Brevet FR2533156A1 — publié le 19840323

X 56 L'invention se rapporte à un dispositif de ver- rouillage servant à fixer temporairement des outils ou por- te-outils munis d'évidements mutuellement opposés sur leur périphérie, dans des logements d'outils ouverts d'un côté, prévus le long d'un bord d'un magasin mobile, en particu- lier d'un disque magasin rotatif appartenant à une machine- outil, dispositif qui comporte des verrous qui peuvent s'engager dans les évidements et s'en dégager par paires, et des organes d'actionnement agissant sur les verrous. Un dispositif de verrouillage de ce genre est dé- jà connu par la demande de brevet de la R F A DE-OS 28 19 607 Dans ce dispositif de verrouillage connu, les verrous sont prévus à un certain écartement mutuel à l'extrémité libre d'un ressort-lame relativement large, qui peut s'é- carter de sa position de repos en-se déplaçant selon la di- rection axiale des outils ou porte-outils sous l'action d'un poussoir, les verrous pouvant passer deleur position de verrouillage, dans laquelle ils sont engagés dans les évidements des outils ou porte-outils à leur position de dégagement, en sortant de ces évidements, par un mouvement orienté dans une direction axiale Dans ce cas, l'actionne- ment du poussoir est assu ré par une butée de la machine-ou- til équipée du disque magasin rotatif lorsque les tenons de positionnement prévus à l'extrémité avant d'un logement d'outil prévu sur une broche travaillante ont déjà été avancés de la face arrière du disque magasin située en fa- ce du ressort lame dans les évidements des outils ou porte- outils Un important avantage de cette solution antérieure consiste en ce que la libération des outils par le disposi- tif de verrouillage ne se produit qu'à un moment o le po- sitionnement des outils par rapport au logement d'outil dans la broche travaillante est déjà assuré Toutefois, on a constaté que ce dispositif de verrouillage déjà connu, qui est avantageux en soi, ne peut pas être utilisé dans les cas o on ne dispose pas de place sur l'outil ou le porte-outil, en avant des évidements dans la direction axiale pour écarter les verrous axialement. En partant de l'état de la technique, l'invention se donne donc pour but de réaliser un dispositif de ver- rouillage qui soit également approprié pour fixer temporai- rement des outils ou porte-outils sur un magasin lorsque les évidements prévus sur les outils pour recevoir les ver- rous ne sont pas librement accessibles dans la direction axiale. Ce problème est résolu selon l'invention, dans un dispositif de verrouillage du genre décrit au début du oré- sent mémoire, par le fait que les verrous peuvent être dé- gagés des évidements sous l'action des dispositifs d'ac- tionnement dans une direction transversale à l'axe de l'ou- til. Etant donné qu'il *ne se produit pas de déviation des verrous dans la direction axiale et que seule la place qui est de toute façon disponible dans la direction radia- le est utilisée, l'avantage décisif du dispositif de ver- rouillage selon l'invention consiste ici en ce que des ou- tils présentant des évidements purement radiaux pour les éléments de verrouillage peuvent être fixés temporairement au magasin exactement de la même façon que des outils pos- sédant des évidements ouverts dans une direction axiale de sorte que les limitations relatives à la forme de la queue de l'outil ou du porte-outil, qui affectaient jusqu'à pré- sent les outils pouvant être emmagasinés dans le magasin sont maintenant surmontées Toutefois, les avantages du dispositif de verrouillage déjà connu, qui résultent de l'introduction des tenons de positionnement dans les évide- ments des outils avant que les outils ne soient entière- ment dégagés par le dispositif de verrouillage sont entiè- rement conservés. Il s'est révélé avantageux que, dans un disposi- tif de verrouillage selon l'invention comportant des ver- rous qui sont précontraints élastiquement dans la position de verrouillage, les verrous peuvent être déplacés sous l'action de dispositifs d'actionnement, de leur position de verrouillage à leur position de dégagement par un mouve- ment orienté radialement vers l'extérieur, à l'encontre de la précontrainte élastique à laquelle ils sont soumis, au- quel cas il est particulièrement avantageux que chacun des verrous soit prévu sur un élément ressort lame monté sensi- blement tangentiellement à la périphérie de l'outil ou por- te-outil à bloquer En effet, grâce à cette constitution, on peut obtenir une force relativement