Brevet FR2561559A1 — publié le 19850927

"Dispositif pour le maintien en position d'un chariot de machine-outil par rapport a une pièce de machine fixe" La présente invention concerne un dispositif pour le maintien en position d'un chariot de machine-outil, mobile dans un plan, qui est défini par un axe des X et par un axe des Y qui lui est. perpendiculaire, d'une machine- : outil par rapport a une pièce fixe de la machine. Dans diverses machines-outils, il est prévu un chariot d'avancement déplaçable en va et vient, recevant a pivotement une tête d'outil, et monté a pivotement sur une autre pie ce de la machine, laquelle peut pivoter elle-meme dans une troisième pièce, où tous les axes de pivotement mentionnés étant orientés parallèlement entre eux. Dans ce cas, cependant, le chariot d'avancement n'a aucune relation avec une pièce fixe, par exemple la troisième pièce mentionnée ci-dessus, ce qui soulève des difficultés pour le réglage de l'angle de pivotement de la tête d'outil et/ou du chariot d'avancement ou analogue. Du modèle d'utilité 83 22 510 est connu un dispositif dans lequel, dans un chariot sont montées coulissantes deux barres de guidage parallèles qui sont reliées entre elles par un manchon qui est coulissant sur une tige dirigée perpendiculairement aux barres, dans une partie non réglable de la machine. be frottement t vaincre chaque fois, lors du déplacement du chariot, est relativement important, de sorte que notamment de faibles déplacements dl chariot ne peuvent pas toujours être effectués avec la précision nécessaire. L'invention a pour but de réaliser un dispositif du type mentionné au début, constitué de telle manière que lors de déplacements du chariot, la force de frottement à vaincre soit aussi réduite que possible. Pour résoudre ce frottement l'invention propose le mode de réalisation caractérisé en ce que, sur les deux cotes opposés du chariot.d'avancement, sont articulés deux premiers leviers sur ltextrémite libre de chacun desquels est articulé un second levier, et les seconds leviers articulés étant fixés à leur autre extrémité solidaires a rotation sur une pièce en forme de tige qui est supporté, dans un élément fixe de la machine, auquel cas, les premiers et les seconds leviers enferment, dans la position de départ du chariot, un angle au moins approximativement droit, qui est situé dans un plan défini par l'axe des X et par un axe des Z orienté perpendiculairement à l'axe des X et a l'axe des Y. L'invention est caractérisée en ce que la pièce en forme de tige est une tige de guidage qui est supportée a rotation et coulissement parallèle a l'axe des Y dans un élément fixe de la machine. L'invention est caractérisée en ce que touteslss articulations sont constituéscommedes articulations sphériques, et en ce que la pièce en forme de tige est un arbre qui est monté dans un élément fixe de la machine, pour pouvoir pivoter sur un axe orienté parallèlement a l'axe des Y mais sans pouvoir coulisser en direction axiale. Une utilisation particulière de dispositifs de ce genre est caractérisée par son emploi dans une machine pour l'usinage fin de flancs de roues de pièces dentées, avec un outil rotatif du type roue dentée, auquel cas les pièces de guidage du chariot qui coopèrent avec un guidage longitudinal prévu dans la pièce de machine dans laquelle le chariot est positionné, sont prévues pour pouvoir tourner par rapport a celui-ci sur un axe parallèle a l'axe des Z. Dans diverses machines d'usinage fin de roues dentées, par exemple des machines de rasage de roues dentées, il est nécessaire de régler un angle de croisement d'axes entre la pièce à usiner (roue dentées et l'outil qui est en prise d'engrènementavec cette pièce, par exemple une roue de rasage, ce pourquoi la tête d'outil est prévue pour pouvoir être tournée dans le chariot d'avancement. En outre, il est nécessaire, par exemple d'après le procédé d'usinage dit "en diagonale", de régler un angle diagonal qui détermine la direction d'avancement entre l'outil et la pièce a usiner. Pour cela, il est nécessaire que la pièce supportant le chariot d'avancement soit tournée . Etant donné que toutes les opérations de réglage doivent être appliquées sur des pièces qui sont en liaison directe avec le chariot d'avancement, mais que ce dernier ne doit pas être tourné, on se heurte a des difficultés lors du réglage préalable de la machine, car l'angle qui a été réglé tout d'abord, doit zabre additionné au second angle, ou en être soustrait, ce qui conduit facilement à des erreurs de réglage. Pour des machines pourvues d'un réglage à commande numérique, il est nécessaire que chaque angle puisse être