Brevet FR2525137A1 — publié le 19831021

i Dispositif en deux parties comprenant une douille conique rapportée à une machine et une queue d'outil conique. La présente invention concerne un dispositif en deux parties constitué par une douille conique rapportée à une machine ou à un appareil et une queue conique d'un outil destinée à s'engager dans la douille conique, des organes de verrouillage et de liaison étant prévus entre la douille conique et la queue conique pour fixer la position de cel- les-ci l'une par rapport à l'autre. Dans la demande de brevet allemand publiée N O 2 933 063 est décrit un dispositif de ce genre au moyen du- quel un outil présentant un cône extérieur est mis en place à l'aide d'un mécanisme de serrage dans un porte-outil pré- sentant un c 8 ne intérieur Ce dispositif connu, pour lequel la mise en place, l'établissement de la liaison et le ver- rouillage s'effectuent seulement par des moyens mécaniques, n'est pas approprié à une fabrication automatique ration- nelle. La présente invention a pour objet de créer un dis- positif en deux parties du genre mentionné mais qui puisse également être utilisé dans le cas de machines et appareils à fonctionnement automatique Ce but est atteint suivant l'invention, pour un dispositif en deux parties constitué par une douille conique rapportée à une machine ou à un ap- pareil et une queue conique d'un outil destinée à s'engager dans la douille conique, des organes de verrouillage et de liaison étant prévus entre la douille conique et la queue conique pour fixer la position de celles-ci l'une par rap- port à l'autre, par le fait que les organes de verrouillage sont montés dans la douille conique et sont constitués d'au moins deux chevilles de verrouillage manoeuvrées par voie hydraulique ou pneumatique qui sont montées dans une cage conique perpendiculairement à l'axe des pièces coni- ques et peuvent être amenées automatiquement à s'engager dans une gorge de la queue conique et à sortir de cette gorge pour serrer et desserrer l'outil, et que les orga- nes de liaison sont constitués d'éléments qui, prévus res- pectivement dans la douille conique et dans la queue coni- que, correspondent les uns aux autres D'autres caractéris- tiques avantageuses de l'invention sont indiquées plus loin. L'avantage essentiel de l'invention réside en ce qu'elle permet, à partir de la machine portant la douille conique, automatiquement de verrouiller l'outil et d'éta- blir les liaisons nécessaires au fonctionnement de l'outil. Il est ainsi possible d'utiliser le dispositif suivant l'in- vention également dans le cas de robots de fabrication, la douille conique étant fixée à un bras de robot Grâce à une commande appropriée le robot peut alors extraire diffé- rents outils d'un magasin et les remettre en place dans celui-ci. Un exemple de réalisation du dispositif selon l'in- vention est expliqué plus en détail ci-dessous en se réfé- rant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 représente une douille conique en coupe brisée suivant les lignes I-I de la figure 3; la figure 2 est une vue en élévation d'une queue conique d'outil; la figure 3 est une vue de la louille coniiue wui- vant la Jlèche A de la figure 1, la p:rtie supérieure étant représentée en coupe locale, et la figure 4 est une vue de la queue conique d'outil suivant la flèche B de la figure 2. La figure 1 montre une coupe axiale d'une douille conique 1 présentant un alésage conique 2 et une cage coni- que 3 La douille conique 1 est fixée à un appareil, non représenté, comme par exemple une machine-outil, un ippoa- reil de manutention ou un bras de robot Une bride anté- rieure 3 b est située du c 8 té d'un outil à relier à la douil- le conique 1 et qui n'est pas non plus représenté, et com- porte deux goujons de centrage 4 qui servent à faciliter le centrage au moment o l'outil est saisi et à fixer une pla- que de recouvrement 5 Du c 8 té inférieur la plaque de re- couvrement 5 est coudée vers l'arrière sur toute sa largeur et