Brevet FR2584011A1 — publié le 19870102

TETE DE BROSSAGE, NOTAMMENT POUR CENTRES D' USINAGE La présente invention se rapporte à une tête de brossage destinée aux machines-outils, et plus particulièrement aux centres d'usinage. Cet outillage permet, à la suite de diverses opérations d1 usinage telles que du fraisage, du tournage et du perçage, d' obtenir un ébavurage complet et un léger polissage des faces usinées de pièces mécaniques. Dans l'industrie automobile par exemple, cette tête de brossage peut s appliquer à 1' ébavurage et au nettoyage de culasses moteurs produites en grandes séries. L'invention a pour objet une tête de brossage du type constituée notamment par un cône d' emmanchement, un embout de tirage, un arbre d' entraînement et un boîtier de liaison fixe et indexable. Suivant une particularité essentielle de l'invention, elle comprend - une couronne solaire, solidaire de la base du boîtier de liaison - une platine porte-brosses fixée sur 1' arbre d1 entraînement et pourvue de plusieurs alésages étagés d' axes parallèles à celui de cet arbre - et des modules porte-brosse, logés à l'intérieur de ces alésages étagés de manière à coopérer avec la couronne solaire. Suivant une autre particularité de l'invention, chaque module porte-brosse comporte un arbre intermédiaire, une roue planétaire coopérant avec la couronne solaire, deux roulements rigides à billes et leurs écrous de blocage, une clavette disque et une brosse métallique. Suivant une autre particularité de l'invention, la platine porte-brosses est vissée sur 1' arbre d' entraînement qui entraîne celle-ci en rotation par l'intermédiaire d' une clavette parallèle. Ces particularités permettent d' inté#rer cette tête de brossage à un centre d' usinage comme un outillage spécifique, et de supprimer ainsi la nécessité d' une machine spéciale de brossage-ébavurage. D' autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit d' un mode de réatisation préféré, donné à titre d' exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure I est une vue en coupe longitudinale et axiale d'une tête de brossage conforme à l'invention - la figure 2 est une vue en coupe suivant B-B de la tête de brossage représentée à la figure I - et la figure 3 est une vue schématique qui représente les trajectoires de deux poils de brosse. Comme illustrée sur les figures 1 et 2, une tête de brossage conforme à l'invention est constituée dans sa partie supérieure, d' un cône d' emmanchement 1 qui permet un changement automatique d' outils. Ce cône reçoit à 1' une de ses extrémités, un embout de tirage 2 destiné à maintenir 1' outil dans la broche 3 d' un centre d' usinage non représenté. L' autre extrémité du cône reçoit un arbre d' entraînement 4. L' assemblage cône/arbre est conique et 1' entraSnement en rotation est réalisé au moyen d'une clavette 5A et d'une vis 5B. Un boîtier fixe de liaison 6 est traversé par cet arbre d' entraînement 4. Son bras en saillie sur la tête de brossage s' aligne lors de la mise en place de celle-ci, (au moyen d' un changeur automatique d' outillages) sur un bloc de raccordement 7. Ce bloc est fixé sur la face avant d' un fourreau porte-broche 8 de la machine-outil. Un doigt d' indexage 9 assure la liaison et le fonctionnement de I' ensemble. Une plaque de fermeture 6A munie d' une bague d'étanchéité 6B ferme la partie supérieure du boîtier de liaison. Dans ce boîtier 6, deux roulements 6C à rouleaux coniques absorbent les charges axiales. A la base de ce boîtier de liaison est fixée par vissage une couronne dentée 10 dite solaire. Sur 1' arbre d' entraînement 4 est montée une platine porte-brosses 11 qui comporte quatre alésages étagés 12 d' axes parallèles à celui de cet arbre et répartis uniformément autour de ce dernier. Ces alésages reçoivent quatre modules porte-brosse 13. La platine 11 est montée sur 1' arbre d' entraînement 4 par l'intermédiaire de cinq vis de fixation 14, et est entraînée en rotation par celui-ci au moyen d'une clavette parallèle 15. Chaque module 13 présente un arbre intermédiaire 16, une roue planétaire 17, deux roulements rigides à billes 18 et leurs écrous de blocage, une clavette disque 19 et une brosse métallique 20. Un couvercle supérieur 21 pourvu d' un joint d'étanchéité 22 ferme la partie supérieure de la platine 11. La fermeture et 1' étanchéité de la partie inférieure de cette platine sont assurées par cinq plaques 23, 24 portant également des