Brevet FR2489732A1 — publié le 19820312

DISPOSITIF PORTATIF D'USINAGE MECANIQUE, EVENTUELLEMENT AVEC ENLEVEMENT DES COPEAUX. La présente invention a pour objet un dispositif portatif d'usinage mécanique, comportant éventuellement un enlèvement des copeaux. Le transport jusqu'a l'usine spécialisée de certaines pieces d'accès difficile ou de dimensions très importantes est très coûteux. La présente invention supprime cet inconvénient grâce a un dispositif portatif qui peut être fixé au moyen de butées et de fixations dans des volumes et cavités de dimensions limitées, ledit dispositif comportant un outil dont la rotation est commandée par un mandrin associé a un dispositif d'avancement manuel ou automatique. Le dispositif, objet de la présente invention, permet des opérations de fraisage, perçage et meulage. Ces caractéristiques essentielles sont décrites ci-après, ainsi que les avantages particuliers qui s'y attachent: A- Ce dispositif comporte un corps susceptible d'être fixé et dont l'outil est doté d'un mouvement vers la droite ou la gauche, avec avancement par rapport au corps. B - Le corps du dispositif comporte des moyens de butée et de fixation destinés permettre un positionnement exact dudit dispositif et une fixation efficace pendant l'utilisation. C- Le dispositif est portatif et peut être utilisé dans toutes positions. D- L'axe de travail de l'outil ne coincide pas avec les axes des arbres de commande de sa rotation et de son avancement. E- Selon une première forme de réalisation de la présente invention, les mouvements d'avancement et de rotation sont commandés par un arbre moteur unique. F- Selon une autre forme de réalisation de la présente invention, la commande d'avancement de l'outil est manuelle et par conséquent indépendante de la commande de rotation de l'outil. G- Le dispositif selon la présente invention permet l'utilisation de différents outils tels que: fraise, mèches, outils abrasifs. H- Le moteur de commande des mouvements de l'outil est séparé de l'outil lui-même. La présente invention a pour objet un dispositif d'usinage mécanique avec enlèvement éventuel de copeaux, du genre comportant un corps que traverse un arbre de commande actionné par des moyens moteurs extérieurs audit corps, et un mandrin parallèle audit arbre et entrai né en rotation par ce dernier par l'intermédiaire d'un couple de roues dentées, ce dispositif étant carac térisé en ce que ledit mandrin est déplaçable axialement pour recevoir le mouvement d'avancement d'une couronne dentée intermédiaire d'avancement coaxiale audit mandrin, cette couronne étant déplaçable axialement mais ne pouvant tourner et recevant ledit mouvement axial par l'intermédiaire de moyens tournants a vis qui ne sont pas déplaçables axialement et sont en prise avec la couronne dentée d'avancement. Selon un mode de réalisation de la présente invention, ledit dispositif d'usinage mécanique est caractérisé en ce que lesdits moyens a vis consistent en un filetage interne d'un fourreau externe denté qui entoure ladite couronne dentée formant le moyen intermédiaire d'avancement qui comporte un filetage externe et en ce que la denture externe du fourreau est en relation avec le moteur entraînant l'arbre de commande en rotation. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le fourreau d'avancement est muni sur une première partie de sa périphérie, d'une série d'indentations dans lesquelles est en prise une dent prévue sur l'arbre de commande. Selon une forme d'exécution de l'invention, ledit fourreau denté d'avancement comporte sur une deuxième partie de sa périphérie une série de rainures dont le profil est en arc de cercle. Ces rainures sont engageables l'une après lautre dans un flasque annulaire porté par l'arbre de commande et ledit flasque annulaire est de préférence ajouré de manière appropriée pour permettre le positionnement, en position radiale, de la dent d'entrainement de l'arbre qui commande la rotation du fourreau denté précité. Selon encore une autre forme d'execution de la présente invention, lesdits moyens a vis sont constitués d'une vis dont l'axe est parallèle a la couronne intermédiaire d'avancement, ladit vis étant en prise avec une indentation axiale filetée ménagée sur la surface latérale de la couronne. De préférence les moyens de rotation de ladite vis sont des moyens