dans la partie coudée 5 a sont mises en place deux tra- versées 6 pour des conducteurs électriques De part et d'autre de l'alésage conique 2 il se trouve un coupleur électrique multipolaire 7 et au-dessus de ceux-ci un pal- peur 8 formant organe de manoeuvre Ce dernier est guidé dans un manchon 8 a et est maintenu par un ressort 9 dans la position représentée Dans la bride arrière 3 a est en- core monté un raccord à air comprimé 10 par l'intermédiaire duquel de l'air comprimé arrive dans une buse annulaire 11 qui permet de chasser la poussière de l'alésage conique 2. Dans la partie arrière de la cage conique 3 sont montées, dans un plan perpendiculaire à l'axe de cette dernière, au moins deux chevilles de verrouillage radiales 12 dont l'une est représentée sur la figure La cheville de verrouillage 12 forme avec un piston 12 a et une tige de guidage 12 b une pièce de révolution Le piston 12 a est déplaçable axiale- ment dans une chambre cylindrique sous pression 13 et est étanchéifié par rapport à la paroi intérieure de cette chambre La tige de guidage 12 b sert à recevoir un empile- ment de ressorts Belleville 14 qui, souris à une tension initiale, prennent appui d'une part contre le piston 12 a et d'autre part contre une bague filetée 15 de telle manière que par suite de la force des ressorts Belleville 14 la che- ville de verrouillage 12 pénètre dans l'alésage conique 2 jusqu'à ce que le piston 12 a prenne appui contre la paroi frontale supérieure de la chambre sous pression 13 L'espace creux prévu à ce niveau est en communication avec un raccord de refoulement 16 En cas d'amenée d'un fluide pneumatique ou hydraulique sous pression le piston 12 a se trouve soumis à une force qui a pour effet que la cheville de verrouillage 12 se retire de l'alésage conique 2, à l'encontre de la for- ce des ressorts Belleville 14, de façon à être amenée dans la position de déblocage En cas d'interruption de la pres- sion le cheville de verrouillage 12 retourne par suite de l'action des ressorts dans sa position de départ, c'est-à- dire la position de verrouillage La tête de la cheville de verrouillage 12 présente une surface conique 12 c qui s'enga- ge dans la queue conique de l'outil La bague filetée 15 est réalisée de façon que la tige de guidage 12 b puisse agir sur un interrupteur miniature t 7 de telle manière que lors- que la cheville de verrouillage 12 se retire dans la posi- tion de déblocage un processus de commutation soit déclen- ché On peut ainsi assurer que l'outil n'est automatiquement saisi ou remis dans le magasin que lorsque toutes les che- villes de verrouillage se trouvent dans la position de dé- blocage Afin de permettre une alimentation en fluide sous pression pour les outils à saisir la plaque de recouvrement est munie de raccords de refoulement appropriés 18 Les différents éléments constitutifs de la douille conique 1 sont entourés de manière étanche par une t 8 le formant enve- loppe 19. La figure 2 est une vue en élévation d'une queue co- nique 25 destinée à être reçue dans la douille conique 1 la queue conique 25 est constituée principalement d'un corps conique 26, d'une bride de retenue 27 rapportée à ce der- nier et d'une plaque porteuse 28 vissée sur la bride de re- tenue Le corps conique 26 présente à proximité de son ex- trémité libre une gorge 29 qui est munie de flancs inclinés et 31 correspondant à la surface conique 12 c de la che- ville de verrouillage 12 Sur la plaque porteuse 28 sont prévus des fiches électriques 32 et des mamelons 33 pour l'alimentation en fluide sous pression de telle manière que cès organes se trouvent reliés respectivement aux coupleurs électriques 7 et aux raccords de refoulement 18 lorsque la queue conique 25 s'engage dans la douille conique 1 La pla- que porteuse 28 présente sur sa face située du côté de l'outil un épaulement de centrage 34 qui facilite un brida- ge exact d'un outil. La figure 3 est une vue de la douille conique suivant la flèche à de la figure 1 de façon à faire apparattre