Brevet FR2559699A1 — publié le 19850823

Les fraises ordinaires et les fraises-mères à tailler les engrenages sont normalement montées sui- vant l'un de deux modes. Un premier mode consiste à utiliser un arbre qui est monté avec précision sur la machine-outil et qui est ajusté dans un alésage axial précis de l'outil de coupe. L'autre procédé consiste à équiper l'outil de coupe d'une queue qui est ajustée dans un alésage complémentaire de la machine. Ces deux agencements de montage doivent être conçus pour transmet- tre un couple suffisant pour vaincre les forces de coupe et, simultanément, pour positionner l'outil de coupe avec précision par rapport à la pièce, à la fois axiale- ment et concentriquement. A chaque fois qu'une fraise ordinaire ou une fraise-mère devient émoussée par suite de l'utilisa- tion, elle doit être démontée de la machine, affûtée et remontée avec précision sur la machine, Les opérations de démontage et remontage ont lieu 15 à 20 fois, en moyenne, pendant la durée de vie utile de ces outils. L'invention à trait à un dispositif nouveau et perfectionné pour monter une fraise-mère et une fraise ordinaire sur une machine. Le dispositif de montage selon l'invention assure avec précision la concentricité, la transmission d'un couple suffisant pour l'opération de coupe et, surtout, il constitue un moyen plus rapide pour démonter l'outil de la machine et le remettre en place sur celle-ci. L'invention concerne un dispositif de montage permettant de démonter rapidement une fraise-mère ou une fraise ordinaire d'une machine et de la remettre en place rapidement sur la machine. L'une des améliorations apportées par l'inven- tion par rapport à l'art antérieur est la possibilité de démonter et de remettre en place automatiquement une fraise-mère ou une fraise ordinaire du fait que le dispositif de montage est à centrage automatique. L'invention utilise un premier bloc d'accouple- ment pour relier de manière amovible une première extré- mité de l'outil de coupe à la broche d'entraînement de la machine et pour mettre cette extrémité en prise d'entraînement avec la broche, et un second bloc d'accou- plement pour relier de manière amovible l'autre extrémité de la fraise-mère au palier extérieur de support faisant partie de la machine. Le premier bloc d'accouplement comprend des moyens disposés radialement qui engrènent de façon complémentaire et débrayable pour centrer automatiquement la première extrémité de l'outil de coupe qui est reliée à la broche d'entraînement. L'autre élément d'accouplement est relié à un mécanisme d'entral- nement qui se déplace dans le bâti du palier extérieur de support, entre une position de déchargement et une position d'accouplement de l'outil. Dans la position d'accouplement de l'outil, des moyens d'emboîtement axial faisant partie du second bloc d'accouplement cen- trent automatiquement l'extrémité de l'outil de coupe. Les moyens d'entraînement exercent une poussée en bout suffisante pour que le second élément d'accouplement maintienne l'outil de coupe concentrique à l'axe de la broche d'entraînement pendant l'opération de coupe. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: - la figure 1 est une coupe axiale d'une forme préférée de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective montrant une extrémité d'une fraisemère et illustrant un élément d'accouplement fixé à cette extrémité; - la figure 3 est une coupe axiale d'une deuxième forme de réalisation de l'invention; et - la figure 4 est une coupe axiale d'une troisième forme de réalisation de l'invention. La figure 1 est une vue partielle d'une machine à fraiser désignée globalement par la référence numérique et qui supporte, en lui permettant de tourner, une broche 12 d'entraînement de fraise reposant sur la partie de droite 9 de sa structure 11 de bâti et sur un support 14 à palier extérieur monté sur la partie de gauche 15 de la structure de bâti 11. La broche 12 est montée de façon à pouvoir tourner sur des paliers 16 et est entraînée par un moteur (non représenté) d'une manière bien connue dans la technique. La structure du bâti comprend un élément orientable (non représenté) qui est réalisé d'une seule pièce avec les parties de gauche et de droite 9 qu'il relie