de rotation manuels. Le dispositif d'usinage mécanique avec enlèvement éventuel de copeaux conforme a la présente invention permet d'obvier aux inconvénients des dispositifs connus. Il consiste en un dispositif peu encombrant, peu couteux et très aise a mettre en place. Les objets, caractérisques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs mieux de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la Figure 1 illustre, en perspective, une moitié du dispositif reven diqué selon la première forme de réalisation, qui prévoit l'avancement automatique de l'outil, l'autre moitié étant supprimée pour montrer les mécanismes internes. La Figure 2 est analogue a la Figure 1 mais elle se réfère a la forme de réalisation avec avancement manuel de l'outil. La Figure 3 illustre une section du dispositif représenté à la Figure 1, en position de travail dans un petit volume, équipé de surfaces de butée et de fixation du dispositif. La Figure 4 est une vue latérale du petit arbre de commande du dispositif illustré à la Figure 1. Les Figures 5 et 6 sont des vues d'extrémités dudit petit arbre, suivant les plans indiqués respectivement par V-V et VI-VI sur la Figure 4. La Figure 7 est une vue partielle, agrandie, suivant le plan Vil-Vil de la Figure 4. La Figure 8 est une section diamétrale d'un fourreau denté destine à l'avancement de l'outil, ce fourreau étant également illustré dans les deux vues d'extrémités des Figures 9 et 10 suivant les plans IX-IX et X-X. La Figure 11 est l'agrandissement du détail indiqué en XI dans la Fig.9. La Figure 12 est une section diamétrale du mandrin qui actionne l'outil. Les Figures 13 et 14 sont respectivement une section diamétrale et une vue d'extrémité selon le plan XIV-XIV de la couronne dentée de commande de l'avancement de l'outil. La Figure 15 est une vue de l'arrière d'une deuxième forme de réalisation du dispositif selon l'invention qui peut être associée à celle illustrée en perspective à la Figure 2, dans laquelle sont indiqués par un trait fin les contours d'un volume étroit dans lequel doit être utilisé le dispositif selon la présente invention. La Figure 16 est une section selon le plan XVI-XVI de la Figure 15; elle est analogue à la Figure 2 mais elle représente une section en projection sur un plan. La Figure 17 est une section selon le plan XVII-XVII de la Figure 15. La Figure 18 est une vue laterale, partiellement en coupe, du mandrin de l'outil représenté aux Figures 2, 15 et 17. La Figure 19 est une section diamétrale de la couronne de commande d'avancement de l'outil, selon la variante de réalisation représentée aux Figures 2 et 15 et suivantes. Les Figures 30 et 21 sont des vues d'extrémité de la même couronne déjà représentée en coupe à la Figure 19. Référence étant faite plus particulièrement aux Figures 1, 3 et 14, le dispositif selon la présente invention comporte un corps, indiqué par 1 dans son ensemble, ayant une forme approximativement cylindrique, mais n'ayant toutefois pas une section circulaire. D'une des deux extrémités dudit corps, que l'on appellera extrémité antérieure, dépasse un outil 16. De l'autre extrémité du corps 1 dépasse partiellement un arbre de commande 5 qui pourra être actionné par un arbre de transmission flexible, un moteur électrique extérieur au corps 1 ou autre moyen adéquat. L'arbre de commande 5 traverse le corps 1 dans toute sa longueur et est en prise avec une roue dentée 7 par laquelle est transmis le couple de rotation de l'outil 16, grâce à une roue dentée menée 41 solidaire du mandrin 4 et qui engrène avec la roue dentée 7. L'outil 16 est fixé de façon connue au mandrin 4, par accouplement à vis. Il faut noter que la longueur axiale des dents de la roue dentée 7 est bien plus grande que la longueur axiale es dents de la roue dentée 41 puisque cette dernière doit se déplacer axialement avec le mandrin 4 et l'outil 16 pour permettre le mouvement d'avancement de l'outil 16. Le mouvement d'avancement de l'outil est réalisé de la façon suivante: Le mandrin 4 présente une surface annulaire de butée 42 sur-laquelle s'appuie une couronne intermédiaire d'avancement 8. Ladite couronne intermédiaire d'avancement 8 entoure l'extrémité postérieure du mandrin 4 et elle comporte une surface annulaire 81 complémentaire à la surface 41. Ladite couronne 8 est montée sur le mandrin