la forme de la plaque de recouvrement 5 ainsi que la disposi- tion des coupleurs électriques 7, des raccords de refoule- ment 18 et du palpeur 8 formant organe de manoeuvre Der- rière la plaque de recouvrement 5 représentée en coupe lo- cale oh observe la bride arrière 3 a et au-dessus de la cage conique 3 un obturateur pneumatique 35 serrant à commander le processus de soufflage pour chasser la poussière de l'a- lésage conique et qui est actionné par le palpeur formant organe de manoeuvre 8 monté à gauche de l'obturateur Dans la partie coudée 5 a de la plaque de recouvrement sont mon- tés, outre les deux traversées 6 pour des conducteurs élec- triques, deux raccords 36 pour l'alimentation en fluide sous pression qui communiquent à l'intérieur de la douille conique 1 avec les deux raccords de refoulement 18 La fi- gure montre en outre les goujons de centrage 4 ainsi qu'une électrovanne 37 pour l'actionnement des chevilles de ver- rouillage 12. La figure 4 est une vue de la queue conique suivant la flèche B de la figure 2 et montre le corps conique 26, la bride de retenue 27, la plaque porteuse 28, les deux fi- ches 32 ainsi que les deux mamelons 33 Dans la bride de retenue 27 sont ménagées des rainures de centrage 38 au moyen desquelles sont guidés les goujons de centrage 4 En vue d'une utilisation rationnelle du dispositif en deux parties, à savoir douille conique/queue conique, il con- vient de prévoir que chacun des outils à manier soit muni d'une queue conique 25 Dans ce cas la queue conique 25 peut être engagée ou reçue dans la douille conique 1 aussi bien mécaniquement que par commande automatique Une appli- cation préférée du dispositif consiste à l'utiliser avec des robots de fabrication Si, par exemple, la douille co- nique 1 est fixée au bras d'un robot, on peut envisager d'utiliser en tant qu'outil par exemple des outils de per- çage, de meulage, de rivetage et de coupe, des pistolets à peinture, etc Pour saisir l'outil se trouvant dans un ma- gasin la douille conique 1 fixée au bras du robot est gui- dée, en vertu d'une commande programmée, en direction de la queue conique 25 de l'outil Les chevilles de verrouillage 12 se trouvent alors dans la position débloquée Pendant que la douille conique glisse sur la queue conique 25 le palpeur formant organe de manoeuvre 8 entre en contact avec la plaque porteuse 28 et déclenche de ce fait le soufflage de courte durée destiné à chasser la poussière de l'alésage conique 2 Puis les goujons de centrage 4 entrent dans les rainures de centrage 38 de la bride de retenue 27 de sorte que les coupleurs électriques 7 et les fiches 32 ainsi que les raccords de refoulement 18 et les mamelons 33 se réu- nissent en étant alignés entre eux Ensuite, les chevilles de verrouillage 12 sont amenées dans la position de ver- rouillage par une commande appropriée A cet égard il est prévu que les surfaces coniques 12 c des chevilles de ver- rouillage 12 ne prennent appui que sur le flanc incliné 30. On obtient ainsi que par l'action des ressorts Belleville 14 une liaison dynamique soit établie entre le corps coni- que 26 et la cage conique 3 Cette liaison continue d'exis- ter m 9 me dans le cas d'une panne éventuelle de l'alimenta- tion en fluide sous pression Grâce à l'alimentation en fluide sous pression il est possible de prévoir, à l'inté- rieur des outils à recevoir par la douille conique, des mé- canismes de commande à actionnement pneumatique ou hydrauli- que A cet égard le nombre des voies de communication con- cernées est fonction des exigences de chaque cas particu- lier Dans le cas des raccords de refoulement 18 et/ou ma- melons 33 à utiliser en l'occurrence il s'agit de raccords rapides de type connu qui en cas d'interruption de la com- munication se ferment automatiquement de sorte qu'il ne s'échappe pas d'air comprimé ou de liquide hydraulique. Grâce aux fiches électriques 32 associées aux coupleurs correspondants 7 il existe en outre la possibilité de re- lier des conducteurs d'alimentation