Brevet FR2495354A1 — publié le 19820604

La présente invention concerne un calculateur mécanique permettant de régler l'angle de l'outil d'une fraiseuse à tête universelle. La tête assemblée de la machine du type concerné comprend une première partie de tête renfermant le mandrin, laquelle est montée en rotation par rapport à une seconde partie autour d'un axe situé initialement à 450 de l'horizontale, cette seconde partie étant ellemême montée en rotation sur une poupée fixe de la machine d'une façon telle que les première et seconde parties peuvent être mises en rotation comme un même ensemble autour d'un axe horizontal.Pour régler la tête suivant un certain angle, c'est-à-dire dans le cas où l'axe de l'outil ne doit être ni vertical ni horizontal, les première et seconde parties de la tête doivent être mises en rotation autour de l'axe horizontal cité ci-dessus et la première partie doit être mise en rotation par rapport à la seconde partie,la machine étant munie de cadrans à cet effet. Pour un axe donné de l'outil,il est cependant nécessaire d'exécuter un calcul trigonométrique de façon à déterminer les réglages nécessaires sur le cadran. L'opérateur peut par conséquent trouver ces réglages par tâtonnement , ce qui prend du temps et est imprécis, ou bien il peut se référer aux calculs trigonométriques d'un personnel plus qualifié. Un objet de la présente invention est de permettre à l'opérateur de trouver l'angle de réglage sur les cadrans de la machine sans avoir à se référer à des techniciens, la précision nécessaire de réglage se trouvant néanmoins conservée. Cela peut être obtenu soit en dressant des tables par calcul, ce qui impliquerait un temps de calcul prohibitif, soit en faisant appel à un programme d'ordinateur, ce qui pourrait se traduire par des volumes importants d'imprimés que devrait consulter l'opérateur. Selon la présente invention, on prévoit un calculateur mécanique qui comprend deux composants portant une échelle qui sont accouplés de façon à pouvoir tourner l'un par rapport à l'autre autour d'un centre, l'un des composants comportant une échelle "Sin" logarithmique en partie circulaire, l'autre une échelle "Tg" logarithmique en spirale, et un moyen de curseur disposé de façon à=-t-re animé d'un mouvement angulaire autour dudit centre et permettre un alignement radial des deux échelles De préférence, le premier composant est une plaque annulaire et l'autre composant est un disque se montant à l'intérieur de la plaque annulaire, Commodément, le moyen de curseur comprend un disque transparent sur lequel est inscrite une ligne radiale et qui est monté en rotation autour dudit centre La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins cijoints dans lesquels La figure 1 est une vue en coupe diamétrale du calculateur; La figure 2 est une vue en plan des échelles du calculateur ainsi que du curseur, le bossage central étant omis pour plus de clarté; La figure 3 est une vue en élévation de la tête de la fraiseuse; et La figure 4 est un diagramme des axes de référence par rapport à la table de la fraiseuse En liaison avec la figure 3, une première partie de tête 12 renfermant un mandrin 13 est montée en rotation sur une seconde partie de tête 14 autour d'un axe 15 faisant initialement un angle de 450 par rapport à l.'horizontale.La seconde partie de tête 14 est elle-même montée en rotation sur une partie 16 d'une poupée fixe de la machine autour d'un axe horizontal 17. Pour fraiser un angle, l'opérateur doit trouver les réglages nécessaires sur des cadrans A et B en fonction de l'angle requis de l'outil En liaison avec la figure 4, l'axe de référence Z correspond à l'axe de l'outil dans une position verticale lorsque le centre de la table se trouve au-dessous de la tête de la machine.L'axe Y représenté est parallèle à l'axe horizontal 17. L'opérateur doit sassurer des angles d'inclinaison de l'axe de l'outil de coupe, par rapport aux axes X et Y représentés (angles ! et respectivement). L'étude de la géométrie de réglage des cadrans A et B donne a = tg~l (tQ é où a est un angle de référence donné dans des tables établies par le constructeur à partir desquelles les réglages des cadrans A et B peuvent être obtenus par une simple addition ou soustraction Pour respecter, les tolérances, la valeur de a doit avoir une précision de + Un mode de réalisation de la présente invention permettant de procéder au calcul précédent sera maintenant décrit en liaison avec les figures 1 et 2 Un organe de base en forme de disque 1 est fixé rigidement à un