Brevet FR2512367A1 — publié le 19830311

I La présente invention se rapporte à une tourelle porte-outils qui comprend une enveloppe et une tourelle qui peut être fixée dans différentes positions angulaires au moyen d'un engrenage frontal présentant des couronnes dentées et un dispositif à came pour libérer et bloquer temporairement ledit engrenage frontal. Dans une tourelle porte-outils connue du t 9 pe ci- dessus, on a prévu un dispositif à came pour libérer l'engrena- ge frontal et un autre pour la bloquer, la disposition étant IO telle que pour débloquer l'engrenage frontal la tourelle doit être levée hors de celui-ci, tandis que pour le blocage elle doit être réabaissée afin de réengrener sa denture avec ledit engrenage frontal Le dispositif à came assurant la libération de l'engrenage frontal possède un bossage axial qui agit sur la tourelle par l'intermédiaire d'une douille et d'un frein à lamelles, ce qui présentele risque de voir se développer des forces agissant unilatéralement Le dispositif à came assurant le blocage de l'engrenage frontal possède un bossage radial qui agit sur la tourelle au moyen d'un levier coudé monté sur celle- ci Cet agencement pour libérer et bloquer temporairement 1 '- engrenage a l'inconvénient d'être à la fois très coûteux et très encombrant (DE-PS I 6 27 05 I). Dans une tourelle porte-outils connue, le dispositif à came présente une gorge dans laquelle s'engage un élément de guidage fixé à un levier Un organe de commande, présentant la gorge, est monté sur un axe parallèle à celui de la tourelle. Ce levier, de forme annulaire, est traversé par l'axe de la tourelle et agit, par l'intermédiaire d'un mécanisme à ge- nouillère sur l'arbre de celle-ci lorsque l'engrenage frontal doit être immobilisé à l'encontre de la force d'un ressort. Cette tourelle porte-outils connue nécessite deux arbres jux- taposés et, de ce fait, est elle aussi à la fois encombrante et chère de par sa forme (DE-AS 28 49 I 67). On connaît, également, un porte-outils pour machines- outils qui poddèle un élément de verrouillage annulaire Cet élément de verrouillage présente, d'un côté, une denture fron- tale et de l'autre, un bossage axial au moyen duquel il peut être déplacé axialement à l'encontre de l'action d'un res- sort Les dents de la denture frontale qui coopèrent avec la denture frontale de l'élément de verrouillage sont montées sur une partie fixe de la tourelle coaxiale à celles-ci Les bossages frontaux de l'élément de verrouillage et de la partie fixe du porte-outils sont sollicités enpermanence par des res- sorts ce qui se traduit par une augmentation de la résistance de friction (DE-OS 27 4 I 90-7). La présente invention s'est fixé pour but d'appor- IO ter une tourelle porte-outils du type spécifié au début qui est à la fois simple et peu encombrante L'invention atteint ces buts en ce qu 'elle comporte un élément de verrouillage annu- laire mobile axialement dont l'un des côtés porte une denture dudit engrenage frontal et une partie du mécanisme à came sous I 5 la forme d'une fenêtre profilée, en ce que la section centrale de ladite fenêtre s'étend circonférentiellement et comporte des parties latérales obliques, en ce que dans la fenêtre en ques- -tion s'engage en tant qu'autre partie dudit mécanisme à came, un organe de guidage par lequel sont guidés, d'une part, la par- tie centrale de la fenêtre voisine des couronnes dentées, et d'autre part, les deux parties latérales qui s'y raccordent et en ce que les dentures coopérant avec la denture de l'élément de verrouillage sont fixées à la tourelle et à une couronne den- tée fixe entourant celle-ci Il est à remarquer que du point de vue constructif la tourelle porte-outils selon l'invention est relativement simple De plus, elle permet un indexage rapide et précis, même sous une charge maximale Le fait que la fenêtre profilée est située dans une partie coaxiale à l'axe de la tou- relle et l'utilisation d'un élément de verrouillage annulaire coaxial à la tourelle, qui porte d'un côté, une denture frontale et de l'autre côté, deux dentures frontales disposées sur des bagues coaxiales, dont l'une