Brevet FR2575685A1 — publié le 19860711

Cette invention se rapporte aux machines-ou- tils, en particulier aux perceuses telles que les perceu- ses sur colonne. Une perceuse sur colonne classique comprend un bâ- ti qui porte une tête motrice montée dans des glissières pour pouvoir décrire un mouvement commandé, parallèlement à l'axe de l'outil. La tête motrice comprend typiquement une broche tournante qui est couplée à un élément de sor- tie tel qu'un mandrin, lequel peut recevoir un outil de coupe rotatif, habituellement, un foret hélicoidal ou une fraise en bout. La tête motrice peut comprendre un moteur monté pour pouvoir se déplacer dans la glissière, ou enco- re le moteur peut être monté sur le bâti et relié à la tê- te motrice par une transmission à poulies et courroie. Une crémaillère est fixée à la tête motrice et engrène avec un pignon monté rotatif dans le bâti. Une poignée d'avance est solidaire du pignon, de sorte que la rotation de la poignée d'avance et du pignon qui en est solidaire oblige la tête motrice à avancer vers la surface à usiner ou vers une pièce ou à s'en éloigner. Dans sa forme habituelle, la poignée d'avance comprend un moyeu qui est fixé à une extrémité de l'arbre qui porte le pignon, de sorte que l'emplacement de la poignée d'avance par rap- port au bâti de la machine est fixe. Des bras font sail- lie sur le moyeu, un pommeau étant monté sur l'extrémité de chaque bras pour permettre à l'opérateur de la perceu- se sur colonne de manipuler commodément la poignée de ma- noeuvre. Cet agencement traditionnel de perceuse sur co- lonne est bien approprié pour les installations fixes o l'on peut prévoir un large dégagement pour faire tourner la poignée d'avance de façon à commander le mouvement de la tête motrice et de l'outil de coupe. Dans certaines si- tuations dans lesquelles on déplace la perceuse sur colon- ne, d'un chantier à un autre, l'agencement classique de la poignée d'avance de perceuse sur colonne présente un 2 2575685 certain nombre d'inconvénients. Par exemple, dans un certain type de machi- nes, les perceuses utilisent dans leur socle une bobine d'iélectro-aimant qui peut être excitée sélectivement pour contacter magnétiquement la surface à usiner. Les machines à socle magnétique ont trouvé utilisa- tion dans la réparation de grandes structures métalliques, telles que les ponts et les navires, dans lesquelles el- les peuvent être facilement déplacées d'un endroit à un autre. Lorsque de telles machines sont utilisées dans des lieux o l'espace est restreint, l'agencement tradition- nel de la poignée d'avance sur un côté de la machine peut constituer un facteur limitatif de l'utilisation de la ma- chine. Par exemple, lorsque la machine doit être position- née avec la poignée d'avance très près d'une paroi ou d'une autre surface, la manoeuvre de la poignée d'avance peut être difficile en raison de l'absence d'un espace de dégagement suffisant. En conséquence, le but de la présente invention est d'améliorer l'utilisation desperceuses sur colonne et ma- chines analogues qui comprennent une tête motrice montée pour décrire un mouvement commandé,le long d'un axe, sous l'action d'une poignée d'avance, en réalisant une poignée d'avance qui peut être déplacée d'une position sur la ma- chine à une autre. De préférence, la poignée d'avance peut être fixée sélectivement à la machine sur un côté ou sur l'autre, par exemple, sur le côté gauche ou sur le c8- té droit. Dans une forme préférée de réalisation, la pré- sente invention vise également à élargir encore davantage le domaine d'utilisation de ces machines, en faisant en sorte que le déplacement de la tête motrice puisse éven- tuellement être commandé sans utilisation de la poignée d'avance mais au moyen d'une poignée d'avance auxiliaire ou d'un outil analogue. Selon l'invention, on réalise donc une machine- 3 2575685 outil comprenant des moyens d'entraPnement servant à en- traiher un outil de coupe rotatif; des moyens supports qui portent lesdits moyens d'entraînement de façon qu'ils puissent décrire un mouvement