grande avec une fai- ble dépense de technique de fabrication pour le verrouilla- ge, les verrous pouvant être formés simplement par les ex- trémités des éléments ressorts lamés recourbées vers l'in- térieur Toutefois, dans la réalisation pratique de l'in- vention, on préfère des verrous en forme de crochet, qui sont fixés aux extrémités libres des éléments ressorts la- mes. Selon une autre caractéristique de l'invention, il s'est révélé avantageux que l'élément d'actionnement ré- alisé sous la forme d'un poussoir dans le dispositif de verrouillage connu soit réalisé avec une forme de coin tel- le que son mouvement axial puisse être transformé en un mouvement d'écartement radial des deux verrous, auquel cas il s'est révélé particulièrement avantageux que l'élément d'actionnement soit muni de deux rampes l'une à l'opposé de -l'autre et qu'il soit prévu deux leviers qui peuvent pi- voter l'un en sens inverse de l'autre autour d'axes paral- lèles à l'axe de l'outil, sous l'action des rampes de l'é- lément d'actionnement En effet, la déviation provoquée par les rampes, peut ainsi être amplifiée par le mécanisme à leviers, de sorte que les verrous peuvent être éloignés suffisamment loin de leur position de verrouillage -vers l'extérieur par un mouvement radial. Dans la réalisation pratique d'un tel mécanisme à leviers, il s'est en outre révélé avantageux que les le- viers oscillants présentent des taquets en saillie dans la direction axiale et sous l'action desquels les éléments 4 e ressorts lames qui portent les verrous peuvent être écar- tés vers l'extérieur En effet, dans cette forme de réali- sation, grâce aux taquets entraîneurs en saillie axiale, on dispose de la possibilité de placer le mécanisme à le- viers proprement dit, y compris l'élément d'actionnement, dans l'espace libre situé en arrière du magasin. Par ailleurs, selon l'invention, le déplacement axial de l'élément d'actionnement est de préférence obtenu au moyen d'un vérin à piston et cylindre actionné par un fluide sous pression Ce vérin peut être un vérin à simple effet, l'action de retour des éléments ressorts lames sur les poussoirs pouvant être complétée, par un ressort de rappel attaquant l'élément d'actionnement dans le cas o la composante de force axiale correspondante exercée sur les plans inclinés ne suffit pas; toutefois, on peut éga- lement utiliser un vérin à piston et cylindre à double ef- fet. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se réfé- rant aux dessins annexés sur lesquels, la figure 1 est une représentation en perspective d'une machine-outil équipée d'un disque magasin rotatif mu- ni de dispositifs de verrouillage selon l'invention; la figure 2 est une vue de dessus partielle agrandie du disque magasin de la machine-outil selon la fi- gure 1, équipé d'un dispositif de verrouillage selon l'in- vention; la figure 3 est une coupe longitudinale du dispo- sitif de verrouillage selon la figure 2, prise selon la li- gne III-III de cette figure; la figure 4 est une vue avant du dispositif de verrouillage selon la figure 2, prise dans un plan situé en arrière d'une couronne extérieure et d'un élément de re- tenue; et la figure 5 est une coupe longitudinale du dispo- 253315 t 6 sitif de verrouillage selon la figure 4, prise selon la li- gne V-V de cette figure Plus précisément, la figure 1 représente un cen- tre d'usinage ou une machine-outil comprenant un bâti 10 dont la partie arrière porte une colonne 12 Devant cette -colonne 12 est montée, sur le bâti 10, une table 14 qui- est de préférence constituée par une table à mouvements croisfis. Sur la face avant de la colonne 12, une tête por- te-broche 16 munie d'une broche travaillante 18 est guidée réglable en hauteur dans une glissière qui est recouverte par un soufflet 20 au-dessus de la tête: porte-broche 16. Sur la machine, est montée latéralement une armoire de com- mande 22 destinée à recevoir la commande de la machine, en particulier une commande CNC. Au-dessus de la tête porte-broche 16 est monté sur la colonne 12 de la machine un magasin en forme de dis- que qui sera désigné dans la suite par la désignation de magasin 24, pour simplifier Le magasin 24 comprend, d'une façon connue, un support de porte-outils 26 en forme de dis- que qui est monté rotatif sur un axe parallèle à l'axe de la broche travaillante 18 et mobile en translation dans la direction axiale. Le magasin 24 présente sur sa périphérie un cer- tain nombre de logements de porte-outils ou poches à ou- tils 28, ouverts sur la