est reliée à la tourelle et l'autre est fixe, les deux bagues étant entourées par l'élément de ver- rouillage conduità une structure peu encombrante par suite de la suppression d'un arbre parallèle à l'axe de la tourelle L'lé- ment de guidage reste en permanence dans la fenêtre profilée et, de ce fait, est guidé d'une manière sûre. Selon une autre particularité de l'invention, un ressort agissant dans la direction axiale est interposé entre un corps relié à la tourelle et l'élément de verrouillage Ceti particularité assure un engagement précis des dents frontales opposées sans leur imposer d'efforts excessifs. Selon une autre particularité, le ressort et le dispositif à came sont arrangés de telle sorte que le ressort n'agit sur les dentures frontales que quand celles-ci ont engrd né pour fixer la tourelle, ce qui se traduit par des économies IO d'énergie pour entraîner la tourelle. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront de la description qui va suivre, en réfé- rence au dessin annexé, sur lequel Fig IA et IB sont des coupes longitudinales à travers une tourelle porte-outils conforme à l'invention, et Fig 2 estune vue de détail dans la direction de la flèche A de la figure IA. La tourelle porte-outils représentée comporte une enveloppe I pouvant être fixée sur une machine-outil non re- I O présentée, enveloppe qui peut être fermée au moyen d'un couver- cle 2, visible sur le côté droit de la figure IB Sur le couver- cle 2 est fixé un moteur réversible 3 qui est entouré d'une enveloppe non représentée Un pignon 4 fixé sur l'arbre du mo- teur 3 s'avance à l'intérieur du couvercle 2 et, assure l'en- I 5 trainement d'une roue dentée 5 montée à rotation sur un prolon- gement du couvercle 2 La roue 5 est solidaire d'un pignon 6 qui engrène sur un satellite 7 d'un engrenage différentiel La denture du satellite engrène sur la denture intérieure d'un planétaire 8 qui est solidaire en rotation de lnveloppe I. Dans le satellite 7 s'engage un tourillon 9 sur lequel il est monté et qui est monté excentriquement dans une roue de trans- mission I 0. Coaxialement à la roue de transmission IO est monté un organe de commande II La roue 10 et l'organe de commande Il sont traversés par un arbre 12 et sont reliés à ce dernier par un accouplement à rainure et languette I 3 L'arbre I 2 comporte une partie de diamètre réduit avec laquelle il traverse avec un certain jeu le pignon 6 et par lequel il est monté à rotation dans le couvercle 2, comme le montre la figure IB L'intervalle entre le couvercle 2 et l'arbre I 2 est étanché par un joint an- nulaire I 4 L'extrémité de gauche, selon la figure IA, de l'ar- bre I 2 s'engage dans une tourelle I 5 qui est supportée radiale- ment et axialement dans une couronne dentée I 6 et est entourée d'une enveloppe annulaire 17 Les deux organes annulaires 16 et I 7 sont fixés à l'enveloppe I au moyen de vis L'arbre I 2 et la tourelle I 5 peuvent tourner l'une par rapport à l'autre. L'organe de commande II est entouré avec un certain espacement par un organe de liaison cylindrique creux I 8 qui est fixé, d'un côté, au moyens de vis, à la tourelle 15 et; de 12367 de l'autre, également au moyen de vis, à une bague de monta- ge 19 prenant appui contre un épaulement 20 de l'enveloppe I. Le fait que la tourelle I 5 est montée axialement sur la cou- ronne dentée I 6 et que la bague de montage 19 prend aussi ap- pui a-xialement sur l'enveloppe I empêche la tourelle I 5 de se déplacer axialement par rapport à l'enveloppe I. L'organe de liaison 18 est entouré, également avec un certain espacement, par un élément de verrouillage 21, mo- bile dans le sens axial, et qui est solidarisé à la bague de montage 19 par unegoupille 22 parallèle à l'axe de l'arbre I 2 et s'engageant dans l'élément de verrouillage 2 I L'élément de verrouillage 2 I présente, du côté orienté vers la tourelle I 5, une denture axiale 23 Les dentures axiales 24 et 25 qui coopè- rent avec cette denture axiale 23 sont prévues 'respectivement I 5 sur la couronne I 6 et sur la tourelle 15 La tourelle 15 et la couronne dentée I 6 sont usinées dans le même montage de sorte que