commandé, le long d'un axe; des moyens de transformation du mouvement qui accouplent lesdits moyens d'entraînement auxdits moyens supports, lesdits moyens de transformation du mouvement comportant plusieurs positions d'application du mouvement rotatif, de sorte que l'application du mouvement rotatif auxdits moyens de transformation du mouvement en l'une quelconque des positions d'application du mouvement rotatif détermi- ne un mouvement commandé desdits moyens d'entrainement le long dudit axe; une poignée d'avance destinée à être ac- couplée auxdits moyens de transformation du mouvement pour établir ladite application du mouvement rotatif, et des moyens servant à accoupler ladite poignée d'avance à l'une quelconque des positions d'application du mouvement rotatif par une liaison démontable. Les moyens d'accouplement séparables compren- nent de préférence des premiers et deuxièmes moyens d'ac- couplement qui peuvent être mis en prise entre eux dans des positions relatives de transmission du couple. Les premiers moyens d'accouplement peuvent comprendre une saillie, prévue par exemple sur la poignée d'avance, et les deuxièmes moyens d'accouplement peuvent comprendre un trou destiné à recevoir la saillie. Chacune des positions d'application du mouvement rotatif possède de préférence un tel trou. Une perceuse ou machine analogue selon l'inven- tion comprend un bâti présentant des glissières destinées à recevoir les moyens d'entraînement, par exemple une tê- te motrice, pour qu'elle décrive un mouvement commandé dans les glissières,le long de l'axe de l'outil, dans le sens qui se rapproche ou s'éloigne de la surface à usiner ou d'une pièce. Les moyens de transformation du mou- vement-comprennent un mécanisme de transformation du mou- 4 2575685 vement rotation-translation, de préférence sous la forme d'une crémaillère et d'un pignon, et accouple la tête mo- trice au bâti. La poignée d'avance destinée à être manipulée par l'opérateur peut être munie d'un arbre de configura- tion appropriée pour s'accoupler par liaison démontable à un arbre de pignon d'un côté ou de l'autre de la perceu- se, de façon que la poignée puisse être fixée à la perceu- se dans une quelconque de plusieurs positions, par exem- ple la position de côté droit ou la position de côté gau- che de la machine. Dans la forme préférée de réalisation de l'in- vention, la poignée d'avance comprend un moyeu central présentant un arbre à extrémité carrée qui se loge dans un trou carré formé dans l'arbre du pignon. Une bille de verrouillage est de préférence prévue dans l'arbre à ex- trémité carrée pour coopérer avec une tige de verrouilla- ge chargée par un ressort, pour maintenir la poignée d'avance de façon démontable dans une position de prise avec l'arbre du pignon. La poignée d'avance peut ainsi être montée sur un côté de la machine ou sur l'autre, se- lon le besoin, pour élargir ainsi les possibilités d'uti- lisatbn de la perceuse dans les espaces restreints. Si on le désire, la poignée d'avance peut être retirée et un ou- til d'entratnement carré, par exemple, une poignée à cli- quet à embout d'entraînement carré et un prolongateur, peut être mise en prise avec la machine dans l'une quel- conque des plusieurs positions pour commander également le mouvement de la tête motrice. La présente invention élargit avantageusement les possibilités d'utilisation des perceuses et machines analogues qui possèdent une tête motrice montée pour dé- crire un mouvement commandé le long d'un axe, en permet- tant de commander la tête motrice au moyen d'une poignée d'avance qui peut être avantageusement montée dans l'une quelconque de plusieurs positions, par exemple d'un côté ou de l'autre de la perceuse; en variante, la tête motri- ce peut être commandée par une poignée d'avance auxiliai- re constituée par une clé à cliquet du type classique pour mécanique automobile, ou équivalent. L'accouplement de transmission du couple établi entre la poignée d'avan- ce et la machine peut être défini par un accouplement ap- proprié quelconque, qui comprend des