appelé par lui-méme, afin d'aviter des opérations de calcul. Mais il arrive que, lors du réglage du second angle, le premier se trouve modifié à nouveau. Grace au dispositif conforme à l'invention, des inconvénients sont évités. D'après le brevet DE 27 14 706 il est proposé d'articuler deux bielles ou bras de levier sur le bati de machine et perpendiculairement à cela sur le chariot d'avancement qui doit être maintenu en position fixe par rapport au bats, de la machine, les extrémités libres de ces bielles étant reliées à une plaque de levier communes Les courtes distances entre paliers, à l'intérieur des positions de paliers, permettent d'obtenir une rigidité correspondant aux exigences de précision de l'usinage,.seulement evec des dépenses de fabrication et de montage extrêmement élevées. L'invention est expliquée ci-après a l'aide de deux exemples de réalisation qui sont représentés dans les quatre figures des dessins annexés, dans lesqUelles : - la figure 1 représente une machine de rasage de roues dentées du premier exemple de réalisation, dans une vue schématique en élévation, - la figure 2 est une vue en perspective du dispositif de la figure 1, - la figure 3 est une coupe partielle du levier articulé avec les articulations à rotule de la figure 2, - la figure 4 est une vue de la machine de rasage de roue dentées dans laquelle est utilisé le dispositif conforme aux figures 1 et 2. d'une machine-outil non représentée, se-deplaçant dans un plan défini par l'axe des X et l'axe des T orienté perpendiculairement a lui. Sur sa face supérieure, le chariot 20 est pourvu d'un guidage 35 réglable par rotation sur un axe 21 parallèle à l'axe des Z, pour recevoir un élément de machine, non représenté. Sur deux côtés opposés entre eux, sont articulés, parallèles entre eux, les premiers leviers 51, 52 (articulations 53, 54) qui sont reliés, par l'intermédiaire d'articulations 57; 58, à de seconds leviers 55, 56. Ces deux leviers 55, 56 sont fixés, solidaires en rotation, sur une tige de guidage commune 59, laquelle peut tourner (flèche 60) et coulisser, parallèlement à l'axe des Y, dans un élément de machine, non représenté, non déplaçable par rapport au chariot 20. Cet élément peut être le montant de b ti ou une pièce qui lui est reliée rigidement, ou encore un chariot de réglage de position 16 sur lequel il est encore engagé, chariot qui est déplaçable parallèlement a l'axe des Z orienté perpendiculairement a l'axe des X et a l'axe des Y. L'axe 61 des articulations 53, 54 et l'axe 62 des articulations 57, 58, s'étendent parallèlement a l'axe des Y, et de même, l'axe 63 de la tige de guidage 59. Les leviers ou bielles 51 et 55-et les leviers 52 et 56 s'étendent dans des plans définis par l'axe des X et par l'axe des Z, et ils forment, dans la position de départ du chariot 20, au moins approximativement un angle droit. Si maintenant le chariot 20 doit être déplacé dans le plan en question, avec des moyens connus et ainsi non représentés, par exemple dans la direction de la flèche R, vers la droite de la figure 1, ce déplacement est obtenu de la manière suivante. Les leviers articulés 51 et 52 restent parallèles entre eux et à l'axe des X. En fonction de la composante X résultant du déplacement R, ils font pivoter les seconds leviers 55, 56 sur l'axe 63 en direction de la flèche 60 en sens inverse des aiguilles d'une montre, les premiers leviers pivotant d'une quantité correspondante autour de l'axe 61 en direction de la flèche 64 dans le sens des aiguilles d'une montre.En méme temps, le levier 51 pousse le levier 55 et le levier 52 tire le levier 56 en commun avec la tige de guidage 59, vers la droite, en fonc- tion de la composante Y résultant du déplacement R. Par suite du déplacement dans la direction opposée a la flèche R; c'est-à-dire vers la gauche dans la figure 1, tous les daplacements de pivotement, de poussée et de traction s'ef fectuent dans la direction opposée. Dans tous les cas, les leviers 51, 52, 55, 56 restent parallèles entre eux dans les plans définis par l'axe des x et par l'axe des Z. Une rotation du chariot 2D sur 19 axe para lèle a Ixc des Z est alors empêchée par les leviers et par la tige de guidage 59. Le chariot 20 peut ainsi modifier sa position relativement au chariot de réglage de position 16 ou au bEtl de machine, mais non Sa propre position réglée Une autre forme de réalsation est représentée en figure 2 .La disposition du chariot 20, de son guidage 35, des leviers 51 52, 55, 56 et du bati de machine, ainsi que ss chariot de réglage de position 16, correspond a telle de la figure l. La différence réside dans la liaison de ces éléments entre