Brevet FR2622499A1 — publié le 19890505

La présente invention est du domaine des machines à bois et elle a plus précisément pour objet une machine polyvalente, ou encore multifonctionnelle, permettant l'exécution précise et sûa ##des principales opéra- tions de menuiserie ou des arts voisins. On connaît de nombreuses machines du type dans lesquelles une pièce de bois est supportée fixement par un bâti de machine, tandis qu'un outil procédant par enlèvement de copeaux, notamment outil rotatif, est déplacé le long de la pièce ; tel est par exemple le cas de la machine dit déligneuse destinée à couper en long des pièces de bois de forme allongée, tel est encore le cas de différentes machines de scierie destinées à équarrir ou débiter des fûts ; tel est encore le cas de certains machines dites "tenonneuses" ou "rainureuses" destinées à usiner des reliefs profilés le long des chants des pièces de bois.Il est cependant remarquable que de telles machines sont spécialisées dans la réalisation d'un usinage bien déterminé et qu'en raison de leurs caractéristiques dimensionnelles ou fonctionnelles-,--elles ne se prêtent pas à la réalisation d'autres types d'usinage. Ce sont en général des machines automati#ques conçues pour exécuter des pièces de bois en série. Le but de la présente invention, est, au contraire, de proposer une machine polyvalente permettant à un utilisateur qui n'est pas spécialisé dans la menuiserie et l'ébénisterie ou la charpente, d'exécuter sans danger et avec une grande précision la plupart des opérations nécessitées par le travail du bois, opérations telles que sciage en long, dégauchissage rabotage, toupillage, fraisage de forme, sciage en -travers pour coupes de longueur, tenonnage, mortaisage, perçage et ponçage ; un autre but de l'invention est de fournir au professionnel une machine d'exécution de pièces à l'unité avec une très grande précision (du dixième de millimètre) ; un autre but de l'invention est de proposer à l'amateur une machine de principe d'utilisation simple dans ses différentes fonctions et ne demandant aucun "tour de main", ni aucune habitude p rofessiomelle . beLon la présente invention une machine à bois mettant en oeuvre un outil rotatif pour travailler, par enlèvement de copeaux, une ébauche de bois, ou matériau similaire, maintenue fixe sur un plateau par des moyens de maintien est caractérisée par un banc de forme très allongée dans une dimension horizontale combinant un plateau destiné à supporter des moyens de fixation de la pièce de bois, et un rail formant un chemin de roulement parallèle à la dimension longitudinale du plateau, pour un chariot, dit premier, déplaçable en roulement par traction manuelle directe le long de substanciellement toute la longueur du rail et en ce que ledit premier chariot supporte par l'intermédiaire de moyens de positionnement suivant deux directions d'un plan vertical, l'outil rotatif et son moteur d'entraSnement, l'outil pouvant etre l'un des outils du groupe d'outils comprenant un rabot rotatif, une mèche de perçage-mortaisage, une scie circulaire, un outil de toupillage et de calibrage, un outil de ponçage, un outil de tenonnage ; par forme très allongée du plateau, on comprend une forme rectangulaire dont la longueur est approximativment dix fois supérieure à la largeur. résulte des dispositions sus-définies que, par le déplacement manuel du premier chariot et suivant le choix de l'outil, on peut pratiquer sur la pièce de bois, la plupart des opérations courantes du travail du bois, sans danger, puisque sans manipulation de la pièce elle-meme, et avec une très grande précision. Dans une machine telle que sus-définie, lesdits moyens de positionnement comprennent une première glissière d'axe vertical fixée sur le premier chariot perpendiculairement au plan du plateau, un deuxième chariot, déplaçable le long de ladite première glissière et formant lui-même une glissière d'axe horizontal pour un troisième chariot supportant l'outil et son moteur, et pour chacun des deuxième et troisième chariots des moyens mécani ques de positionnement commandés à la main et constitués par une vis engrénant dans un filetage du chariot. Il résulte de ces dispositions