Brevet FR2479048A1 — publié le 19811002

-1 Tourelle porte-outils à corps révolver. L'invention a pour objet une tou- relle porte-outils à corps révol.,i--, à plusie rs posit:ons, du type comportant: - un corps de base, - un corps porte-outils monté à retation sur le corps de base et déplaçable eu direction axiale le.ong de l'axe autour d:*uel il peut tourner, un corps de commande monté à rca tion sur le corps de base, coxialement au corps porte-outils, pouvant tourner dans les deux sens sous l'action d'organes moteurs ren- versables, - un accouplement fileté étant prévu entre le corps de commande et le corps porte-out is et un accouplement frontal prévu entre le corps poe e-outils et le corps de base, ainsi que: - un joint unidirectionnel, à logements et clavette à res- sort, entre le corps de commande et le corps porte-outils, 20. - un joint unidirectionnel, à logements et clavette à res- sort, entie le corps porte-outil] et le corp]s de base, Pour satisfaire aux exigences du travail, les tourelles porte-outils à corps révolver à plusieurs positions doivent remplir certaines conditions. Elles do.ivent avant tout se met-- tre en position de façon précise dans les positions angu- laires désirées. On demande habituellement, par exemple, une précision de positionnement au moins égale à - trois secondes. Elles doivent, en outre, effec- tuer le déplacement angulaire d'une position initiale dans une position finale désirée dans des temps très réduits pour obtenir une productivité élevée de la machine-outil sur laquelle elles sont montées. On demande normalement, par exemple, pour les déplacements angulaires des vitesses de 10 à 20 tours par minute environ. -2 Une autre condition posée aux tou- relles de ce type, consiste à pouvoir recevoir un outil de poids élevé prédéterminé, fixé en porte-à-faux sur le corps porte-outils, même quand la tourelle considérée est montée avec son axe disposé horizontalement. On demande, par exemrple, la possibilité de monter un outil d'un poids de 25 kg avec un porte-à-faux de 180 mm. Il est évident que la vitesse de rotation élevée et la présence d'outils lourds en porte-à- faux font que le corps porte-outils est soumis à un couple de déséquilibre ou de basculement extérieur résultant du couple d'inertie développé lors de l'arrêt en position et du couple de basculement statique dû au poids de l'outil lorsque la tourelle est montée avec son axe disposé horizon- talement. Pour un emploi correct des tou- relles de ce type, le couple de basculement extérieur ne doit pas dépasser une valeur maximale admissible prédéter- minée et définie par le constructeur. Suivant la technique connue, le positionnement angulaire précis du corps porte-outils est obtenu par l'intervention d'organes d'arrêt à action posi- tive entre lu corps de base et lu corps porte-outils. il en résulte des chocs mécaniques considérables pour annuler le couple de basculement extérieur. Suivant une autre solution, lors- que le positionnement est atteint, on laisse le corps porte-outils effectuer une rotation supplémentaire d'ampli- tude finie, récupérée ensuite, et pendant laquelle on exerce une certaine action de freinage. Cette solution a cependant pour inconvénient qu'à la fin de cette rotation supplémen- taire d'amplitude finie, il se produit un choc par lequel le couple de basculement extérieur dépasse la valeur maxi- male admissible. Cela se produit, par exemple, quand un outil de poids exagéré est monté par erreur sur le corps porte-outils. La présente invention a pour but de créer une tourelle porte-outils du type indiqué dans le préambule ayant des caractéristiques structurelles et fonc- tionnelles capables de remplir les conditions indiquées tout en évitant les inconvénients mentionnés en se référant à la technique connue. L'invention concerne à cet effet une tourelle du type ci-dessus caractérisée en ce que les clavettes à ressort des joints unidirectionnels sont dispo- sées en alignement et en ce qu'un organe cédant élastiquement avec une réaction élastique prédéterminée est disposé co- axialement en position intercalée entre les clavettes, les extrémités de cet organe étant à une distance des clavettes telle qu'elles viennent en prise avec les clavettes lorsque l'une d'elles est à l'extérieur de son logement. L'invehtion sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention, des- sins