les dentures axiales 24 et 25 ont la même hauteur et peuvent être mutuellement alignées dans le sens circonférentiel Quand l'élément de verrouillage occupe la position représentée sur la figure JA, la denture axiale 23 s'engage dans les dentures axia- les 24 et 25, empêchant ainsi la tourelle 15 de tourner autour de son axe par rapport à la couronne dentée I 6. L'organe de commande II porte trois douilles radia- les 26 équi-angulairement espacées entre elles Dans chaque douil le est vissé un tourillon 27 s'avançant radialement à l'extérieur qui est bloqué par une contre-vis 28 situéelau voisinage de l'- arbre i 2 Entre sa bride radiale extérieure 29 et la douille 26 le tourillon 27 porte un galet 30 qui traverse l'élément de ver- rouillage 2 I, cependant que la douille 26 traverse l'organe de liaison I 8 en passant dans une fenêtre allongée 47, tandis que le galet traverse l'élément de verrouillage 21 par une fenêtre profilée 31 Cette fenêtre présente, le long de son pourtour, deux surfaces de came 32 et 33 et, de part et d'autre de la surface 33, deux sections de came 34 et 35 faisant un angle de 450 avec cette dernière En outre, pour le reste, le contour de la fenêtre 31 est adapté à celui du galet 30 La fenêtre pro- filée 31 a pour fonction de déplacer axialement l'organe de ver- rouillage 2 I en réponse à l'engagement de sa denture axiale 23 dans les dentures axiales opposées 24 ou 25 ou en réponse à un désengrénement de ces dernières, afinn que, au moyen du mo- teur 3, la tourelle I 5 puisse être tournée autour de son axe. La fenêtre 3 I est profilée conformément au déplacement de la douille 26 par rapport à l'organe de liaison I 8 Sur la bis- sectrice de l'angle entre chaque paire de douilles 26, un trou de montage radial est percé dans l'organe de commande II Des trous de montage similaires 36 sont également usinés dans l'or- gane de liaison I 8 et dans l'élément de verrouillage 2 I Io La bague de montage I 9 qui est reliée à la tourelle I 5 par l'organe de liaison 18, fait partie d'un palier axial comprenant des galets 37 et une bague de montage opposée 38. Entre la bague 38 et l'organe de commande II est interposé un empilement de ressorts Bellevillè 39. I 5 Laposition axiale de la roue de transmission I O par rapport à l'arbre I 2 est fixée par une vis radiale 40 vis- sée dans la roue 10 et s'engageant dans l'arbre I 2 L'organe de commande II porte, du côté tourné vers la tourelle I 5, une ron- delle 4 I Entre cette rondelle et la tourelle I 5 est interposé un palier axial sous la forme d'un roulement à aiguilles 42. Chaque douille 26 est associée à une tige axiale coulissante 43, montée dans la tourelle I 5, parallèlement à 1 '- arbre I 2, entre laquelle et une vis 44, vissée dans la tourelle I 5, est comprimé un ressort 45 qui sollicite la tige 43 à se déplacer parallèlement à la douille 26 L'extrémité de la tige 43 voisine de la douille 26, extrémité qui a une forme tronconi- que, empêche la tourelle de continuer sur son élan quand elle est en position horizontale. Dans la tourelle I 5 est logée une bague 46 percée de trous parallèles à l'arbre 12, appelés à recevoir une gou- pille d'indexage 48. La bague trouée 46 et/ou la goupille d'indexage 48 dit la flexibilité nécessaire à cette fin. Le moteur 3 entralne, par l'intermédiaire de l'en- grenage différentiel 6-9 la roue de transmission 10 qui, grâce à l'accouplement I 3 et à l'arbre 12 entraîne l'organe de comman- de II, ce qui amène la douille 26 et le galet 30 de leur posi- tion centrale respective dans les fenêtres 3 I et 47, à une position latérale En se déplaçant vers cette position latérale dans la fenêtre profilée 3 I, le galet 30 s'élève, par exemple, le long de la surface de came 34, ce qui a pour effet de déplace r axialernent l'élément de verrouillage 2 I en l'éloi- gnant des dentures axiales 24, 25 de sorte que la denture 23 cesse d'engréner sur les dentures 24 et 25 L'application de la douille 26 contre le bord de la fenêtre 47 a pour effet d'en- trainer l'organe de liaison I 8 et, partant, la tourelle 15 Lors que cette dernière a effectué le mouvement angulaire voulu, la goupille