que l'outil peut être positionné de façon précise et stable dans un plan vertical perpendiculaire à l'axe longitudinal du banc, ledit plan étant lui-même déplaçable manuellement le long de ce dernier axe longitudinal. Avantageusement l'outil et son moteur sont montés sur une tourelle montée elle-même pivotante sur le troisième chariot, l'axe de pivotement de la tourelle étant un axe horizontal perpendiculaire au dit plan de déplacement du moteur et de l'outil -; il en résulte que l'axe de rotation de l'outil peut être incliné par rapport au plan du plateau d'un angle quelconque ; avantageusement encore, la tourelle est associée à des moyens de blocage en pivotement. Avantageusement encore, le plateau de forme plane allongée, entièrement dégagée sur sa face supérieure, est, sur sa face inférieure, dégagé au moins le long de ses bords latéraux et il comporte sur sa face supérieure et le long de ses dits bords latéraux deux rainures parallèles ; il résulte de cette dernière disposition que des accessoires constituant les moyens sus-nommés de maintien de l'ébauche peuvent être fixés sur le plateau au moyen d'organes en forme de serre-joints et peuvent être très précisément positionnés grâce à des nervures ou.plots dont ils sont pourvus pour coopérer avec lesdites rainures. Suivant une forme particulièrement avantageuse et préférée de réalisation, le banc est constitué par une poutre en I dont l'aile supérieure constitue ledit plateau et dont l'aile inférieure constitue le chemin de roulement pour ledit premier chariot, ladite poutre en I est supportée par un pied à chacune de ses extrémités ; il peut être envisagé, dans le cas de bancs assez longs, qu'un pied central n'interférant ni avec l'aile supérieure ni avec l'aile inférieure soit disposé vers le milieu et sur un c6té de la poutre. Suivant un détail de réalisation une rampe solidaire dudit chariot, entoure l'ensemble des chariots et de l'outil et son moteur, ladite rampe étant disposée dans un plan horizontal à environ les deux tiers de la hauteur d'un homme, cette rampe étant destinée à la fois à interdire un accès trop proche de l'outil et à former un moyen de préhension manuelle pour opérer le déplacement du premier chariot le long du banc, et, de ce fait, le déplacement longitudinal de l'outil. Suivant un autre détail de réalisation, des moyens manuels de manoeuvre de précision du premier chariot, le long de son rail, comprennent un levier prenant appui sur le banc et une bielle reliée vers le milieu du levier d'une part et l'autre premier chariot d'autre part ; il en résulte que l'on peut opérer par pivotement du levier un déplacement précis du premier chariot pour des opérations de mortaisage, par exemple. La présente invention sera mieux comprise et des détails en relevant apparartront à la description qui va être faite de formes particulières de réalisation de la machine à bois de l'invention et de certains accessoires, en relation avec les figures des planches annexées dans lesquelles - la fig.1 est une illustration en perspective d'une forme préférée de réalisation d'une machine à bois de l'invention, - la fig.2 est une représentation schématique en bout du chariot 1 de la figure précédente, - la fig.3 est un plan schématique du même correspondant à la fig.1, - la fig.4 illustre en perspective le chariot 1 proprement dit, - la fig.5 est une vue en plan d'un accessoire de déplacement précis de l'outil, - la fig.6 est une illustration en perspective d'un mors longitudinal constituant un acces soire des machines précédentes, - la fig.7 illustre un accessoire de calage de l'ébauche, - la fig.8 illustre vue en bout du banc l'utilisation de l'accessoire de la figure précédente, - les- fig.9 et 10 illustrent respectivement en plan et de bout, un accessoire de positionnement des bois dans le sens de leur longueur parallèle au déplacement du premier chariot, ledit moyen constituant un presseur, - la fig.11 illustre en vue de dessus un accessoire de maintien pour le tenonnage, - la fig.12 illustre de fanon analogue mais à plus petite échelle des mors transversaux, et - les fig.13a et 13b illustrent en élévation et à plus grande échelle un mors fixe et un mors mobile de la