l'une à l'autre comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 4 015 510. Le support 14 de palier extérieur comprend un corps 18 de support de palier. Les paliers à rouleaux coniques 20 sont montés dans le corps 18 de manière a supporter l'extrémité extérieure 21 de la fraise- mère 22 en lui permettant de tourner, comme décrit en détail ci-après. Le dispositif de montage d'outil conforme à l'invention comprend un premier bloc d'accouplement 24, un second bloc d'accouplement 26 et des moyens 28 de poussée en bout. Le bloc d'accouplement 24 comprend deux éléments d'accouplement 30 et 32 qui comportent des organes disposés radialement, destinés à entrer en prise complémentaire d'une manière débrayable pour centrer automatiquement l'extrémité intérieure 23 de la fraise-mère 22 sur la broche d'entraînement 12. La figure 2 représente l'élément d'accouplement 32. Cet élément 32 est réalisé d'une seule pièce avec la fraise- mère 22 de façon à être centré avec précision sur l'axe de la fraise 22. Un élément complémentaire 30 d'accouple- ment est fixé sur l'extrémité de la broche 12 d'entraîne- ment d'une manière analogue afin de présenter des dents d'engrenage qui, lorsqu'elles sont en prise, centrent automatiquement l'élément d'accouplement 32 sur la broche d'entraînement 12. La configuration particulière des dents 33 de l'élément d'accouplement 32 montré sur la figure 2 est décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 4 307 797. Il convient de noter que d'autres formes d'agencement d'accouplement peuvent être utilisées dans le dispositif selon l'invention, par exemple des dents orientées exactement radialement. Le critère principal demandé à l'accouplement 24 est de comporter deux éléments complémentaires d'accouplement qui assurent une prise d'entraînement ferme et un centrage automatique. L'expres- sion "moyens disposés radialement" utilisée dans le présent mémoire englobe toute paire d'éléments complémen- taires d'accouplement assurant une prise d'entraînement ferme et un centrage automatique. L'élément 30 d'accouplement doit être relié rigidement à la broche 12 d'entraînement. Il est possible, à cet effetde boulonner directement l'élément 30 d'accou- plement sur la face extrême 34 au moyen de plusieurs boulons qui sont vissés dans des trous taraudés (non représentés) de la face extrême 34. En variante, l'élément d'accouplement peut être réalisé d'une seule pièce avec la broche d'entraînement ou peut être fixé, par exemple par soudage. La figure 1 représente l'élément 30 d'accouple- ment solidarisé à une queue conique 35 qui se loge dans un alésage tronconique 37 de la broche 12 d'entraînement. L'extrémité distale de la queue conique 35 présente un trou taraudé 39 par lequel la queue est fixée sur un tirant 41 qui exerce une traction axiale et retient la queue conique 35 par rapport à l'extrémité de la broche 12. Le second bloc 26 d'accouplement comporte deux éléments et 42 d'accouplement qui possèdent des moyens pour centrer automatiquement l'extrémité extérieure de la fraise-mère 22. Des moyens appropriés d'accouplement pour les éléments 40 et 42 sont identiques à ceux utilisés sur les éléments d'accouplement 30 et 32 et comprennent plusieurs dents radiales incurvées qui sont en prise mutuelle d'entraînement. Les éléments d'accouplement et 42 peuvent être identiques aux éléments d'accouple- ment 30 et 32 du bloc 24, ou bien peuvent constituer toute paire d'éléments complémentaires d'accouplement comportant des moyens disposés radialement pour établir une prise rigide mutuelle. Les éléments d'accouplement 25 et 26 sont maintenus fermement en prise, pendant que la fraise- mère taille des engrenages, grâce à l'action de moyens 28 de poussée d'extrémité. Ces moyens 28 comprennent un plongeur 50 qui est relié fonctionnellement à un dispositif 52 de commande. Le dispositif 52 de commande du plongeur peut être manoeuvré à la manière d'un vérin hydraulique pour déplacer le plongeur 50 entre une posi- tion de déchargement (non représentée) et la position d'accouplement de la fraise-mère, illustrée sur la fi- gure 1. Le dispositif 52 de commande du plongeur doit exercer une force suffisante pour maintenir sur le bloc d'accouplement 26 une poussée axiale ou en bout