Brevet FR2620963A1 — publié le 19890331

La présente invention concerne une machine-outil à poste fixe pour équarrir les extrémités des mortaises confectionnées dans du bois comportant un socle dans lequel est monté et fixé verticalement un guide vertical de forme hexagonale muni de crans sur une des six faces, ledit socle muni de deux orifices parallèles dans lesquels coulissent transversalement deux guides parallèles de forme cylindrique munis de crans et solidaires d'une pièce de positionnement de forme rectangulaire dont la surface d'appui est perpendilaire aux axes des deux guidess et déplacée transversalement par les crans d'un axe de réglage en profondeur parallèle à la surface d'appui de la pièce de positionnement, ledit axe monté dans les orifices du socle sur un même axe et actionné manuellement par l'opérateur, et un outil et son porte-outil entraîné par un pignon solidaire d'un axe d'entraînement équipé d'un levier à deux boules actionné manuellement, les dents du pignons venant s'engrener dans les crans du guide vertical. Dans un grand domaine de la menuiserie, principalement dans le domaine des amateurs et semi-professionels, les mortaises dont la section est un rectangle allongé sont exécutées sur une mortaiseuse à foret. Dans cette pratique, les petites faces de la section de la mortaise sont des surfaces cylindriques de section semi-circulaire. Afin de pouvoir assembler un tenon simple, brut d'usinage et de forme droite, et une mortaise, il se pratique traditionnellement l'opération inverse, en donnant la forme semi-circulaire aux deux petites faces latérales du tenon. Cette opération est réalisée manuellement avec une lime plate et nécessite de ce fait un temps de travail long et minutieux pour obtenir un assemblage parfait.D'autre part, l'opération manuelle de façonnage à la lime des tenons doubles, souvent utilisés pour des pièces de forte section, est encore plus difficile à réaliser, et le temps de mise en oeuvre est sans comparaison avec celui mis pour arrondir les deux petites faces d'un tenon simple. L'invention a donc pour but principal de réaliser une machine-outil qui, en ne réclamant qu'une puissance motrice minimale et de surcroit manuelle, permette un équarrissage précis des extrémités des mortaises et cela dans un temps minimum. La machine-outil se distingue en même temps par son mode de manoeuvre, simple et favorable en toutes positions de travail, de même que par sa construction rationnelle et économique. Le dispositif selon l'invention a pour objet une machine-outil installée en poste fixe et comportant essentiellement un outil de coupe à un seul tranchant monté verticalement dans un porte-outil coulissant sur un guide vertical muni de crans et actionné par l'intermédiaire d'un levier coulissant à deux boules entraînant un pignon dont les dents s'engrènent dans les crans du guide vertical transformant ainsi un mouvement rotatif en un mouvement rectiligne vertical. L'embout de l'outil est de forme rectangulaire et comporte quatre faces verticales dont deux latérales et deux longitudinales et une base rectangulaire inclinée. Les dimensions des deux grands côtés de l'embout sont égales à celles de la largeur de la mortaise, et celles des petits côtés sont légèrement supérieures au rayon du foret ayant servi à fraiser la mortaise. L'arête tranchante, rectiligne, est formée par une des deux faces latérales et la base inclinée et son profil est celui d'un triangle à angle aigu analogue à celui d'une dent de scie ou d'un ciseau de menuisier. Cette disposition a en outre pour effet que l'angle de dépouille peut rester très petit, de l'ordre de 50 à 100.Il en résulte un tranchant particulièrement rigide, capable de résister à des contraintes considérables, et c'est à sa base, sur l'arête, qu'à lieu le premier point de contact de l'outil et du bois, dont le sens des fibres est en quadrature avec celui de l'arête. Le corps de l'outil qui prolonge l'embout de coupe est de forme rectangulaire. Les deux côtés, parallèles au tranchant, sont plus petits que les deux grands côtés de l'embout de coupe disposé symétriquement par rapport à l'axe