figure précédente. Sur la fig.1 une machine de l'invention se compose essentiellement d'un banc 1 formé par une poutre en I dont l'aile supérieure forme la partie supérieure ou plateau 2 du banc et dont l'aile inférieure forme la partie inférieure 3 ou rail de guidage, une âme 6 reliant les ailes inférieure et supérieure ; la poutre en I repose au sol sur deux pieds 4 disposés à ses extrémités. Le plateau 2 a une forme plane entièrement dégagée sur sa face supérieure et dégagée, sur sa face inférieure, le long de ses bords latéraux ; la face supérieure du plateau comporte deux rainures parallèles longitudinales 5 voisines des bords ; le plateau est destiné à supporter et à permettre la fixation d'un certain nombre d'accessoires de maintien des ébauches ; la coopération du plateau et des accessoires sera décrite plus loin. Le rail de guidage 3 qui est l'aile inférieure de la poutre est dégagée sur sa face inférieure et le long de ses bords latéraux pour guider en roulement un premier chariot 10 dont l'organisation sera décrite plus loin. Le premier chariot 10 supporte une colonne 11 comportant une glissière 12 en queue d'arronde dite première servant à guider en glissement un deuxième chariot 13 ; le deuxième chariot 13 comporte lui-même une glissière femelle 19 en queue d'arronde d'axe horizontal pour guider en glissement un troisième chariot 14 de forme allongée ; le troisième chariot 14 supporte par l'intermédiaire d'une tourelle 15 un ensemble moteur 16-arbre 17-outil 18 ; grâce aux trajets croisés des glissières 12 et 19, l'axe 20 de rotation de l'outil peut décrire par translation un plan vertical 21. Des vis sans fin, non visibles sur le dessin mais dont on voit les extrémités d'entraSne- ment 24 et 25 engrènent dans le deuxième chariot 13 ; une manivelle 26 permet d'entratner les vis en rotation ; des tambours gradués respectivement 28,29 servnt de vernier pour mesurer les fractions de tours de manivelle et donner ainsi la précision du dixième de millimètre requise par les objectifs de l'invention. La tourelle 15 comporte un axe de pivotement horizontal 30 permettant d'incliner plus ou moins l'axe 20 de rotation du moteur dans une plage de 3600 (flèche 31) ; la tourelle est associée à des moyens de blocage en pivotement et elle peut comporter des graduations pour mesurer l'inclinaison de l'axe de l'outil (non représentée sur les figures). Une rampe double 33,34 solidaire de la colonne 11 entoure l'ensemble des chariots avec une extension horizontale suffisante pour permettre le total débattement du troisième chariot ; la composante inférieure 34 de la rampe est interrompue au-dessus du banc 2 ; la fonction de cette rampe est double : elle est d'une part d'interdire un accès trop rapproché de l'outil relativement dangereux pour les personnes et d'autre part de constituer une poignée ou une prise pour entraîner le déplacement de l'ensemble des chariots et de l'outil le long du banc ; dans le cas de figure, la rampe a une forme générale rectangulaire, mais cette forme pourrait être aussi bien circulaire. Sur les fig.2,3 et 4, un chariot est constitué d'un châssis 80 ayant une forme générale en U supportant trois groupes de trois galets à savoir des galets d'axe vertical 81,82,83 destiné à prendre un appui latéral sur les bords de l'aile inférieure 3 de la poutre en I, des galets 84,85,86 d'axe horizontal destinés à prendre appui sur les surfaces horizontales inférieure et supérieure voisines d'un même bord de l'aile 3 et des galets 86,87 et 88 destinés à prendre un appui analogue sur l'autre bord on remarquera sur la fig.4 la disposition caractéristique en triangle des galets de chacun des groupes. Chaque galet est constitué de préférence d'une bande de roulement en matière plastique dure tel que nylon et d'un roulement à billes formant le moyeu.La disposition triangulaire précité permet un montage à la fois aisé et précis des galets dont la portée sur le rail doit être réalisée avec un Jeu minimal. Sur la fig.5 un accessoire destiné à la manoeuvre de précision du premier chariot 10 le long du banc I est-constitué par un levier 36 articulé par l'intermédiaire d'une pièce de fixation 37 à l'âme 6 du banc, une bielle 38 