saillies et cavités ou trous capables de coopérerentre elles, de configura- tions polygonales complémentaires, telles que des configu- rations d'entratnement carrées, hexagonales ou équiva- lents. A titre d'exemple, une forme préférée de réali- sation de l'invention sera à présent décrite de façon plus détaillée en regard des dessins annexés sur les- quels: la figure 1 est une vue isométrique d'une per- ceuse à poignée d'avance transformable conforme à la présente invention, dans laquelle la poignée d'avance est montée sur le côté gauche de la machine; la figure 2 est une vue en élévation de côté de la perceuse de la figure 1, dont certaines parties choi- sies sont arrachées pour laisser voir le dispositif à cré- maillère et pignon; la figure 3 est une vue en élévation avant de la perceuse des figures 1 et 2, avec la poignée d'avance représentée dans une position en traits continus, sur le côté gauche de la machine et dans une autre position sur le côté droit de la machine, en traits interrompus; la figure 4 est une vue de détail, prise selon la ligne 4-4 de la figure 3, de l'extrémité de l'arbre du pignon; la figure 5 est une vue partielle en coupe, pri- se selon la ligne 5-5 de la figure 2 et montrant le moyeu de la poignée d'avance,et un mécanisme de verrouillage dé- verrouillable au moyen duquel la poignée d'avance peut être séparée de la perceuse; la figure 6 est une vue en coupe du moyeu de la poignée d'avance et du mécanisme de verrouillage de la fi- gure 5, avec une tige de verrouillage dans la position en- foncée qui permet de relâcher la bille de verrouillage et de retirer la poignée d'avance de la perceuse; la figure 7 est une vue de détail agrandie de l'extrémité d'une tige de verrouillage représentée sur la figure 5; la figure 8 est une vue de détail agrandie, ana- logue à celle de la figure 7, de l'extrémité de la tige de verrouillage représentée sur la figure 6; la figure 9 est une vue isométrique d'un pignon monté sur un arbre de montagequi est partiellement arra- chée pour laisser voir son trou carré central; la figure 10 est une vue partielle en coupe du pignon et de l'arbre attaqués par un ensemble clé à cli- quet et prolongateur du type pour mécanique automobile, et au moyen duquel la perceuse peut être commandée en rem- placement de la poignée d'avance; la figure 11 est une vue de détail d'un agence- ment d'accouplement carré pour l'arbre du pignon et la poignée d'avance; et la figure 12 est une vue de détail d'un agence- ment d'accouplement hexagonal pour l'arbre du pignon et la poignée d'avance. Une perceuse à poignée d'avance transformable selon la présente invention est représentée sur les figures 1, 2 et 3 et désignée dans son ensemble par la référence 10. Telle qu'elle est représentée, la perceuse 10 comprend un socle 12 qui renferme une bobine d'électro-aimant pouvant être excitée électriquement (non représentée), un bâti 14 qui s'élève sur le socle, une tête motrice 16 montée sur le bâti pour décrire un mouvement guidé le long d'un axe généralement vertical de l'outil, et une poignée d'avance 18 pouvant être commandée par un opérateur et servant à commander le mouvement de la tête motrice. Ainsi qu'il est connu dans la technique, le socle magnétique 12 peut être excité électriquement pour créer un champ magnétique qui attire le socle sur la surface à usiner. La tête 16 comprend un moteur électrique 20 cou- plé à une tête à engrenages 22 et un élément de sortie 24 monté rotatif dans un manchon 26. Un outil de coupe rota- tif, tel qu'un foret hélicoïdal 28, est monté dans l'élé- ment de sortie 24. Le bâti 14 présente des glissières 30 dans lesquelles la tête motrice 16 est montée pour décri- re un mouvement guidé le long de l'axe généralement verti- cal de l'outil. Un compartiment 32 des composants électri- ques est monté dans le bâti 14 et renferme des composants de circuits électriques destinés à commander la transmis- sion du courant électrique au moteur 20 et au socle magné- tique 12. Un câble électrique 34 aboutit au compartiment 32 des composants électriques