eux. Entre le chariot 20 et les leviers 51, 52, d'une part, ainsi qu'entre les leviers 51, 52 et les leviers 55, 56, d'autre part, sont disposés ici des paliers d'articulation 67, 68 ainsi que 69, 70 qui permettent un positionnement oblique des leviers 51, 52 relativement au chariot 20 et aux leviers 55, 56, en direction spatiale quelconque.Les deux leviers 55, 56 sont fixés solidaires en rotation sur un arbre commun 71, qui peut tourner autour de l'axe 63 parallèle a l'axe des Y (flèche 60), mais ne peut pas coulisser longitudinalement dans le bâti de machine ou le chariot de réglage de position 16. Dans la position de départ' du chariot 20, les leviers 51, 55 et les leviers 52, 56 se trouvent a nouveau dans les plans définis par l'axe des X et l'axe des Z, et forment entre eux sensiblement un angle droit. Il n'est pas alors nécesssaire (comme dans la réalisation de la figure 1) que les leviers 51, 52 soient disposés horizontalement et que les leviers 55, 56 soient disposés verticalement, ces orientations pouvant être interverties. Si maintenant le chariot 20 est déplacé dans le plan en question, par exemple en direction de la flèche R, vers la droite, sur la figure 2, les leviers 51, 52 restent bien parallèles entre eux, mais non à l'axe des X. En fonction de la composante Y résultant du déplacement R, ils pivotent dans les paliers d'articulation 69, 70 vers l'ext6- rieur (flèche 72) et ils se placent obliquement par rapport à l'axe des X. Simultanément, ils font pivoter les leviers 55, 56 autour de l'axe 63, dans la direction de la flèche 60, en sens opposé à celui des aiguilles d'une montre, auquel cas, les premiers leviers 51, 52 sont pivotés d'une quantité correspondante dans les paliers d'articulation 67, 68 en direction de la flèche 73 dans le sens des aiguilles d'une montre.Tandis que les leviers 55, 56 ne peuvent pivoter que dans le plan défini par 1'axe des X et l'axe des Z, parce que l'arbre 71 est immobilisé axialement, les leviers 51, 52 au cours du déplacement R, modifient leurs positions par rapport aux axes X, Y et Z. Dans le cas d'un déplacement dans le sens opposé à celui de la flèche R, c'est-a-dire vers la gauche dans la figure 2, les déplacements de pivotement se produisent également dans la direction opposée. Dans tous les cas, les leviers 51, 52 restent dans des plans changeant en permanence, parallèles entre eux, et les leviers 55, 56 restent dans les plans parallèles entre eux définis par l'axe des X et par l'axe des Z. Une rotation du chariot 20 sur un axe parallèle à l'axe des Z est ainsi exclue, de sorte que le chariot 20, même dans cette forme de réalisation, peut modifier sa position relativement au chariot de réglage de position 16 ou par rapport au b & i de machine, mais non sa propre position réglée. En vue d'une meilleure compréhension de la manière dont sont disposés les paliers d'articulation, la figure 3 représente la conformation des paliers d'articulation 67, 69 dans le levier articulé 51. Dans des évidements appropriés du levier articulé 51, sont logées les bagues ext6- rieures 75 des paliers d'articulation 67, 69 où elles sont immobilisées par des plaques de maintien 77. Sur des axes ou tourillons 78, qui sont vissés dans un appendice 79 du chariot 20 ainsi que dans le second levier 55, sont montées les bagues intérieures sphériques 76, qui correspondent aux bagues extérieures 75, et qui sont immobilisées au moyen de vis 80. Cette disposition ne constitue cependant qu'un exemple de réalisation possible et elle peut être variée à volonté. Sur un banc 11 de la machine de rasage de roues dentées représentée dans la figure4., une roue dentée 1 (pièce à usiner) est supportée à rotation entre des poupées à pointe 12 et 13. Sur un montant 15 est disposé un chariot de positionnement 16, qui sert à régler une distance axiale a. Ce chariot 16, est supporté pour coulisser verticalement, parallèlement à l'axe des Z et il est entraîné pour cela par un moteur 17 et une broche filetée 18. Dans un guidage circulaire 19, est engagée une plaque pivotante 14, réglable en position par rotation sur un axe vertical 21.Sur la face inférieure de la plaque pivotante 14, est monté un chariot d'avancement 20 qui est déplaçable horizontalement en va et vient (en direction de la flèche R) par rapport au chariot de positionnement 16 et à la plaque pivotante 14, au moyen d'un moteur--22 et d'une broche filetée 23. Le chariot d'avancement 20 et le chariot de réglage de position 16 sont reliés entre eux par l'intermédiaire des leviers 51, 52, 55, 56 décrits dans la suite, de telle sorte que le chariot d'avancement 20 ne puisse pas tourner sur l'axe 21. A cet