de manière à permettre le libre mouvement de rotation de ce dernier; elle est entre autre montée à l'intérieur du corps 1 déplaçable axialement tandis que sa rotation par rapport audit corps est empêchée de la manière qui sera décrite plus loin. La surface externe de la couronne 8 est filetée et l'on y visse le fourreau dente 9 d'avancement de l'outil comme illustré en détail aux Figures 8 et 11. Ledit fourreau d'avancement 9 comporte une première série d'indentations circonférentielles 91 destinées à recevoir une dent 51 disposée sur la surface externe du petit arbre de-commande 5. Le fourreau d'avancement 9 est logé à l'intérieur du corps 1 de façon telle que tous déplacements axiaux soient empêchés. Le fonctionnement du mécanisme automatique d'avancement est le suivant: à chaque tour de l'arbre de commande 5, la dent 51 s'insère dans une des indentations circonférentielles 91 du fourreau d'avancement 9 et provoque la rotation de cette dernière pour une fraction de tour. La rotation du fourreau d'avancement 9, qui ne peut pas se déplacer axialement, produit un vissage dudit fourreau sur la couronne intermédiaire d'avancement 8, laquelle ne peut pas tourner mais peut se déplacer axialement: chaque mouvement de rotation du fourreau d'avancement 9 correspond à un mouvement de déplacement axial de la couronne intermédiaire 8 qui fait avancer l'outil. Dans la forme de réalisation de l'invention représentée, le mouvement d'avancement de l'outil est discontinu; il est également évident que l'arbre 5 pourrait comporter, au lieu d'une seule dent 51, deux dents ou davantage; le mouvement d'avancement discontinu pourrait être transformé en un mouvement continu en remplaçant la dent 51 et les rainures 91 par un couple de roues dentées ayant un rapport de transmission approprié. Selon cette forme de réalisation, le mouvement d'avancement de l'outil est discontinu, et par conséquent le mouvement de rotation du fourreau 9 est aussi discontinu. Il est donc nécessaire que pendant la fraction du mouvement de rotation de l'arbre 5 pendant laquelle la dent 51 n'est engagée dans aucune des rainures 91, le fourreau 9 reste rigoureusement immobile, afin d'éviter des interférences dangereuses entre la dent 51 et les indentations 91. A cette fin, l'arbre 5 comporte, selon l'invention, un flasque annulaire 52, axialement déphasé par rapport à la dent 51 et adapté à être engagé, pendant la fraction de tour de l'arbre au cours de laquelle la dent 51 n'est pas engagée dans l'indentation 91, dans des rainures circulaires 92 ménagées sur la surface latérale du fourreau 9, et en position excentrée par rapport aux indentations 91. Le flasque 52 comporte en outre une échancrure circulaire 53 disposée en regard de la position radiale de la dent 51, ladite échancrure permettant la rotation du fourreau 9, sans entrave du flasque 52, quand la dent 51 s'engage dans l'indentation 91. Comme le montrent les Figures 5 et 9, le rayon des échancrures 92 du fourreau 9 est égal au rayon externe du flasque 52; de même, le rayon de l'échancrure 53 du flasque 52 est égal au diamètre externe du fourreau d'avancement 9. Une telle construction est rendue nécessaire par la proximité des axes de l'outil et de l'arbre de commande; à son tour, ladite proximité est rendue nécessaire pour réaliser un dispositif d'encombrement minimum permettant de travailler dans des espaces très réduits: A cette fin, il a été nécessaire de donner une confirmation particulière à la couronne dentée 8 qui doit pouvoir se déplacer axialement, sans tourner. La rotation peut être empêchée par une dent qui dépasse intérieurement du corps 1, dans une rainure longi tudinale de la couronne dentée en question. Selon la forme de réalisation représentée des Figures 13 et 14, la rainure qui empêche la rotation de la couronne intermédiaire d'avancement 8 est une rainure circulaire 82 ayant le rayon externe d'un fourreau auxiliaire fixe 6 qui supporte en position intermédiaire l'arbre 5. La partie supérieure du fourreau auxiliaire 6 est engagée de façon permanente à l'intérieur de la rainure 82 et empêche donc la rotation de la couronne intermédiaire 8. Selon la présente invention, pour assurer la fixation du dispositif de façon précise, le corps 1 comporte deux pièces d'appui 2 et 3 qui dépassent radialement des deux extrémités du corps, selon