étant articulée d'une part au levier en son milieu et d'autre part à la colonne 11 (ou directement au chariot 10). Cet accessoire est utilisé par exemple pour effectuer des mortaises. Sur la fig.6, un accessoire dit mors longitudinal 40, est une pièce rectangulaire comportant à l'une de ses extrémités une potence inversée 41 formant avec une vis 42 passant à travers elle, un dispositif de serre-joint; la partie principale du mors comporte sur sa face intérieure une nervure 43 destinée à être insérée dans l'une des rainures 5 du plateau 2 ; l'une des faces latérales de la partie principale comporte une pluralité de dents acérées 44. Sur les fig.7 et 8, un accessoi re, dit cale réglable, est constituée d'une tige cylindrique 50 engagée dans des alésages de deux pièces prismatiques triangulaires 51 ; une pièce prismatique est fixée sur la tige, l'autre est pourvue d'une vis 52 d'assujettissement à la tige. Lorsque la vis est deserrée les pièces prismatiques peuvent être plus ou moins éloignées l'une de l'autre le long de la tige. La cale réglable est utilisée (fig.8) pour caler des ébauches gauchies telles que 53. Pour ce faire on pose l'ébauche sur deux cales voisines chacune des extrémités de l'ébauche, les pièces prismatiques étant suffisamment écartées ; l'ébauche repose alors à chacune de ses extrémités sur les tiges ; si l'ébauche est gauchie sa position n'est pas stable ; on rapproche alors les pièces prismatiques d'au moins l'une des cales réglables jusqu'à obtenir cette stabilité ; on serre les vis d'assujettissement puis on amène les mors longitudinaux tels que celui de la fig.6 en prise sur les faces d'extrémité de l'ébauche et l'on assujettit ces mors au banc ; l'ébauche est alors parfaitement stable. Sur les fig.9 et 10, deux presseurs 61 et 62 sont remarquables par une réglette graduée de calage 63 destinée à permettre un parallélisme précis d'un bord 64 d'une pièce de bois 65, par rapport au déplacement du premier chariot 10 (fig.1) ; il apparaît bien sur la fig.10 comment une nervure. 65 de la mâchoire 66 en serre-joint des presseurs coopère avec une rainure 5 du plateau 2. La fig.11 représente le dispositif utilisé pour la fixation des pièces perpendiculairement au déplacement du chariot 10, ou suivant un angle quelconque. Ce dispositif comprend un guide 70, fixé sur le banc au moyen de la colonne verticale 73 qui se comporte également comme un axe de rotation vis-à-vis du guide 70 en vue d'obtenir des orientations quelconque du bois. Cette colonne 73 supporte le presseur 61 non représenté mais analogue à celui de la figure précédente ; le guide 70 est également muni d'une tige de butée 71 et d'une butée 72 dans le but de positionner le bois à travailler pour obtenir la dimension 1. Une goupille 73b donne la position perpendiculaire avec précision. Sur les fig.12 et 13, un autre accessoire (étau) est constitué par un mors fixe 74 et un mors mobile 76, comportant le mors 75 et leur vis de réglage. Ils permettent (fig.12) de fixer au-dessus du plateau 2 une pièce de bois 77 dont on veut usiner, parallèlement à sa grande dimension, la face supérieure. Les accessoires représentés aux fig.5 à 13 sont donnés à titre d'exemple des possibilités d'utilisation de la machine à bois de l'invention. D'autres accessoires, non représentés, peuvent encore avantageusement être prévus pour l'équipement de cette machine, par exemple, profitant de la présence du bois, on pourra adapter sur celui-ci une poupée fixe de tour et une poupée mobile, ce qui permettra de transformer la machine en tour a bois. Bien que l'on ait décrit et représenté une forme particulière de réalisation d'une machine à bois de l'invention et de certains de ses accessoires, il doit être compris que la portée de l'invention n'est pas limitée à ces formes de réalisation mais qu'elle s'étend à toute machine à bois comportant les caractéristiques générales énoncées plus haut. REVENDICATIONS 1.