effet, il est pourvu un guidage 35 dans la plaque pivotante 14, lequel est déplaçable par rotation sur cet axe 21. Dans un guidage en arc de cercle 24, prévu sur la face inférieure du chariot d'avancement 20, est engagé un berceau 25 destiné a recevoir une tête d'outil 27, réglable en position par rotation autour d'un axe vertical 28 dans un guidage circulaire 26. Dans cette tête porte-outil, est supportée comme outil d'usinage, une roue de rasage 4 qui peut être entraînée en rotation par un moteur 29. L'axe 21, dans 12 position représentée du berceau 25, ainsi qu'également l'axe 28 s'étendent parallèlement à l'axe des Z. Ils sont alignés entre eux et s'étendent dans le plan moyen de rotation 8 de la roue de rasage 4. Le berceau 25 avec la tête porte-outil 27 et la roue de rasage 4 sont engagés dans le guidage en arc 24 de manière à pouvoir- pivoter sur un axe 10. Pour ce déplacement de pivotement angulairecppour la production d'une forme de dent bombée, il est prévu un moteur 32 avec un entraînement a vis sans fin 33. Par rotation relative de la tête d'outil 27 sur l'axe 28, on peut régler un angle d'axes en croix entre l'axe 30 de la roue de rasage 4 et l'axe 31 de la pièce a usiner 1. Les axes 30 et 31 s'étendent alors dans des plans parallèles entre eux qui sont définis respectivement par l'xe des X et par l'axe des Y. Par une rotation du chariot d'avancement 20 sur l'axe 21, peut être réglé l'angle diagonal et ainsi la direction d'avancement de la roue de rasage 4, dans le cas où le rasage ne doit pas être réalisé dans une opération en parai- ie (direction d'avancement R située dans le plan de la figure, c'est-à-dire parallèle à l'axe des X), mais suivant une opération en diagonale (R étant incliné par rapport au plan de la figure, c'est-à-dire comme indiqué dans les figures 1 et 2). Parmi les leviers 51 et 52 places latéralement sur le chariot d'avancement 20, un seul (51) est visible, qui est relié à articulation au second levier 55. Ce levier articulé 55 est relié au chariot de réglage de position 16 par l'intermédiaire de la tige de guidage 59 ou de l'arbre 71. Si, maintenant, le chariot d'avancement 20 doit effectuer un déplacement d'avancement dans une direction déterminée par un angle diagonal, réglé au moyen de la plaque pivotante 14, il suit, tout en conservant sa position originale par rapport à l'axe de la pièce 3 travailler et par rapport au chariot de rasage de position 16, grâce à son guidage mobile en rota- tion ?5, la direction prédéterminée (direction de la flèche R). Les déplacements qui en résultent des leviers 51S 52, 55, 56 ont dj été décrits plus haut. REVENDICATIONS 10) Dispositif pour le maintien de la position, relativement a un élément fixe d'une machine-outil, d'un chariot déplaçable dans un plan défini par un axe des X et par un axe des Y orienté perpendiculairement a celui-ci, dispositif caractérisé en ce que, sur deux côtés opposés du chariot d'avancement (20), sont articulés deux premiers leviers (51, 52) sur l'extrémité libre de chacun desquels est articulé un second levier (55, 56), et les seconds leviers articulés (55, 56) étant fixés a leur autre extrémité scli- daires a rotation sur une pièce en forme de tige qui est supportée, dans un élément fixe (16) de la machine, auquel cas, les premiers (51, 52) et les seconds leviers (55, 56) enferment, dans la position de départ du chariot (20), un angle au moins approximativement droit, qui est situé dans un plan défini par l'axe des X et par un axe des Z orienté perpendiculairement à l'axe des X et a l'axe des Y. 20) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce en forme de tige est une tige de guidage (59) qui est supportée a rotation et coulissement parallèle a l'axe des Y dans un élément fixe (16) de la machine. 30) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que toutes les articulations (67 a 70) sont constituées comme des articulations sphériques, et en ce que la pièce en forme de tige est un arbre (71) qui est monté dans un élément fixe (16) de la machine, pour pouvoir pivoter sur un axe (63) orienté parallèlement a l'axe des Y mais sans pouvoir coulisser en direction axiale. 40) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 a 3, caractérisé par son emploi dans une machine pour l'usinage fin de flancs de roues de pièces dentées (1), avec un outil rotatif (4) du type roue dentée, auquel cas les pièces de guidage (35) du chariot (20) qui coopèrent avec un guidage longitudinal prévu dans la pièce de machine (plaque pivotante 14) dans laquelle le chariot est positionné, sont prévues pour pouvoir tourner par rapport a celui-ci sur un axe (19) parallèle a l'axe des Z.