logitudinal et asymétriquement par rapport à l'axe transversal du corps de l'outil. L'outil comporte une tête ayant la forme d'un polyèdre à quatre faces coniques symétriques, base rectangulaire de mêmes dimensions que le corps et sommet également rectangulaire, volume dit "tas de sable" inversé. La tête de l'outil est logée et serrée dans une embase conique pratiquée à la partie inférieure du porte-outil, en porte à faux, de même forme que la tête de l'outil assurant de ce fait un parfait centrage, par rapport aux axes longitudinal et transversal. Selon une forme de réalisation préférentielle, la hauteur du corps de l'outil est de 60 mm permettant l'équarrissage des extrémités des mortaises traversantes réalisées dans du bois de largeur 120 mm, en pratiquant l'opéra- tion en recto-verso, et les largeurs des arêtes tranchantes sont de 8-10 et 12 mm, largeurs des mortaises couramment réalisées en menuiserie. Lorsque les largeurs sont supérieures, l'usinage s'effectue à deux reprises. A la descente, l'outil enlève sous forme de copeaux, le volume de matière correspondant à la différence des volumes : surface du rayon du foret multiplié par le diamètre du foret et d'un demi cylindre ayant le même rayon que le foret, les deux multipliées par la profondeur de la mortaise. La hauteur de la coupe est fonction de la profondeur de la mortaise au fond de laquelle l'outil vient en butée. La configuration de l'outil de conception monobloc selon une réalisation préférentielle se prête plus spécialement à l'emploi d'acier spécial traité ou acier rapide ou, en variante, tête et corps monobloc et pastille au carbure rapportée. Conformément à l'invention, le porte-outil coulisse sur un guide vertical fixé dans le socle de la machine-outil et réalisé par un profilé standard de forme hexagonale, muni de crans sur une des faces dans lesquels viennent s'engrener les dents du pignon d'entraînement actionné par le levier de commande manuelle. Selon une caractéristique de l'invention, le porte-outil, le guide vertical et le pignon d'entrainement sont réunis entre eux de façon séparable. Le porte-outil est muni de deux guides femelles, de forme hexagonale dont une face de chaque est ouverte et prolongée par deux oreilles équipées de vis de serrage assurant ainsi un guidage parfait sur au moins quatre faces du profilé guide vertical de forme hexagonale, d'où une stabilité assurée dans les directions des axes transversal et longitudinal et une précision de l'usinage garantie. Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu une pièce de positionnement de la pièce à usiner,dont la face d'appui extérieure, celle côté opérateur, est lisse et de forme rectangulaire, le petit. côté est vertical, le grand côté est horizontal, placé à 900 par rapport à l'arête tranchante de l'outil. La pièce de positionnement est solidaire de deux guides de forme cylindrique identique, munis de crans, coulissant dans deux orifices de forme circulaire pratiqués dans le socle, ayant les axes parallèles entre-eux, horizontaux et en quadrature avec l'axe vertical du guide vertical du porteoutil. Selon une réalisation de forme préférentielle, la longueur des deux guides de la pièce de positionnement est de 90 mm. Le déplacement de la surface d'appui de la pièce de positionnement, mouvement en avant et en arrière suivant l'axe transversal de la machine-outil est effectué manuellement par l'intermédiaire d'un axe de réglage en profondeur équipé d'un bouton molleté, de forme circulaire, prolongé d'un axe plein, parallèle à la surface d'appui, tournant dans deux orifices de forme circulaire pratiquées dans le socle, muni d'un filetage en bout d'axe et de crans au droit des deux guides cylindriques de la pièce de positionnement formant ainsi un couple pignon-crémaillère, tout en assurant un déplacement parallèle de la surface d'appui par rapport à l'axe de réglage en profondeur. Selon un critère de choix préférentiel, le déplacement maximum de la pièce de positionnement, par rapport à l'axe vertical de l'outil, est de 60 mm. Avant usinage, l'axe longitudinal de la mortaise est centré par rapport à l'axe vertical de