circonférence, placés à des inter- valles angulaires mutuels égaux et dans lesquels les diffé- rents outils ou porte-outils 30 peuvent être verrouillés temporairement. Comme le montre la figure 2, le support de porte- outils 26 est composé de plusieurs disques ou couronnes, et, sur une couronne extérieure 32, sont montés des élé- ments de retenue élémentaires 34 en forme de secteurs, dont chacun comprend un logement d'outil 28 et un disposi- tif de verrouillage correspondant. Les éléments de retenue élémentaires 34 sont réa- lises sous la forme de plaques et fixés à la couronne exté- rieure, par exemple par des rivets ou des vis et ils possè- dent à leurs extrémités extérieures libres le logement d'outil 28 ouverte vers l'extérieur, dont le bord présen- te, ainsi qu'il ressort clairement de la figure 3, un pro- fil qui est complémentaire du profil de la collerette d'en- traúnement d'un porte-outil 38, réalisé conformément aux normes en vigueur On peut voir que, lorsque le dispositif de verrouillage se trouve dans sa position de verrouilla- ge, le porte-outil 38 est fixé dans une position définie dans la direction axiale par le bord profilé du logement d'outil 28. Selon la figure 2, le dispositif de verrouillage lui-même comprend deux verrous 40 qui sont prévus chacun à l'extrémité libre d'un ressort lame 42 L'autre extrémité de chaque ressort lame 42 est fixée, par exemple vissée, à l'une des surfaces latérales sensiblement radiales de l'6- lément de retenue 34 correspondant Les verrous 40 sont amenés avec précontrainte dans leur position de verrouilla- ge par les ressorts lames 42 de sorte qu'ils prennent nor- malement la position représentée sur la figure 2, dans les évidements 44 mutuellement opposés du porte-outil 38 qui est dessiné en traits mixtes sur la figure 2 Pour suppri- mer ce verrouillage, chaque verrou 40 peut être extrait de son évidement 44 dans une direction transversale à l'axe longitudinal, ou une direction radiale, par l'intermédiai- re de son ressort lame 42 respectif, sous l'action de son dispositif d'actionnement respectif et il prend alors la position de dégagement qui est représentée en traits mix- tes pour le verrou de droite 40 sur la figure 2. La construction et le fonctionnement des disposi- tifs d'actionnement prévus pour les verrous 40 sont expo- sés de façon plus précise dans la suite en regard des figu- res 4 et 5 du dessin. Si l'on considère tout d'abord la figure 5, on peut voir que les dispositifs d'actionnement comprennent un élément d'actionnement 46 qui se déplace en mouvement alternatif parallèlement à l'axe longitudinal d'un porte- outil 38 ou parallèlement à l'axe de rotation du magasin 24, comme ceci est indiqué sur la figure 5 par une double flèche A l'extrémité avant, ou inférieure sur la figure , de l'élément d'actionnement 46, qui est bloqué en rota- tion, par exemple au moyen d'une clavette, sont orévues deux rampes 46 a mutuellement opposées, dont chacune coopè- re avec un plan incliné 48 a du poussoir 48 correspondant. Les poussoirs 48, qui sont également bloqués en rotation d'une façon appropriée, sont donc repoussés vers l'exté- rieur l'un en sens inverse de l'autre, par les rampes 46 a lorsque l'élément d'actionnemient 46 est déplacé vers l'avant, ou vers le bas sur la figure 5 L'entraînement de l'élément d'actionnement 46 est assuré, par exemple, à l'aide d'un vérin à piston et cylindre à double effet 50, pneumatique ou hydraulique, à l'aide duquel peut également s'effectuer le rappel de l'élément d'actionnement 46 Dans l'exemple de réalisation, la position extrême avant de l'é- lément d'actionnement 46 ou du piston relié à cet élément peut être captée à l'aide d'un interrupteur de proximité 52 qui coopère avec une tête 54 de la tige de piston 56 du vérin 50. Selon la figure 4, les extrémités extérieures des pous- soirs 48 agissent respectivement, chacune sur une région centrale de l'un de deux leviers 58 présentant sensible- ment la forme d'un U, qui peuvent pivoter autour d'axes 59 orientés parallèlement à l'axe du magasin Chacun des le- viers 58 est précontraint au moyen d'un ressort de compres- sion 60 pour prendre une position initiale définie-, qui est déterminée par une vis de butée 62 Les leviers 58 pi- votent vers l'extérieur, en partant de leur position initi- ale dessinée en traits continus sur la figure 4, pour pren- dre la position dessinée en traits mixtes à gauche sur la figure 4, lorsque l'organe d'actionnement 46 est déplacé vers l'avant, dans la direction axiale Dans ce