dans lesquels - la Fig. 1 est une vue en coupe de la tourelle conforme à l'invention; - la Fig. 2 est une vue en coupe partielle de la tourelle suivant la ligne II-II de la Fig. 1; - la Fig. 3 est une vue en coupe à plus grande échelle, effectuée suivant la ligne III-III de la Fig. 2 et représentant un détail de la tourelle de la Fig. 1; - les Figs 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 représentent de façon schématique la tourelle de la Fig. 1 au cours des phases successives de son fonctionnement, les figures ciaprès montrant notamment - la Fig. 4: la tourelle avec le corps porte-outils bloqué dans une position angulaire pré- déterminée; - la Fig. 5: la tourelle en phase de déblocage; -4- - la Fig. 6: la tourelle pendant le déplacement angulaire vers une position suivante pré- sélectionnée; - la Fig. 7: la tourelle à l'ins- tant o cette position suivante présélectionnée est atteinte; - la Fig. 8: la tourelle à la fin de la rotation supplémentaire effectuée en raison d'un couple de basculement extérieur ayant une valeur inférieure à une valeur maximale admissible prédéterminée; - la Fig. 9: la tourelle pendant la phase de blocage; - la Fig. 10: la tourelle pendant la phase de rotation supplémentaire quand le corps porte- outils est soumis à un couple de basculement extérieur ayant une valeur supérieure à la valeur maximale admissible pré- déterminée. Dans les dessins annexés, la réfé- rence numérique 1 désigne, dans son ensemble, une tourelle à corps révolver conforme à l'invention. La tourelle 1 comporte un corps de base 2 destiné à être fixé rigidement suivant son plan de base 3 sur une machine-outil qui n'est pas représentée parce qu'elle est de type classique. Sur le corps de base 2 est monté un corps porte-outils 4 muni extérieurement d'une série de sièges, tous désignés par 5, prévus pour recevoir des outils respectifs de façon classique, ces outils n'étant pas indi- qués parce qu'ils sont de type classique. Les sièges 5 sont munis d'organes de blocage des outils constitués par des cales 6 et des vis de blocage 7. Le corps porte-outils 4 est monté sur le corps de base 2 de manière à pouvoir tourner autour d'un axe X-X perpendiculaire au plan de base 3 et à pouvoir se déplacer suivant cet axe X-X. La tourelle 1 comporte, en outre, un corps de commande désigné d'une façon générale par 8 et -5- monté pour tourner dans le corps de base 2 au moyen de pa- liers à roulement 9, 10 et il en soi classiques. Le corps de commande 8 peut tourner dans les deux sens autour de l'axe X-X sous l'action d'organes moteurs inversables qui seront décrits dans la suite. Les paliers 9 et 10 sont, du côté dirigé vers l'extérieur, directement logés dans le corps de base 2, tandis que le palier 11 est accouplé au corps de base 2 au moyen d'une plaque de fond 12 fixée soli- dairement sur le corps de base par des vis 13. Un accouplement denté, désigné d'une façon générale par 14, est prévu entre le corps de base 2 et le corps porte-outils 8. L'accouplement denté 14 est constitué par deux couronnes dentées 15 et 16 respecti- vement fixées sur le corps de base 2 et sur le corps porte- outils 4 par des vis 17 et des goupilles 18 de façon clas- sique. Un accouplement fileté, du type à filet carré, dési- gné par 19, est prévu entre le corps porte-outils 4 et le corps de commande 8. Le corps porte-outils 4 est réalisé avec des surfaces cylindriques intérieures 20 et 21, conju- guées avec des surfaces cylindriques extérieures correspon- dantes 22 et 23, appartenant respectivement à la couronne dentée 15 solidaire du corps de base 2 et à ce corps de base 2 lui-même. Le corps porte-outils 4 est, en outre, muni d'une surface intérieure 24 conjuguée avec une surface cylindrique extérieure correspondante 25 prévue sur une bague 26 fixée solidairement sur le corps de commande 8 par une vis 27 et des goupilles 28, 29. La tourelle 1 comporte, en outre, un joint unidirectionnel désigné dans son ensemble par 30. Ce joint 30 est intercalé entre le corps porte-outils 4 et le corps de base 2. Le joint 30 est du type à logements et clavette à ressort. Les logements, tous désignés par 31, sont tsinés dans le corps de base 2. Leur nombre est égal au nombre des positions de la tourelle 1. La clavette à ressort 32 est portée par le corps porte-outils 4. -6- La clavette 32 est prévue pour ve- nir