électrique ou câbles de commande aux outils Au moment de saisir les outils et de les remettre dans le magasin doivent être vaincues une cer- taine force de séparation entre le corps conique 26 et la cage conique 3 ainsi qu'une force de frottement provoquée par les raccords et les connexions à fiche Dans l'exemple de réalisation décrit ci-dessus il est prévu de vaincre cette force du fait que l'outil est placé de manière fixe dans le magasin par le robot qui retire ensuite par sa pro- pre force la douille conique 1 de la queue conique 25 Il existe également la possibilité de pousser le corps conique 26 hors de l'alésage conique 2 en insufflant de l'air com- primé à travers la buse 11. REVENDICATIONS 1 Dispositif en deux parties constitué par une douille conique rapportée à une machine ou à un appareil et une queue conique d'un outil destinée à s'engager dans la douille conique, des organes de verrouillage et de liaison étant prévus entre la douille conique et la queue conique pour fixer la position de celles-ci l'une par rapport à l'autre, caractérisé en ce que les organes de verrouillage ( 12) sont montés dans la douille conique( 1)et sont consti- tués d'au moins deux chevilles de verrouillage ( 12) manoeu- vrées par voie hydraulique ou pneumatique qui sont montées dans une cage conique ( 3) perpendiculairement à l'axe de cette dernière et peuvent être amenées automatiquement à s'engager dans une gorge ( 29) de la queue conique ( 25) et à sortir de cette gorge pour serrer et desserrer l'outil, et en ce que les organes de liaison sont constitués d'élé- ments ( 4, 38; 7, 32; 18, 33) qui, prévus respectivement dans la douille conique et dans la queue conique, corres- pondent les uns aux autres. 2 Dispositif en deux parties selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que les chevilles de verrouillage ( 12) sont munies d'un piston rapporté ( 12 a) sur lequel peu- vent agir d'un côté un fluide sous pression et de l'autre côté un ressort ( 14). 3 Dispositif en deux parties selon la revendica- tion 1 ou 2, caractérisé en ce que les chevilles de ver- rouillage ( 12) destinées à serrer la queue conique ( 25) dans la douille conique ( 1) sont munies à leurs extrémités de surfaces coniques ( 12 c), et la gorge ( 29) d'un corps conique ( 26) de la queue conique ( 25) présente un flanc ( 30) correspondant aux surfaces coniques. 4 Dispositif en deux parties selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que dans la partie antérieure de la cage conique ( 3) est montée une bu- se ( 11) qui ferme l'alésage conique ( 2) et à travers laquel- le de l'air comprimé peut être soufflé dans l'alésage coni- que. Dispositif en deux parties selon la revendica- tion 1 ou 4, caractérisé en ce que dans la douille conique ( 1) est monté un palpeur formant organe de manoeuvre ( 8) qui,lorsque la douille conique et la queue conique ( 25) se réunissent,bute contre une plaque porteuse ( 28) de la queue conique et permet ainsi pendant un court laps de temps par l'intermédiaire d'un obturateur pneumatique ( 35) de souffler l'air comprimé hors de la buse ( 11) dans l'alésage conique ( 2). 6 Dispositif en deux parties selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que du c 8 té arrière de la douille conique ( 1) sont disposés dans une plaque de recouvrement ( 5) des goujons de centrage ( 4) susceptibles de venir en prise avec des rainures de centrage correspondantes 38 d'une bride de retenue ( 27) de la queue conique. 7 Dispositif en deux parties selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que sur la plaque de recouvrement ( 5) est monté au moins un coupleur électrique ( 7) et sur la plaque porteuse ( 28) au moins une fiche correspondante ( 32). 8 Dispositif en deux parties selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que sur la plaque de recouvrement ( 5) est monté au moins un raccord de refoulement ( 18) pour un fluide hydraulique ou pneumatique et sur la plaque por- teuse ( 28) au moins un mamelon correspondant ( 33).