joints 25. * La tête de brossage précédemment décrite fonctionne de la - manière suivante, en référence aux figures 1, 2 et 3. La configuration géométrique et le poids de cette tête de brossage lui permettent d' être intégrée dans la majorité des magasins d'outils de centres d' usinage. Un dispositif de préhension automatique d' un centre d'usinage peut la saisir par son cône 1 et la manipuler entre un magasin d' outils et une broche de machine L'embout de tirage 2 maintient le cône 1 dans la broche 3. Le boîtier de liaison 6 et son doigt 9 s'indexent et s'immobilisent automatiquement dans le bloc de raccordement 7. Par I' intermédiaire de 1' arbre d' entraînement 4, la platine porte-brosses 11 solidaire de cet arbre se met en rotation. Les quatre roues planétaires 17 intégrées à cette platine tournent autour de la couronne solaire 10 qui elle, est fixe. Le mouvement de rotation des brosses autour de leurs axes respectifs, combiné au mouvement de rotation de 1' arbre 4 crée une trajectoire épicycloidale des poils de ces brosses, comme l'illustre la figure 3. En effet, c' est une courbe décrite par un point d' un cercle qui roule sans glisser sur un second cercle fixe, et à 1' extérieur de ce dernier. En cours d' ébavurage, il s' avère nécessaire, afin de garantir une qualité de travail la plus constante possible, de maintenir une valeur de pénétration des brosses qui doit évoluer en fonction de 1' usure des poils de celles-ci ; la longueur des poils diminuant, les brosses deviennent de plus en plus dures et risquent de détériorer la surface de la pièce à traiter. Il convient donc de déterminer des valeurs moyennes de pénétration et des stades d' usure optimaux pour le changement de valeur. Ces paramètres sont introduits avant chaque mise en service dans 1' armoire de commande numérique de la machine concernée. A la fin de son cycle de travail, la tête de brossage réintègre son magasin. * La tête de brossage conforme à l'invention procure par conséquent de nombreux avantages tels que les suivants - le mouvement satellisé et épicycloîdal des brosses permet d'obtenir un ébavurage complet par une attaque alternée des arêtes de la pièce, en supprimant les inversions de sens des passes, et de rotation des brosses. L' ébavurage d' une cavité de forme quelconque est par exemple réalisable en une seule passe et suivant un sens unique. - ce mouvement procure ainsi un excellent état de surface, sans déformation de planéité des surfaces à brosser. - il entraîne une usure uniforme des brosses suivant un plan perpendiculaire à 1' axe de rotation de 1' appareil, ce qui permet aisément le contrôle et la comoensation de 1' usure par un centre d' usinage à commande numérique. - l'intégration de cette tête de brossage à un centre d' usinage rend son utilisation particulièrement simple, celle-ci devenant ainsi un simple outillage normalisable. REVENDICATIONS 1. Tête de brossage destinée en particulier à des centres d'usinage, du type constituée notamment par un cône d'emmanchement (1), un embout de tirage (2), un arbre d' entraînement (4), et un boîtier de liaison (6) fixe et indexable, caractérisée en ce qu' elle comprend : - une couronne solaire (10) solidaire de la base du boîtier de liaison (6) ; - une platine porte-brosses (11) fixée sur 1' arbre d' entraînement (4) et pourvue de plusieurs alésages étagés (12) d'axes parallèles à celui de cet arbre (4) ; - et des modules porte-brosse (13) logés à l'intérieur de ces alésages étagés (12) de manière à coopérer avec la couronne solaire (10). 2. Tête de brossage suivant la revendication 1, caractérisée en ce que chaque module porte-brosse (13) comporte un arbre intermédiaire (16), une roue planétaire (17) coopérant avec la couronne solaire (10), deux roulements rigides à billes (18) et leurs écrous de blocage, une clavette disque (19) et une brosse métallique (20). 3. Tête de brossage suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la platine porte-brosses (I 1) est vissée sur l'arbre d'entraînement (4) qui entraîne celle-ci en rotation par 1' intermédiaire d' une clavette parallèle (15). 4. Tête de brossage suivant 1' une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisée en ce que la fermeture et 1' étanchéité de la platine porte-brosses (l l) sont assurées par un couvercle supérieur (21) muni d'un joint d' étanchéité (22), et par des plaques inférieures (23, 24) pourvues également de joints d' étanchéité (25).