du moteur 20 pour transmet- tre l'énergie électrique au moteur. Un organe de commande "C" est monté sur le bâti 14, dans une position adjacente au compartiment 32 des composants électriques,pour comman- der le socle magnétique 12, et un interrupteur MARCHE- ARRET 33 est prévu pour commander le fonctionnement du mo- teur 20. Ainsi qu'on l'a représenté sur la figure 3, la poignée d'avance 18 peut être séparée de la perceuse 10, pour passer de la position représentée en traits continus sur les figures 1, 2 et 3 à la position représentée en traits interrompus sur la figure 3, de façon à donner naissance à uneperceuse à poignée d'avancetransformabledansla- quelle la transmission du mouvement rotatif de la poignée d'avance peut être appliquée à un côté ou à l'autre de la machine. Ainsi qu'on l'a représenté sur la figure 4, la poignée d'avance 18 est conçue pour coopérer avec l'extré- mité d'un arbre de pignon décrit plus complètement dans la suite. La poignée d'avance 18 comprend un moyeu cen- tral 36 muni de trois bras 38 qui partent radialement du moyeu et se terminent par des pommeaux 40. Ainsi qu'on 8 2575685 l'a représenté sur la figure 2, une crémaillère 42 est montée sur la tête motrice 16 et- coopère avec un pignon 44 qui est monté rotatif dans le bâti 14, de manière que la rotation du pignon oblige la tête motrice 16 à se dé- placer le long de l'axe généralement vertical de l'outil, comme indiqué sur la figure 2. Ainsi qu'on l'a représenté sur la figure 9, le pignorn 40 est fixé à un arbre de pi- gnon 46 qui est monté rotatif dans des paliers ou roule- ments appropriés (non représentés) agencés dans le bâti- 14. Ainsi qu'on l'a représenté par la vue en coupe de l'arbre de pignon 46 sur la figure 10 et par la vue en bout de la figure 11, l'arbre de pignon 46 est muni de contre-alésages cylindriques 48 à ses extrémités oppo- sées, ainsi que d'un trou carré coaxial 50 traversant sa partie centrale, de sorte que le trou carré est accessi- ble par les extrémités opposées de l'arbre 46 du pignon. Ainsi qu'on l'a représenté sur les figures 5 et 6, le moyeu 36 de la poignée d'avance 18 comprend un bout d'arbre 52 en saillie axiale qui se termine par une extré- mité carrée 54 (voir figures 8 et 9). Le moyeu 36 présen- te un contre-alésage 56, et un perçage coaxial 58 qui s'étend sur toute la longueur du bout d'arbre 52 et se termine par un petit contre-alésage 59. Une tige de ver- rouillage 60 est montée dans le perçage coaxial 58 et com- prend, sur une extrémité, un bouton-poussoir 62 que l'on peut enfoncer et, sur l'autre extrémité, une tête tronco- nique 64 logée dans le contre-alésage 59. La tête tronco- nique 54 présente une surface conique qui diverge vers l'extérieur et vers la droite sur les figures 5 à 8. Un ressort hélicoidal 66 comprimé est monté sur la tige de verouillage 60, dans le contre-alésage 56, entre un épau- lement 68 et le bouton-poussoir 62, pour tendre àdéplacer la tige de verrouillage 60 vers la gauche sur la figure 5. Une bille de verrouillage 70 est retenue dans un perça- ge 72 formé dans une facette de l'extrémité carrée 54, et elle est commandée par la position axiale de la tête tron- conique 64. La nature transformable de la poignée d'avance 18 est le plus facile à comprendre lorsqu'on examine les figures 5 et 6 et les figures 7 et 8. Ainsi qu'on le voit sur la figure 5, lorsque la poignée d'avance 18 est couplée à une première extrémité de l'arbre 46 du pignon, le bout d'arbre 52 se loge dans le contre-alésage 48, l'extrémité carrée 54 se logeant dans le trou carré 50,. pour établir une prise de transmis- sion du couple. Dans la position normale, le ressort héli- coadal 66 repousse élastiquement la tige de verrouillage vers la gauche sur la figure 5 pour obliger la surface inclinée de la tête tronconique 64 à mettre la bille de verrouillage 70 en prise par friction avec une facette de la paroi (figure 7) du trou carré 50. La poignée d'avance 18 est ainsi couplée mécaniquement à l'arbre 46 du pignon et maintenue dans une position relative de transmission du couple par