l'outil. Pour maintenir la pièce de positionnement dans un état stable, l'axe de réglage en profondeur est bloqué par l'intermédiaire d'un bouton molleté équipé d'un filetage intérieur vissé sur l'axe de réglage en créant une force axiale qui bloque ainsi la face interne du bouton molleté de réglage solidaire de l'axe contre la joue externe du socle. La pièce à usiner est bloquée manuellement par l'opérateur contre la surface d'appui et le plan de travail, le bord de l'arrondi de la mortaise à équarrir, repéré initialement est placé sous l'arête tranchante de l'outil et l'opération de coupe est ainsi effectuée. La pièce de positionnement avec ses deux guides cylindriques munis de crans, l'axe de réglage en profondeur muni d'un bouton molleté, de crans et d'un filetage, ainsi que le bouton molleté de blocage transversal peuvent être réalisés en matière plastique, en une seule opération de moulage par injection. Le socle de la machine, recevant les pièces décrites ci-dessus, réalité en fonte moulée, est muni de deux fentes permettant au moyen de tire fonds sa fixation sur le plan de travail. Pour mieux faire comprendre l'invention, il est donné ci-après une description se rapportant aux dessins annexés. Les détails de chaque pièce composant la machine-outil sont donnés par les figures 1 à 19. - la fig.l est une vue de face du socle. - la fig.2 est une vue de gauche du socle. - la fig.3 est une vue de dessus du socle. - la fig.4 est une vue en plan de l'axe de règlage en profondeur. - la fig.5 est une vue en plan du bouton de blocage de l'axe de règlage en profondeur. - la fig.6 est une vue de face de la pièce de positionnement. - la fig.7 est une vue de gauche de la pièce de positionnement. - la fig.8 est une vue de dessus de la pièce de positionnement. - la fig.9 est une vue en plan du guide vertical. - la fig.10 est une vue de face du porte-outil. - la fig.ll est une vue de gauche du porte-outil. - la fig. 12 est une vue de dessus du porte-outil avec coupe partielle. - la fig.13 est une vue en plan de l'axe d'entraînement. - la fig.14 est une vue en plan du levier de commande. - la fig.15 est une vue en plan des boules du levier. - la fig.l6 est une vue de face de l'outil selon l'invention. - la fig.17 est une vue latérale de l'outil selon l'invention. - la fig.18 est une vue de face de l'outil selon une variante. - la fig.19 est une vue latérale de l'outil selon une variante. La machine-outil, dans sa forme de réalisation, selon l'invention, les différentes pièces assemblées, est représentée selon les figures 20 à 22. - la fig.20 est une vue frontale de la machine, pièce de positionnement non montée. - la fig.21 est une vue de gauche de la machine. - la fig.22 est une vue en plan partielle. Les figures 1, 2 et 3 donnent les détails du socle(l). Les dimensions de la semelle (2) sont de l'ordre de 170 mm pour la longueur (3), 70 mm pour la profondeur (4) et 15 mm pour l'épaisseur (5). A chaque extrémité, dans le sens de la longueur et dans l'axe de la pièce, il est prévu une fente (6a-6b) permettant la fixation du socle (1) sur un plan de travail horizontal, à l'aide de deux tire-fonds, à tête hexagonale, plus rondelles plates, logées dans un évidement (7a-7b). Par rapport à la semelle (2), la partie centrale (8) eft surélevée, dans le but de recevoir les organes de guidage et de manoeuvre des autres pièces composant la machine. La partie arrière, de forme extérieure arrondie, présente un orifice (9) à axe vertical pour recevoir le guide vertical (45).Le logement (9) du guide vertical (45) est brut de fonderie, il est vertical et traversant, de forme circulaire avec un méplat (10) parallèle à l'axe longitudinal (11) de la semelle (2). Le guide vertical (45) est maintenu fixe dans son logement (9) par l'intermédiaire d'une vis (12) à 6 pans creux, et son extrémité inférieure est à fleur avec la base du socle (13) prenant ainsi appui sur le plan de travail. La partie avant (14) du socle (1), de forme rectangulaire, est équipée de quatre orifices de guidage (15a-15b-16a16b) de forme circulaire et usinés. Les deux orifices (15a-15b) ont un axe commun, horizontal et parallèle