en prise par l'une de ses extrémités ou extrémité active 32a dans chacun des logements 31 suivant la position respec- tive atteinte par la tourelle 1. La tourelle 1 comporte, en outre, un joint unidirectionnel, désigné dans son ensemble par 33, intercalé entre le corps porte-outils 4 et le corps de com- mande 8. Le joint 33 est du type à logement et clavette à ressort. Un logement 34 est usiné dans une bague 35 fixée solidairement sur le corps de commande 8 par les vis 27 et les goupilles 28, 29. Une clavette à ressort 36 est portée par le corps porte-outils 4. La clavette 36 est destinée à venir en prise dans le logement 34 par son extrémité active 36a. Dans la tourelle 1 conforme à l'in- vention, la clavette 32 et la clavette 36 sont disposées en alignement dans un siège de coulissement unique 37 usiné dans le corps porte-outils 4. Un organe cédant élastiquement 38 est disposé coaxialement en position intercalée entre la cla- vette 32 et la clavette 36, cet organe présentant une réac- tion élastique prédéterminée. Les extrémités 38a et 38b de cet orgarne sont disposées à une distance d'lintxrventicri prei- déterminée de butées 32c et 36c respectivement pratiquées dans la clavette 32 et dans la clavette 36 et opposées l'une à l'autre. Cette distance d'intervention est choisie de manière que les extrémités 38a et 38b de l'organe 38 cédant élastiquement viennent en prise avec les butées respectives 32c et 36c lorsque l'une des clavettes 32, 36 est à l'extérieur de son logement. Dans l'exemple représenté, l'or- gane 38 cédant élastiquement est constitué par un empilEge précontraint de rondelles Belleville, désignées dans L'enseTrble par 50. Ces rondelles Belleville 50 sont engagées et guidées sur une cheville centrale 51 entre deux plateaux d'extrémiité 52a et 52b, le plateau 52b étant en une seule pièce avec la - 7 _ 2479048 cheville 51, tandis que le plateau 52a est constitué par une bague montée pour coulisser sur la cheville et arrêtée dans une position prédéterminée par une bague d'arrêt 53. Il est évident qu'au lieu des ron- delles Belleville, on peut utiliser d'autres types de res- sorts, par exemple des ressorts du type à bagues bi-coniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. La réaction élastique que l'organe 38, cédant élastiquement, exerce sur les clavettes 32 et 36 a une valeur prédéterminée pour permettre la sortie simulta- née des clavettes de leurs logements respectifs, seulement lorsque le couple de basculement extérieur agissant sur le corps porte-outils dépasse la valeur maximale admissible. Les clavettes à ressort 32 et 36 sont avantageusement munies de ressorts respectifs 54 et 55 pour exercer sur elles une action élastique, ces ressorts étant respectivement maintenus par les plateaux d'extrémité 52a et 52b de l'organe 38 cédant élastiquement. Le corps de commande 8 est soumis à l'action d'organes moteurs 39, de type renversable, com- prenant un moteur électrique, non représenté parce qu'il est de type classique, relié cinématiquement à une vis sans fin qui engrène avec une roue dentée 41 rendue solidaire en rotation du ccips de commande au etoyen de la clavette 42. Le corps porte-outils est muni à sa partie supérieure d'un couvercle 43 fixé par des vis 44. Ce corps porte-outils est muni à sa partie inférieure d'un anneau 45 rendu solidaire en rotation dudit corps grâce à la goupille 46 et maintenu appliqué contre le corps de base 2 par des ressorts 47 pour empêcher l'entrée des copeaux et/ou de la crasse entre le corps porte- outils et le corps de base quand le premier est soulevé par rapport au second. Le mode de fonctionnement de la tourelle suivant l'invention, est décrit dans la suite en se référant à la condition initiale représentée sur les Fig. 1, 2, 3 et 4, dans laquelle la tourelle est bloquée, et dans le cas o le couple de basculement extérieur ne dépasse pas la valeur maximale admissible. - 8 - 2479048 Sous l'action des organes moteurs 39, le corps de commande 8 tourne dans le sens de la flèche f et, grâce à l'accouplement fileté 19, déplace le corps porte- outils en direction axiale en provoquant le débrayage de l'ac- couplement 14 et, par suite, le déblocage (Fiq. 5). Quand le logement 24 vient en face de la clavette 36 et que celle-ci vient en prise dans le logement, le corps 8 entraîne en rota- tion le corps porte-outils 