organe annulaire 3,sur la surface dirigée vers le haut duquel est imprimée une échelle en partie circulaire 6. L'échelle 6 est une échelle "Sin" logarithmique. Un ergot fixe 8 est fixé au centre de l'organe de base 1 et un disque rotatif 4 est monté en rotation autour de l'ergot, coulissant sur la surface supérieure de l'organe de base 1. Sur la surface supérieure du disque 4 est imprimée une échelle 7 qui est une échelle "tg" logarithmique en spirale. Un disque curseur transparent 5 est monté en rotation autour d'un bossage central vertical du disque 4.Une ligne radiale de curseur Sa est inscrite sur le disque 5. Le disque 5 est maintenu par une bague 2 fixée rigidement à l'organe de base. La rotation du disque 4 et par conséquent de l'échelle 7 est exécutée par mise en rotation d'un écrou 9 qui est fixé au disque 4, et la rotation du curseur 5 est obtenue au moyen d'un bouton 11 fixé au disque. L'échelle 7 peut être bloquée par rapport à l'échelle 6 en faisant tourner un écrou 10 monté sur une partie filetée supérieure de l'ergot 8. Les étapes nécessaires au calcul de l'angle de référence a se limitent à celles d'une simplé règle à calcul.La première Ftape,pour des an gles 4, et g donnés,est de diviser tg b par sin 9.Les échelles A et il vont de 450 à 900 et sont logarithmiques comme indiqué précédemment.Pour diviser tg par sin w il faudrait normalement soustraire log (sin T) de log (tg b), mais comme la valeur de log (sin 9) est toujours zéro ou négative, log (sin T) sera ajouté à log (tg ). Cela est exécuté sur le calculateur en faisant tourner l'échelle 7 et la ligne de curseur Sa de façon que l'angle s de l'échelle 7 soit aligné avec l'angle g de l'échelle 6. L'écrou de blocage 10 est alors serré de façon à fixer l'échelle 7 par rapport à ltéchelle 6. Le curseur est alors mis en rotation jusqu'à ce que la ligne de curseur soit en correspondance avec le repère 900 de l'échelle 6. S'il y avait une simple version logarithmique non-trigonométrique de l'échelle 7, la solution de la division de tg b par sin 9 pourrait alors être lue. Nais le calcul de la tangente inverse de cette solution est nécessaire, et, comme l'échelle 7 est déjà une échelle des tangentes, la valeur de a peut sim- plement être lue sur l'échelle 7, l'angle requis étant lu à la première intersection de la ligne de curseur 5a et de l'échelle en spirale 7 en suivant la spirale dans le sens des aiguilles d'une montre à partir de la valeur originale de b. Ainsi, en trois simples mouvements, l'opérateur peut déterminer angle de référence a nécessaire au réglage de la tête de machine Le calcul pourrait naturellement être exécuté avec une règle linéaire mais faire ce calcul à la précision requise tout en pouvant lire facilement l'échelle nécessiterait une règle à calcul de plusieurs dizaines de centimètres de longueur. L'échelle en spirale 7 condense effectivement le calculateur pour lui donner une forme compacte et utilisable facilement tout en maintenant la précision requise à t 5'. La limitation des deux échelles 6 et 7 à la gamme 45 -90 est considérée comme pratique car il est très rare que les angles de réglage pour lesquels b et 9 tombent en dehors de cette gamme La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaitront à l'homme de l'art REVENDICATIONS 1 - Calculateur mécanique, caractérisé en ce qu'il comprend deux composants portant une échelle accouplés de façon à tourner l'un par rapport à l'autre autour d'un centre (8), un composant (3) portant une échelle "Sin" logarithmique à partie circulaire, l'autre composant (6) portant une échelle logarithmique "Tg" en spirale (7), et un moyen de ligne de curseur (5a) disposé de façon à être animé d'un mouvement angulaire autour du centre pour permettre un alignement radial des deux échelles. 2 - Calculateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier composant (3) est une plaque annulaire et le second composant (4) est un disque monté à l'intérieur de la plaque annulaire. 3 - Calculateur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen de ligne de curseur (5a) comprend un disque de curseur transparent (5) sur lequel est inscrit une ligne de curseur radiale (5a) et est monté en rotation autour du centre. 4 - Calculateur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'échelle "Sin" logarithmique à partie circulaire (6) va de 450 à 900. 5 - Calculateur selon l'une des revendications 1 à 4,caractérisée en ce que l'échelle "tg" logarithmique en spirale (7) va de 450 à approximativement 900, par incréments de 10 minutes ou moins.