à l'axe longitudinal de la semelle (2). Les axes des deux orifices (16a-16b) sont parallèles entre eux, symétriques par rapport à l'axe transversal (17) de la semelle (2) et en équerre avec son axe longitudinal (11). Les figures 4 et 5 donnent les détails de l'axe de réglage en profondeur (20). Selon une forme de réalisation préférentielle, il est réalisé en matière plastique en une seule opération de moulage par injection. Le bouton de manoeuvre (21), molleté sur sa périphérie, est solidaire de l'axe (20) de diamètre (22) 10 mm et d'une longueur (23 )de 140 mm. L'axe est muni de crans (24a-24b) sur le pourtour, au droit des deux orifices (16a-16b) du socle (1), d'une longueur (25) de 15 mm, bruts de moulage, parallèles à l'axe, ainsi que d'un filetage (26) en bout d'axe sur une longueur (27) de 10 mm, également brut de moulage. Le bouton de blocage (28) de l'axe de réglage est réalisé en matière plastique, procédé par injection. Il est équipé d'un filetage intérieur de 10 mm. Les figures 6, 7 et 8 donnent les détails de la pièce de positionnement (30). Selon une forme de réalisation préférentielle, elle est réalisée en matière plastique, en une seule opération de moulage par injection. Les dimensions de la surface d'appui (31) sont de 170 mm pour la longueur (32) et 60 mm pour la hauteur (33). La face interne (34) est nervurée assurant une rigidité suffisante, l'épaisseur (35) maximum au droit des nervures est de 15 mm environ. Les deux pièces de guidage (36a-36b)ont une forme cylindrique, de dimensions 14 mm pour le diamètre (37) et de 90 mm pour la longueur (38), et sont équipées de crans (39a-39b) bruts de moulage. Elles sont perpendiculaires à la surface d'appui (31), placées sur son axe longitudinal (40) et symétriques par rapport à son axe transversal(41).La partie inférieure (42) de la pièce de positionnement (30) est légèrement surélevée par rapport à la base du socie lorsque les deux pièces de guidage (36a-36b) sont montées dans les deux orifices (16a-16b) du socle (1). La figure 9 donne les détails du guide vertical (45). Selon une forme de réalisation préférentielle, il est réalisé à partir d'un profilé normalisé (46) en acier, de forme hexagonale, de dimension (47) extérieure de 30 mm. Il est muni sur une face de crans (48), perpendiculaires à l'axe longitudinal (49). Selon un critère de choix, la longueur (50) totale du guide (45) est de 300 mm, permettant ainsi d'équarrir les extrémités des mortaises de profondeur 60 mm dans du bois de hauteur 120 mm. Les figures 10, 11 et 12 donnent les détails du porte-outil (54). Selon l'invention, il est réalisé en fonte moulée en une seule opération. Sur sa partie avant inférieure (55), celle près de l'opérateur lorsqu'il est monté sur le guide vertical (45), se trouve une embase conique (56) à axe vertical (57), dans laquelle est logée la tête de l'outil (90), bloquée par la vis (58) à six pans creux. L'embase conique (56) permet un centrage parfait de l'outil (89), quel que soit le type d'outil selon l'invention. La partie centrale (59) est équipée de deux gorges (60a-60b) parallèles et horizontales, de forme allongée, situées symétriquement par rapport à l'axe transversal (61), destinées au logement de l'axe d'entraînement (74) du porte-outil. La partie arrière (62) est équipée de deux guides femelles (63a-63b) situés sur le même axe vertical, (64) de forme hexagonale de dimensions intérieures (65) légèrement supérieures à 30 mm, ayant chacun la face extrême (66) ouverte et prolongée par deux oreilles (67a-67b) équipées de vis de serrage (68a-68b) à 6 pans creux, assurant ainsi, lorsque le porte-outil est monté coulissant sur le guide vertical (45) un jeu minimum , le contact étant établi sur les quatre faces (69) au moins. L'entr'axe (70) des deux vis de serrage (68a-68b)) des mâchoires est de 65 mm. La distance (71) de l'axe vertical (57) de l'embase (56) à l'axe vertical (64) des guides femelles (63a-63b) est de 125 mm. Les figures 13, 14 et 15 donnent les détails de l'axe d'entraînement (74) vertical du porte-outil (54) et de son levier (75) de commande manuelle. Selon l'invention, l'axe (74) est