4. Pendant cette rotation (Fig. 6) la clavette 32 quitte le logement 31 dans lequel elle était en prise et se prépare à venir en prise dans le logement sui- vant. Quand cela se produit (Fig. 7), les organes moteurs 39 et le corps de commande 8 s'arrêtent, tandis que le corps porte-outils 4 effectue une rotation supplémentaire, conformé- mentà la flèche g, sous l'action du couple de basculement ex- térieur. Il vient dans la position représentée sur la Fig. 8. La valeur de cette rotation sup- plémentaire est indiquée par îX sur la Fig. 8 et dépend de la valeur du couple de basculement extérieur. Pendant cette rotation supplémen- taire, la vitesse annulaire du corps porte-outils est progres- sivement réduite et annulée, d'abord sous l'action de freinage des seuls ressorts 54, 55 et ensuite sous l'action de freinage de l'organe 38 cédant élastiquement lorsque les butées 32c et 36c des clavettes 32 et 35 viennent respectivement er- prise avec les extrémités 38a et 38b de cet organe 38. A ce moment, les organes moteurs - 39 inversent leur sens de rotation et le corps 8, tournant dans le sens de la flèche h opposé à celui -de la flèche f, ramène le corps porte- outils 4 dans la position correcte en rattrapant la rotation supplémentaire î. Le.corps porte-outils 4 reste dans cette position angulaire grâce à la mise en prise de la cla- vette 32 dans le logement 31. Ce corps porte-outils est dé- placé en direction axiale jusqu'à l'embrayage de l'accouple- ment 14 par la rotation du corps de commande 8 dans le sens opposé à celui de la flèche f. On arrive enfin au blocage final pour lequel la. tourelle atteint la nouvelle position désirée, de façon analogue à ce qui est représenté sur la Fig.8. -9-_ Au cas o, par suite d'une utilisa- tion erronée de la tourelle, le couple de basculement extérieur dépasse la valeur admise, la réaction élastique de l'organe 38 est dépassée, les deux clavettes sortent de leur siège et, en conséquence, le corps porte- outils peut librement dépasser de façon importante la position annulaire désirée (voir Fig. 10) sans qu'il se produise de chocs, de dommagesou d'usure. L'opé- rateur peut ainsi intervenir pour arrêter le travail et pour éliminer la cause de l'utilisation erronée de la tourelle. La tourelle conforme à l'invention présente un fonctionnement sans choc, sûr et fiable pour une valeur quelconque du couple de basculement extérieur comprise entre zéro et une valeur maximale admissible. Elle est proté- gée contre les chocs et les dommages même quand, pour descauses accidentelles telles qu'usage erroné, ce couple de basculement dépasse la valeur maximale admissible. t. . - 10 - REVENDICATIONS 1 ) - Tourelle.porte-outils à corps révolver, à plusieurs positions, du type comportant - un corps de base (2), - un corps porte-outils (4) monté à rotation sur le corps de base (2) et déplaçable en direction axiale le long de l'axe autour duquel il peut tourner, - un corps de commande (8) monté à rotation sur le corps de base (2), coaxialement au corps porteoutils, pouvant tourner dans les deux sens sous l'action d'organes mobeurs reversi-. bles (39), - un accouplement fileté (19) étant prévu entre le corps de commande (8) et le corps porte-outils (4) et un accouplement frontal (14) prévu entre le corps porte-outils (4) et le corps de base (2), ainsi que: - un joint unidirectionnel (33) à logements (34) et clavette à ressort (36) entre le corps de commande (8) et le corps porte-outils (4), - un joint unidirectionnel à logements (.31) et clavette à res- sort (32) entre le corps porte-outils (4) et le corps de base (2), tourelle caractérisée en ce que les clavettes à ressort (32, - 36) des joints unidirectionnels (30, 33) sont disposées en alignement et en ce qu'un organe (38), cédant élastiquement avec une réaction élastique prédéterminée, est disposé co- axialement enposition intercalée entre les clavettes (32, 36), les extrémités (38a, 38b) de cet organe (38) étant à une distance opérationnelle des clavettes telle qu'elles viennent en prise avec les clavettes lorsque l'une d'elles est à l'ex- térieur de son logement (31). 2 ) - Tourelle selon la revendication 1, carac- térisée en ce que les ressorts (54, 55), dont les clavettes (32, 36) sont munies pour leur fonctionnement élastique, sont maintenus contre les extrémités (38a, 38b) de l'organe (38) cédant élastiquement.