotante 97 est maintenue de telle manière par l'axe 99 qu'elle reste normalement en contact avec la face avant du support 95 fixé sur le carter 31 et qu'elle peut être écartée par pivotement du support 95 lorsque le levier 27 est tiré vers l'avant. Dans le mode de réalisation représenté, la pièce pivotante 97 est maintenue élastiquement en contact avec le support 95 par un ressort 103 et une bille 105 portés par la pièce 101 calée sur l'axe 93 de la came 91. Sur son côté intérieur, la pièce pivo- tante 97 présente une rainure 107, tandis que le support 95 porte une vis 109 dont la tête forme une butée qui est reçue dans la rainure 107 lorsque la pièce pivotante 97 est maintenue en contact avec le sup- port 95. Donc, la pièce 97 est empêchée de tourner - et de faire tour- ner ainsi l'axe 93 portant la came 91 - lorsqu'elle est maintenue en contact avec le support 95 par le ressort 103 et la bille 105. Natu- rellement, lorsque le levier 29 est tiré vers l'avant, ce qui fait pivoter la pièce 97 autour de l'axe 99 et la dégage de la butée 109, la pièce pivotante 97 peut être tournéeavec le levier 29 en vue de la rotation de l'axe 93 portant la came 91 par l'intermédiaire de la pièce 101 calée sur l'axe 93. Un point important est que le levier 29 est en outre dis- posé de telle manière qu'il est empêché par le volant 27 d'être tiré vers l'avant, de sorte que le levier 29 et la pièce pivotante 97 ne peuvent pas faire tourner l'axe 93 portant la came, si le volant 27 a été poussé en avant en vue de l'accouplement mutuel des pièces d'embrayage 55 et 57. Plus précisément, le volant 27 et le levier 29 occupent des positions relatives telles que chacun d'eux est empêché par l'autre d'être manoeuvré lorsque cet autre est manoeuvré, comme représenté par les lignes fictives en traits mixtes sur la figure 4. Autrement dit, le volant 27 et le levier 29, pour pouvoir être ma- noeuvrés, doivent être amenés chacun au même plan vertical, comme indiqué par lesdites lignes sur la figure 4, de sorte qu'ils ne peuvent pas être manoeuvrés en même temps. Le volant 27 est donc également empêché par le levier 29 d'être poussé en avant dans le sens de l'accouplement mutuel des pièces d'embrayage 55 et 57 lorsque le levier 29 a été tiré vers l'avant en vue de la rotation de la came 91. Comme il ressort le mieux des figures 6 et 7, la came 91 porte un maneton excentré 111 qui fait saillie dans un tfou 115 d'une tige 113. La tige 113 est disposée horizontalement dans la partie infé- rieure du carter 31 et peut être déplacée horizontalement par le maneton 111 dans un sens ou dans l'autre lorsque la came 91 est tournée avec l'axe 93 dans un sens ou dans l'autre. A son extrémité, la tige 113 porte un renflement 117 destiné à agir sur deux interrupteurs de fin de course 119 et 121 pour le démarrage du moteur électrique 37 dans le sens de rotation normal ou inverse. Dans le mode de réalisa- tion représenté, l'agencement est tel que le maneton 111 ne peut déplacer la tige 113, pour que le renflement 117 actionne l'un ou l'autre des interrupteurs de fin de course 119, 121, que si la came 91 est tournée, ce qui produit la libération de la fourchette 85. La tige 113 est en outre sollicitée par un ressort 123 qui entoure la tige à peu près au milieu et par des ressorts 125 situés à l'extré- mité de la tige pour, par l'intermédiaire de la tige et du maneton 111, maintenir normalement la came 91 à la position o la fourchette 85 maintient les pièces d'embrayage 77 et 79 écartées l'une de l'autre contre la force du ressort 83. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite et que l'homme de l'art pourra y apporter di- verses modifications sans pour autant sortir de son cadre. R E V E N D I C A T I O N Dispositif d'avance pour machines-outils, telles que des $ ^ fraiseuses, destiné à amener une pièce à façonner à une position désirée par rapport à un outil et susceptible d'être mû à la main et par un moteur, caractérisé en ce qu'il comporte un mécanisme de verrouillage mutuel qui empêche la commande par moteur du dispositif Y-- d'avance lorsque celui- ci est manoeuvré à la main et qui empêche la manoeuvre manuelle du dispositif d'avance lorsque celui-ci est commandé par moteur.