rapport à cet arbre grace à la liaison d'en- tratnement par carré établie, tandis que la bille de ver- rouillage 70 s'oppose normalement à l'extraction involon- taire de la poignée 18. Pour retirer la poignée 18 de la perceuse 10 on presse manuellement le bouton-poussoir 62 à l'encontre de la force du ressort 66, pour déplacer la tige de verrouil- lage 60 vers la droite, comme on l'a représenté sur la fi- gure 6. Ainsi qu'on l'a représenté par le détail de la fi- gure 8, la tête tronconique 64 est également déplacée vers la droite pour permettre à la bille de verrouillage de se dégager de la paroi du trou carré 50 de l'arbre 46 du pignon et de se placer dans un espace de dégagement créé par la partie de diamètre réduit 74 de la tige de verrouillage 60. La poignée d'avance 18 peut maintenant être extraite par un côté de la perceuse 10 et convenable- ment remise en place sur l'autre côté de la machine. Dans certains cas, en particulier lorsqu'on uti- lise la machine dans un espace restreint, il se peut 2575685 qu'il ne soit pas pratique ou souhaitable d'utiliser la poignée d'avance 18 pour commander le mouvement de la tê- te motrice 16. Dans ces cas, on peut utiliser un outil d'entratnement carré, tel qu'une clé à cliquet 78 du type pour mécanique automobile (voir figure 10) et un prolonga- teur 80 coopérant avec cette clé et possédant un embout 82 à extrémité carrée pour attaquer le trou carré 50 de l'arbre 46 du pignon d'un côté ou de l'autre de la perceu- se 10. Dans la forme préférée de réalisation, on utili- se une liaison d'entraînement par carré, bien que d'au- tres configurations d'entraînement, y compris le trou hexagonal 50 de la figure 12 soient tout aussi bien appro- priées. Lorsqu'on utilise un trou hexagonal, on peut uti- liser une clé hexagonale en remplacement de l'outil d'en- trainement carré pour commander le mouvement de la tête motrice. En outre, la relation entre la saillie de trans- mission du couple et la cavité qui coopère avec cette saillie peut être inversée, c'est-à-dire que la cavité ou le trou peut être ménagé dans l'ensemble poignée d'avance et la saillie de transmission du couple associée au pi- gnon. Bien que la présente invention ait été décrite dans le contexte d'une perceuse à socle magnétique, le disposi- tif de poignée d'avance transformable est bien approprié pour d'autres types de machines possédant une tête motri- ce qu'on peut faire avancer le long d'un axe. Il ressort donc de ce qui précède que la présen- te invention aboutit à une machine-outil à poignée transformable d'une haute efficacité. Il va de soi que des modifications et/ou change- ments peuvent être apportés à la forme de réalisation re- présentée sans sortir du cadre de l'invention. En consé- quence, la description qui précède et les dessins annexés doivent donc être considérés comme illustratifs et non li- mitatifs des formes préférées de réalisation de l'inven- tion et le domaine. de l'invention est défini par les re- -il 112575685 vendications annexées. 12 2575685 R E V E N D I C A T IONS 1 - Machine-outil caractérisée par: des moyens d'entraînement.(20) servant à entraîner un outil de coupe rotatif; des moyens supports (30) qui supportent lesdits moyens d'entratnement (20) pour leur permettre de décrire un mouvement commandé le long d'un axe; des moyens de transformation du mouvement (42, 44) qui accouplent les- dits moyens d'entraînement (20) auxdits moyens supports (30), lesdits moyens de transformation du mouvement pré- sentant plusieurs positions d'application du mouvement ro- tatif, de sorte que l'application du mouvement rotatif aux moyens de transformation du mouvement (42, 44), en l'une quelconque desdites positions d'application du mou- vement rotatif détermine un mouvement commandé desdits moyens d'entratnement (20) le long dudit 'axe; une poi- gnée d'avance (18) destinée à être accouplée auxdits moyens de transformation du mouvement (42, 44) pour éta- blir ladite application du mouvement rotatif; et des moyens d'accouplement séparables (54, 50) servant à accou- pler ladite poignée d'avance (18) à l'une quelconque des- dites positions d'application du mouvement rotatif (50) par une liaison démontable. 