- Machine à bois mettant en oeuvre un outil rotatif pour travailler, par enlèvement de copeaux, une ébauche de bois, ou matériau similaire, maintenue fixe sur un plateau par des moyens de maintien, caractérisée par un banc (1) de forme très allongée dans une dimension horizontale combinant un plateau (2) destiné à supporter des moyens de fixation de la pièce de bois, et un rail (3) formant un chemin de roulement parallèle à la dimension longitudinale du plateau pour un chariot (10), dit premier, déplaçable en roulement par traction manuelle directe le long de substanciellement toute la longueur du rail (3), et en ce que ledit premier chariot (10) supporte, par l'intermédiaire de moyens de posi tionnement (11,15) suivant deux directions d'un plan vertical, l'outil rotatif (18) et son moteur d'entralne- ment (16,17), l'outil pouvant être l'un des outils du groupe d'outils comprenant un rabot rotatif, une mèche de perçage-mortaisage, une scie circulaire, un outil de toupillage et de calibrage, un outil de ponçage, un outil de tenonnage 2.- Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que par forme très allon gée on comprend une forme rectangulaire dont la largeur est approximativement dix fois supérieure à la largeur 3.- Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens de positionnement comprennent une première glissière d'axe vertical fixée sur le premier chariot perpendiculaire ment au plan du plateau, un deuxième chariot, déplaçable en glissement le long de ladite première glissière et formant lui-même une glissière d'axe horizontal pour un troisième chariot supportant l'outil et son moteur, et pour chacun des deuxième et troisième chariots, des moyens de déplacement constitués par une vis engrénant dans un filetage du deuxième chariot, d'où il résulte que l'outil peut être positi#onné de façon précise et stable dans un plan vertical perpendiculaire à'l'axe longitudinal du banc, ledit plan étant lui-même déplaçable manuellement le long de ce dernier axe longitudinal 4.- Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'outil et son moteur sont montés sur une tourelle montée elle-même pivotante sur le troisième chariot, l'axe de pivotement de la tourelle étant un axe horizontal perpendiculaire au dit plan de positionnement du moteur et de l'outil, d'où -il résulte que l'axe de rotation de l'outil peut être incliné par rapport au plan du plateau, en ce que la tourelle est asso ciée à des moyens de blocage en pivotement 5.- Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'inclinaison de l'axe d'outil est variable sur 3600 6.- Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit plateau de forme plane allongée, entièrement dégagée sur sa face supé rieure-, est, sur' sa face inférieure, dégagé au moins le long de ses bords latéraux, et en ce qu'il comporte sur sa face supérieure et le long de ses dits bords latéraux deux rainures parallèles, d'où il résulte que des acces soires peuvent être fixés sur le plateau au moyen d'organes en forme de serre-joints et peuvent être très précisément positionnés grâce à des nervures ou plots dont ils sont pourvus pour coopérer avec lesdites rainures 7.- Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit banc est consti tué par une poutre en I dont l'aile supérieure constitue ledit plateau et dont l'aile inférieure constitue le chemin de roulement pour ledit premier chariot, et en ce que ladite poutre en I est supportée par un pied à chacune de ses extrémités 8.- Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une rampe solidaire dudit premier chariot, et de forme rectangulaire, entou re l'ensemble des chariots et de l'outil et de son moteur, ladite rampe étant disposée dans un plan hori zontal à environ les deux tiers de la hauteur d'un homme, cette rampe étant destinée à la fois à interdire un accès trop rapproché de l'outil et à constituer un moyen de préhension manuel pour opérer le déplacement du premier chariot le long du banc et, de ce fait, le déplacement longitudinal de l'outil ~ 9.- Machine selon la revendication 1, caractérisée par des moyens manuels de ma noeuvre de précision du premier chariot, le long de son rail, lesdits moyens de manoeuvre de précision compre nant un levier prenant appui sur le banc et une bielle reliée vers le milieu du levier d'une part et l'autre premier chariot d'autre part, d'où il résulte que l'on peut opéré un déplacement précis du premier chariot par des opérations de mortaisage, par exemple.