d'une amplitude maintenant la fraise-mère en rotation centrée sur l'axe de la broche d'entraînement 12. Le dispositif 52 de commande du plongeur présente des orifi- ces 54 et 56 d'avance et de retrait permettant de faire avancer le plongeur 50 jusqu'à la position illustrée sur la figure 1. Un fluide hydraulique sous pression est introduit dans l'orifice 54 d'avance de façon à déplacer le plongeur 50 vers la droite, ainsi qu'il est bien connu dans la technique. Lorsque l'on souhaite remplacer la fraise-mère 22, le dispositif 50 de commande du plongeur est actionné afin de diriger le fluide hydrau- lique sous pression dans l'orifice 56 de retrait, ce qui provoque un déplacement du plongeur vers la gauche sur une courte distance pour permettre à l'élément d'ac- couplement 42 de se dégager de l'élément d'accouplement 40. Il est alors possible de démonter la vis-mère usée 22 du premier bloc d'accouplement 24 et de la remplacer par une vis-mère affltée. Pour effectuer cette opération, il est nécessaire que le plongeur 50 se déplace sur une courte distance, de l'ordre de 12,5 à 19 mm. Lorsque le dispositif 52 de commande fait avancer le plongeur 50 jusqu'à la position de la figure 1, une butée axiale 58, qui est montée sur la paroi extrême 60 d'un évidement 62 ménagé dans le centre du corps 18 du support de palier, maintient une poussée axiale constante assurant la prise du premier élément d'accouplement 24 avec le second élément d'accouplement 26. Comme décrit, le dispositif de commande du plongeur exerce une poussée axiale sur le second accouple- ment 26 pour maintenir la concentricité de la fraise- mère et il applique une force axiale constante sur le premier accouplement 24 pour bloquer les premier et second accouplements 24 et 26 en prise. Au lieu d'appli- quer une force axiale constante pour bloquer les premier et second accouplements 24 et 26 en prise, on peut utili- ser un dispositif d'accouplement à tirant qui bloque axialement l'élément d'accouplement 32 en prise avec la queue conique 35. Cette variante est illustrée et décrite dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Améri- que N 420 760. Il ressort de la description des figures 1 et 2 qu'une fraise 22 peut être rapidement démontée de la machine 10 à tailler les engrenages et remplacée. par une fraise-mère réaffftée, en quelques secondes. Il suffit simplement d'actionner le dispositif 52 de commande du plongeur afin d'introduire un fluide hydrauli- que sous pression dans l'orifice 56 de retrait,ce qui a pour résultat de déplacer le plongeur 50 vers la gauche sur une courte distance. La fraisemère 22 peut alors être retirée du bloc 24 d'accouplement. Une fraise- mère réaffQtée est ensuite amenée en prise avec la broche 12 d'entraînement par l'action d'accouplement mutuel entre l'élément 30 d'accouplement porté par la broche 12 et l'élément 32 d'accouplement monté sur l'extrémité intérieure de la fraise 22. A ce moment, on actionne le dispositif 52 de commande du plongeur de façon à introduire le fluide dans l'orifice 54 d'avance, ce qui provoque un déplacement du plongeur 50 vers la droite et met en prise l'élément d'accouplement 42 avec l'élément d'accouplement 40. Dans cette position, les deux blocs d'accouplement 24 et 26 sont centres automatiquement sur l'axe de la broche 12 d'entraînement. Lorsque cette dernière est mise en rotation, la butée axiale 58 main- tient cette disposition en prise centrée entre la fraise- mère 22 et la broche 12 d'entraînement. Il convient de noter que la forme de réalisa- tion venant d'être décrite en référence à une machine à tailler les engrenages par fraise-mère peut être mise en oeuvre sur d'autres types de machines utilisant des outils de coupe, par exemple une machine à fraiser ordi- naire. La deuxième forme de réalisation de l'invention, illustrée à la figure 3, est de structure tout à fait similaire à celle de la première forme de réalisation de la figure 1. Les pièces de la forme de réalisation de la figure 3, analogues à celles de la figure 1, portent les mêmes références numériques suivies du signe prime. Le bloc 80 d'accouplement montré sur la figure 3 diffère du bloc 26 d'accouplement de la figure 1 par le fait que ses deux éléments d'accouplement 82 et 84 ne