d'indexage s'engage dans l'un des trous de la bague 46 et le sens du mouvement du moteur 3 s'inverse, après quoi la Io douille 26 et le galet 30 retournent à leur position centrale représentée sur la figure 2 dans leurs fenêtres respectives 3 I et 47 Pendant le retour du galet 30 à sa position centrale, celui-ci roule sur la surface de came 32, ce qui a pour consé- quence de déplacer axialemént l'élément de verrouillage 2 I, I 5 dont la denture axiale 23 engrène à nouveau-avec les dentures 24 et 25 en déterminant ainsi avec précision et en fixant la position angulaire de la tourelle I 5 Le moteur 3 s'arrête en temps voulu pour que la douille 26 et le galet 30 ne dépassent pas la position centrale représentée sur la figure 2. Les dimensions axiales de la bague de montage in- terchangeable 38 prenant appui sur les galets 37, de l'organe de commande II, de la douille 26, du tourillon 27, du galet et de la section 32 de la fenêtre-3 I sont calculées pour que les ressorts Belleville 39 n'entrent en action que lorsque la dentur axiale 23 de l'élément de verrouillage a engréné avec les den- tures 24 et 25 Par contre, les ressorts Belleville 39 ne sont ç sous tension axiale lorsque le galet 30 roule sur les sections ou surfaces 34, 35 de la fenêtre profilée 31 Un ajustement précis peut être obtenu par un choix judicieux de l'épaisseur de la bague de montage 38. La tourelle 15 peut également être tournée dans la direction opposée A cette fin, il suffit de faire tourner le moteur 3 dans la direction inverse de celle supposée dans le mode de fonctionnement décrit ci-dessus. Le dispositif qui vient d'être décrit peut être fabriqué à bon marché et est peu encombrant La fenêtre profilée 3 I offre, comparativement aux cames axiales correspondantes utilisées pour déplacer l'élément de verrouillage 2 I, l'avanta- ge d'être plus fiable car malgré qu'une telle came est théori- quement autobloquante, la pratique montre que cet autoblocage n'est pas absolument infaillible. Bien entendu, l'invention n'est pas limité au mode de réalisation qui vient d'être décrit et qui a été repré- senté, on pourra y apporter de nombreuses modifications de détails sans sortir, pour cela du cadre de l'invention. RE V E N D CAI CATI ONS I Tourelle porte-outils qui comprend une enveloppe (I) une tourelle (I 5) qui, au moyen d'un engrenage frontal ( 23 à 25) présentant des couronnes dentées peut être immobilisé dans différentes positions angulaires et un dispo- sitif comportant un mécanisme à came ( 30, 3 I) pour libérer et bloquer temporairement ledit engrenage caractérisé en ce qu'- elle comporte un élément de verrouillage annulaire ( 2 I) mobile axialement, dontl'un des côtés porte une denture ( 23) dudit IO engrenage frontal et une partie du mécanisme à came sous la forme d'une fenêtre profilée ( 3 I), en ce que la section cen- trale ( 32,33) de ladite fenêtre s'etend circonf érenfiellement et comporte des parties latérales obliques, en ce que la fenê- tre en question s'engage en tant qu'autre partie dudit mécanisme I 5 à came, un organe de guidage ( 30) par lequel sont guidés d'une part, la partie centrale de la fenêtre voisine des couronnes dentées et, d'autre part, les deux parties latérales qui s'y raccordent, et en ce que la denture coopérant avec la denture de l'élément de verrouillage sont fixées à la tourelle et à une couronne dentée fixe (I 6) entourant celle-ci. 2 Tourelle porte-outils selon la revendication I, caractérisée en ce qu'entre un organe (I 9) relié à la tourel- le (I 5) et l'élément de verrouillage ( 2 I) est comprimé un res- sort ( 39) agissant dans la direction axiale par l'entremise du mécanisme à came ( 30, 3 I). 3 Tourelle porte-outils selon la revendication 2, caractérisée en ce que le ressort ( 39) et le mécanisme à came ( 30, 3 I) sont conçus de telle façon que le ressort n'agit sur l'engrenage frontal ( 23 à 25) que lorsque leurs dents sont en prise afin d'immobiliser la tourelle ( 15). 4 Tourelle porte-outils selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'une rondelle ou une bague d'espacement ( 38) est Frévue pour régler l'entrée en action du ressort ( 39).