2 - Machine-outil selon la revendication 1, ca- ractérisée en ce que lesdits moyens d'accouplement sépara- bles comprennent des premiers (54) et deuxièmes (50) moyens d'accouplement qui peuvent être mutuellement enga- gés en position de transmission de couple. 3 - Machine-outil selon la revendication 2, ca- ractérisée en ce que lesdits premiers moyens d'accouple- ment comprennent une saillie (54) et lesdits deuxièmes moyens d'accouplement comprennent un trou (50) destiné à recevoir ladite saillie. 4 - Machine-outil selon la revendication 3, ca- ractérisée en ce que ladite saillie (54) possède une con- figuration polygonale et que ledit trou (50) une forme 13 2575685 complémentaire. - Machine-outil selon la revendication 4, ca- ractérisée en ce que ladite configuration polygonale est un carré. 6 - Machine-outil selon la revendication 4, ca- ractérisée en ce que ladite configuration polygonale est un hexagone. 7 - Machine-outil selon l'une quelconque des re- vendications 3 à 6, caractérisée en ce que lesdits moyens de transformation du mouvement comprennent une crémail- lère (42) et un pignon (44), l'application d'un mouvement rotatif audit pignon (44) provoquant ledit mouvement com- mandé desdits moyens d'entratnement (20) le long dudit axe. 8 - Machine-outil selon la revendication 7, ca- ractérisée en ce que ledit pignon (44) est fixé à un ar- bre de pignon (46), ledit trou (50) étant formé dans le- dit arbre de pignon. 9 - Machine-outil selon la revendication 8, ca- ractérisée en ce que ladite saillie (54) est formée sur ladite poignée d'avance (18). - Machine-outil selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisée par des moyens de ver- rouillage déverrouillables (60, 64, 66) servant à fixer ladite saillie (54) de façon séparable dans ledit trou (50). 11 - Machine-outil selon la revendication 10, caractérisée en ce que ladite poignée d'avance (18) possè- de un arbre (52), ladite saillie (54) étant formée à une extrémité dudit arbre (52) de la poignée d'avance, et en ce que lesdits moyens de verrouillage déverrouillables comprennent une bille (70) montée dans ladite première ex- trémité dudit arbre (52) et qui peut être appliquée à for- ce contre une surface de paroi qui définit ledit trou (50). 12 - Machine-outil selon la revendication 11, caractérisée en ce que ledit arbre (52) de la poignée 14 2575685 d'avance présente un perçage (58) et en ce que lesdits moyens de verrouillage comprennent en outre une tige de verrouillage (60) logée dans ledit perçage (58) et qui co- opère avec ladite bille (70) pour amener ladite bille à s'appliquer à force contre ladite surface de paroi qui défi- nit ledit trou (50). 13 - Machine-outil selon la revendication 12, caractérisée en ce que ladite tige de verrouillage (60) possède une tête tronconique (64) à une première extrémi- té, ladite tête tronconique (64) possédant une surface re- lativement inclinée qui attaque ladite bille (70) pour ap- pliquer ladite bille à force contre ladite surface de pa- roi. 14 - Machine-outil selon la revendication.13, caractérisée par des moyens à ressorts (68) associés à la- dite tige de verrouillage (60) pour solliciter élastique- ment ladite tige de verrouillage (60) dans un premier sens de façon à amener ladite bille (70) à s'appliquer à force contre ladite surface de paroi. 15 - Machine-outil selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que ladite saillie (54) peut être fixée par une liaison démontable dans l'une ou l'autre des extrémités dudit trou (50) pour permettre de placer sélectivement ladite poignée d'avance (18) sur l'un ou l'autre des deux côtés opposés de ladite machine-outil. 16 - Machine-outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisée en ce qu'elle est une perceuse. 17 - Machine-outil selon la revendication 16, caractérisée par un socle électromagnétique (12) pouvant être excité électriquement pour contacter magnétique- ment la surface à usiner.