mouvement, les taquets entraîneurs 64 des leviers 58 qui font saillie dans la direction axiale sont repoussés vers l'extérieur et amènent les verrous 40 à leur position de dégagement par l'intermédiaire des ressorts lames 42 correspondants. Un porte-outil 38 qui était précédemment verrouillé dans le logement d'outil 28 peut maintenant sortir librement du logement d'outil 28 vers le bas Il va de soi que les mou- vements de l'élément d'actionnement 46 sont commandés par la commande de la machine de manière à assurer le déroule- ment correct des opérations lors d'un changement d'outil et, en particulier, lors de la prise en charge d'un porte- outil 38 par la broche travaillante 18, le positionnement du porte-outil 38 par le bord profilé du logement d'outils 28 et par les verrous 44 restant conservé au cours de la prise en charge d'un outil par la broche travaillante 18 jusqu'au moment o les tenons portés par la broche travail- lante 18 ont été poussés d'arrière en avant dans les évide- ments 44 du porte-outil 38. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limi- tatif sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T IO N S 1 Dispositif de verrouillage servant à f ixer temporairement des outils ou porte-outils munis d'évide- ments mutuellement opposés sur leur périphérie, dans des logements d'outils ouverts d'un c 6 té, prévus le long d'un bord d'un magasin mobile, en particulier d'un disque maga- sin rotatif appartenant à une machine-outil, dispositif qui comporte des verrous pouvant s'engager dans les évide- ments et s'en dégager par paires, ainsi que des organes o d'actionnement agissant sur les verrous, caractérisé en ce que les verrous ( 40) peuvent être dégagés des évidements ( 44) sous l'action de dispositifs d'actionnement dans une direction transversale à l'axe de l'outil. 2 Dispositif de verrouillage comportant des ver- rous précontraints élastiquement dans la position de ver- rouillage, caractérisé en ce que les verrous ( 40) peuvent être déplacés -sous l'action des dispositifs d'actionne- ment, de leur position de verrouillage à leur position de dégagement, par un mouvement orienté radialement vers l'ex- térieur, à l'encontre de la précontrainte élastique:à la- quelle ils sont soumis. 3 Dispositif de verrouillage comprenant des ver- rous précontraints par des lames, caractérisé en ce que chacun des verrous ( 40) est prévu sur un ressort lame ( 42) disposé à peu près tangentiellement à la périphérie de l'outil ou du porte-outil ( 38) à fixer. 4 Dispositif de verrouillage selon l'une quel- conque des revendications 1 à 3 dans lequel chaque dispo- sitif d'actionnement comporte un élément d'actionnement mo- bile dans la direction axiale, caractérisé en ce que l'élé- ment d'actionnement ( 46) est en forme de coin de telle ma- nière que son mouvement, axial soit transformé en un mouve- ment d'écartement radial des deux verrous ( 40). Dispositif de verrouillage selon la revendica- tion 4, caractérisé en ce que l'élément d'actionnement ( 46) est muni de deux rampes (t 46 a) disposées l'une à l'op- pose de l'autre et en ce qu'il est prévu deux leviers ( 58) qui peuvent pivoter l'un en sens inverse de l'autre, au- tour d'axes parallèles à l'axe de l'outil, sous l'action des rampes ( 46 a) de l'élément d'actionnement ( 46). 6 Dispositif de verrouillage selon la revendica- tion 5, caractérisé en ce que les leviers pivotants ( 58) présentent des taquets entraîneurs ( 64) sous l'action des- quels les ressorts lames qui portent les verrous ( 40) peu- vent être écartés vers l'extérieur. 7 Dispositif de verrouillage selon l'une quel- conque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que l'é- lément d'actionnement ( 46) est relie au piston d'un vérin à piston et cylindre ( 50). 8 Dispositif de verrouillage selon l'une quel- conque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que les ressorts lames ( 42) de chaque paire de verrous ( 40) qui coopèrent entre eux sont montés sur les surfaces latérales opposées d'un élément de fixation ( 34) en forme de secteur qui, de son côté, est relié, à son extrémité intérieure, à un élément en forme de disque du dispcositif magasin et est muni d'un logement d'outil ( 28) à son extrémité extérieu- re. 9 Dispositif de verrouillage selon la revendica- tion 8, caractérisé en ce que, pour le positionnement axial des outils ou porte-outils,le bord du logement d'outil ( 28) est muni, d'un profil qui est complémentaire d'un pro- fil prévu sur une surface périphérique de l'outil ou du porte-outil,