des directions opposées, la première comportant un trou pour le passage de l'outil, ou, selon la Fig. 3, pour le passage d'une pièce à fraiser; cette pièce d'appui 2 comporte en outre une cheville de positionnement. La deuxième pièce d'appui 3, dite aussi pièce d'appui arrière, comporte une fente qui permet le positionnement par rapport à un boulon d'ancrage, non représenté, tant que l'outil n'est pas aligné sur le lieu du travail. La pièce d'appui 3 peut présenter des surfaces de butée latérales qui permettent de définir la position du dispositif dans des limites prédéterminées. Le dispositif d'avancement manuel selon les Figures 2 et 15 à 21, présente plusieurs parties communes aux formes de réalisations illustrées dans les figures précédentes. Les éléments correspondants ou analogues sont indiqués par des numéros de référence augmentés de 100. Les pièces suivantes sont semblables ou sensiblement semblables et fonctionnent de la même façon que dans les formes de réalisation représentées aux Figures 1 et 3 à 14: - le corps 101, - les pièces d'appui (étrier) 102 et 103, - l'arbre de commande 105 et la roue dentée 107, - la roue dentée menée 141 et le mandrin correspondant 104, -l'outil 116. En outre, l'avancement de l'outil est réalisé par l'avancement axial de la couronne dentée auxiliaire 108 qui pousse en avant le mandrin 104. Dans ce cas aussi, la couronne dentee intermediaire d'avancement 107 se déplace axialement mais elle ne peut pas tourner, à cause de la présence du fourreau auxiliaire 106 qui s'engage dans une rainure en arc de cercle 182. L'avancement de la couronne intermédiaire 108 est réalisé au moyen d'une vis d'avancement 109 qui tourne par actionnement manuel, mais qui ne peut pas se déplacer axialement. La vis d'avancement 109 se visse par une partie de sa périphérie dans une rainure longitudinale 183 de la couronne dentée intermédiaire 108. La rotation de la vis d'avancement 109 produit l'avancement axial de la couronne intermediaire 108 qui, à son tour, produit l'avancement du mandrin 104 et en conséquence de l'outil 116. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Dispositif portatif d'usinage mécanique avec enlèvement éventuel de copeaux, du genre comportant un corps (1) que traverse un arbre de commande (5) actionné par des moyens moteurs extérieurs audit corps, et un mandrin (4) parallèle audit arbre et entraîné en rotation par ce dernier par l'intermé- diaire d'un couple de roues dentées (7, 41), caractérisé en ce que ledit mandrin (4) est deplaçable axialement pour recevoir le mouvement d'avancement d'une couronne dentée intermédiaire d'avancement (8) coaxiale audit mandrin (4), couronne (8) déplaçable axialement mais qui ne peut pas tourner, laquelle reçoit ledit mouvement axial par l'intermédiaire de moyens tournants à vis, qui ne sont pas déplaçables axialement et sont en prise avec la couronne dentée d'avancement. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens à vis consistent en un filetage interne d'un fourreau externe denté (.9) qui entoure ladite couronne dentée (8) formant le moyen intermédiaire d'avancement qui comporte un filetage externe, et en ce que la denture externe du fourreau (9) est en relation avec le moteur entrainant l'arbre de commande en rotation. 3.- Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le fourreau d'avancement (9) est muni sur une première partie de sa périphérie d'une série d'indentations (91) dans lesquelles est en prise une dent (51) prévue sur l'arbre de commande. 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit fourreau (9) dent d'avancement comporte sur une deuxième partie de sa péri périe une série de rainures (92) dont le profil est un arc de cercle, engageable l'une après l'autre dans un flasque annulaire (52) porte par l'arbre de commande, ledit flasque annulaire (52) étant ajouré de manière appropriée pour la position radiale de la dent (51) d'entrainement de l'arbre qui commande la rotation du fourreau denté (9) précité. 5.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens à vis sont constitués d'une vis (109) à axe parallèle à la couronne intermédiaire d'avancement, qui est en prise avec une indentation axiale filetée (183) ménagée surla surface latérale de la couronne (108), et en ce que sont prévus des moyens de rotation manuelle de ladite vis.