comportent pas de dents radiales en prise. L'élément d'accouplement 82 comprend un nez 86 qui présente une conicité orientée vers l'intérieuro Le nez conique 86 se loge dans un évidement tronconique 88 formé axialement dans la paroi extrême 90 du plongeur 50'. Les forces de poussée d'extrémités traversant axialement le plongeur 50' agissent sur l'accouplement 80 de manière à maintenir la fraise-mère 22' en position centrée et à transmettre la poussée axiale nécessaire pour maintenir l'accouplement en prise. Parmi les différences concernant l'accouplement , la forme de réalisation de la figure 3 est identique, en ce qui concerne la construction et le fonctionnement, à celle décrite en référence à la figure 1. La troisième forme de réalisation de l'inven- tion est illustrée sur la figure 4 o les pièces identi- ques à celles de la figure 1 sont désignées par les mêmes références numériques suivies du signe seconde. En comparant les figures 3 et 4, on note que la troisième forme de réalisation est réalisée de façon à comporter un accouplement 100 dont les deux éléments d'accouplement 102 et 104 sont dans une disposi- tion inversée par rapport à celle des éléments d'accouple- ment 80 et 84 de la troisième forme de réalisation. L'élément d'accouplement 102 comprend un évidement tronconique 106 formé dans la face extrême extérieure 108 de la fraise-mère 22". L'élément d'accouplement- 104 comprend un nez conique 110 formé sur l'extrémité extérieure du plongeur 50". Dans la forme de réalisation de la figure 4, une poussée axiale suffisante est transmise par le plongeur 50" pour maintenir le nez 110 dans l'évidement tronconique 106 et maintenir ainsi la fraise-mère centrée pendant que la broche 12" d'entraînement tourne. Le démontage et la remise en place de la fraise-mère 22", dans la troisième forme de réalisation, s'effectuent de la même manière que celle décrite en référence à la première forme de réalisation. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de montage d'un outil destiné à une machine (10) à tailler les engrenages par fraise- mère ou autres, comportant une broche (12) d'entraînement et un support (14) de palier extérieur en alignement axial avec la broche d'entraînement, le dispositif de montage étant caractérisé en ce qu'il comporte un premier bloc (24) d'accouplement destiné à relier de manière amovible et à mettre en prise d'entraînement une première extrémité d'une fraise-mère (22) avec la broche d'entraî- nement, et un second bloc d'accouplement (26) destiné à relier de manière amovible l'autre extrémité de la fraise-mère au support de palier extérieur, le premier bloc d'accouplement comprenant une première partie (30) fixée à la broche d'entraînement et menée par celle- ci et une seconde partie (32) fixée à la première extrémi- té de la fraise-mère, les première et seconde parties comportant des moyens disposés radialement qui engrènent de façon complémentaire et débrayable pour centrer automa- tiquement ladite première extrémité de la fraise-mère par rapport à la broche d'entraînement, et un bloc de support extérieur comprenant un plongeur (50) monté de façon à pouvoir tourner dans le support de palier et mobile axialement entre une position d'accouplement de la fraise-mère et une position de déchargement, des moyens d'entraînement permettant de déplacer sélectivement le plongeur entre ladite position d'accouplement de la fraise-mère et la position de déchargement, le second bloc d'accouplement comprenant une premiere partie (40) fixée à l'autre extrémité de la fraise-mère et une seconde partie (42) fixée au plongeur, les première et seconde parties du second bloc d'accouplement comprenant des moyens d'emboîtement axial destinés à centrer automatique- ment ladite autre extrémité de la fraise-mère, le bloc de support extérieur comprenant un dispositif (52) de commande du plongeur destiné à placer le plongeur dans la position d'accouplement de la fraise-mère sous une poussée axiale suffisante pour maintenir la fraise- mère centrée sur l'axe de la broche d'entraînement et pour maintenir les premiere et seconde parties du premier bloc d'accouplement en prise mutuelle et ferme d'entraîne- ment. 2. Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que la première partie du bloc d'accouplement est réalisée d'une seule pièce avec ladite première extrémité de la fraise-mère. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la seconde partie du bloc d'accouplement est réalisée d'une seule pièce avec la broche d'entraînement. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens disposés sensiblement radialement comprennent plusieurs dents (33) s'étendant à peu près radialement. 5. Dispositif de montage d'un outil sur une machine (10) à tailler les engrenages par fraise-mère comprenant une broche (12) d'entraînement et un support. de palier extérieur (14) en alignement axial avec la broche d'entraînement, le dispositif de montage comprenant un premier bloc (24) d'accouplement destiné à relier de manière amovible et en prise une première extrémité d'une fraise-mère (22) à la broche d'entraînement, et un second bloc (26) d'accouplement destiné à relier de manière amovible l'autre extrémité de la fraise- mère au support de palier extérieur, le premier bloc d'accouplement comprenant un premier élément d'accouple- ment (30) fixé à l'extrémité extérieure de la broche d'entraînement et un second élément d'accouplement (32) fixé à la première extrémité de la fraise-mère, les premier et second éléments d'accouplement comportant plusieurs dents radiales (33) qui engrènent mutuellement pour établir une prise d'entraînement débrayable et centrer automatiquement la première extrémité de la fraise-mère, et un bloc de support extérieur (18) compre- nant un plongeur (50) de façon à pouvoir tourner dans le support de palier et pouvant être déplacé axialement entre une position d'accouplement de la fraise-mère et une position de déchargement, des moyens d'entraînement permettant de déplacer sélectivement le plongeur entre les positions d'accouplement de la fraise-mère et de déchargement, le second bloc d'accouplement comprenant une première partie (40) fixée à l'autre extrémité de la fraise-mère et une seconde partie (42) fixée au plon- geur, les première et seconde parties du second bloc d'accouplement comprenant des moyens d'emboîtement axial destinés à centrer automatiquement l'autre extrémité de la fraise-mère, le bloc de support extérieur comprenant un dispositif (52) de commande du plongeur destiné à placer le plongeur dans la position d'accouplement de la fraise-mère sous une poussée axiale suffisante pour maintenir la fraise-mère centrée sur l'axe de la broche d'entraînement et pour maintenir les premier et second éléments du premier bloc d'accouplement en prise mutuelle ferme d'entraînemento 6. Dispositif selon la revendication 5, carac- térisé en ce que le premier élément du premier bloc d'accouplement est réalisé d'une seule pièce avec ladite première extrémité de la fraise-mère. 7. Dispositif selon l'une des revendications et 6, caractérisé en ce que le second élément du premier bloc d'accouplement est fixé rigidement à la broche d'entraînement. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens d'emboîtement axial comprennent plusieurs dents (33) disposées radiale- ment sur les première et seconde parties du second bloc d'accouplement et engrenant mutuellement d'une manière débrayable pour centrer automatiquement ladite autre extrémité de la fraise-mère par rapport à l'axe de la broche d'entraînement. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 5, caractérisé en ce que les moyens d'emboîtement axial comprennent un évidement (106) de forme régulière formé axialement dans ladite autre extrémité (108) de la fraise-mère (22"), et un nez conique (110) formé sur l'extrémité extérieure du plongeur (50") et épousant la forme de l'évidement régulier afin d'établir un embot- tement du nez dans l'évidement lorsque le plongeur est amené dans la position d'accouplement de la fraise- mère. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 5, caractérisé en ce que les moyens d'emboîtement axial comprennent un nez conique (86) formé sur ladite autre extrémité de la fraise-mère (22') et un évidement (88) formé dans l'extrémité extérieure (90) du plongeur (50') épousant la forme du nez conique afin d'établir un emboîtement mutuel du nez dans l'évidement lorsque le plongeur est amené dans la position d'accouplement de la fraise-mère.