réalisée à partir d'un fer rond de diamètre 25 mm, comporte une partie cylindrique de diamètre (76) 25 mm sur une longueur (77) de 40 mm, la face intérieure (78) servant de butée latérale, équipée d'un trou (79) de diamètre 10,5 mm situe à une distance (80) de 10 mm et recevant le levier (75) de commande manuelle, comporte deux gorges circulaires (81a-81b), une deuxième butée de maintien (82) latérale, également circulaire, ainsi qu'un pignon (83) aux dents parallèles à l'axe de la pièce.Le levier (75) est réalisé à partir d'un fer rond de diamètre 10 mm et de longueur (84) de 200 mm et comporte deux boules (85a-85b) en matière plastique équipée chacune d'en filetage femelle (87) vissées aux deux extrémités du levier (75) équipé de deux filetages mâles (86a-86b) de diamètre 10 mm. Les deux gorges (81a-81b) de l'axe (74) d'entraînement vertical sont positionnées dans les deux gorges (60a-60b) du porte-outil (54). L'axe d'entraînement (74) ainsi positionné, le guide femelle inférieur (63b) du porte-outil (54) est positionné sur le guide vertical (45) puis coulissé vers le bas, les dents du pignon (83) d'entrainement venant à s'engrener avec les crans (63a) du guide vertical (45), le guide femelle (63a) supérieur venant s enfiler à son tour sur le guide vertical (45). Les figures 16 et 17 donnent les détails de l'outil de coupe (89) qui selon l'invention, est destiné à équarrir les extrémités des mortaises réalisées sur une mortaiseuse à foret. Les figures 18 et 19 représentent l'outil selon une variante. L'outil (89) représenté par les figures 16 et 17 comporte une tête (90), un corps (91) et un embout (92). L'ensemble est monobloc, réalisé en acier spécial traité ou acier rapide et brut de fonderie. Pour des raisons de standardisation et de coût de fabrication, les dimensions de l'embout de coupe (92) sont maximum, et permettent de réaliser, après affûtage, les trois dimensions les plus usuelles dans la profession, soit 8 - 10 et 12 mm pour la longueur (93) de l'arête (94) tranchante et 7 mm pour la largeur (95). L'outil (89) représenté par les figures 18 - 19 comporte un corps (91) et une tête (90) monobloc, est réalisé en acier spécial traité ou acier rapide et brut de fonderie. L'embout de coupe (102) est une pastille au carbure rapportée, qui dans sa forme brute de réalisation préférentielle est uniforme permettant, après affûtage, de réaliser les trois dimensions de l'arête de coupe (94) de 8 - 10 et 12 mm pour la longueur (93) et 7 mm pour la largeur (95). Dans les deux formes de réalisation de outil, monobloc ou à pastille de carbure rapportée, les formes du corps (91) et de la tête (90) de l'outil sont identiques, ayant les dimensions préférentielles du corps (91) de l'outil, selon l'invention, de 60 mm pour la longueur (96), 12 mm pour la largeur (97) et 7 mm pour l'épaisseur (98). L'outil est monté verticalement dans l'embase (56) du porte-outil (54). La grande face (97) du corps (91) de l'outil est parallèle à la surface d'appui (31) de la pièce de positionnement (30), et l'arête tranchante (94) est en quadrature. L'arête tranchante (94) rectiligne est formée par une des faces latérales (98) inclinée d'un angle de 50 à 100 maximum, formant l'angle de dépouille (99), et la base (100) de l'outil, inclinée de 300 maximum, formant l'angle de coupe (101). Pendant le travail l'outil exécute un mouvement vertical et l'arête tranchante (94) entaille le bois dans le sens contraire des fibres. Les figures 20 - 21 et 22 montrent la machine-outil, les différentes pièces assemblées. La machine-outil est fixée sur le plan de travail (105) horizontal à l'aide de deux tire-fonds (106) plus rondelles plates (107) logés dans les fentes (6a-6b) de la semelle (2) du socle (1). Le guide vertical (45) munis de crans (48) sur une des faces, celle orientée vers l'opérateur, est montée dans l'orifice (9) et fixée par l'intermédiaire de la vis (12) à 6 pans creux. Les deux guides cylindriques (36a-36b) de la pièce de positionnement (30) munis de crans, coulissant dans les orifices (16a-16b) et s'engrènent avec les crans de l'axe de réglage (20) en profondeur monté dans les orifices (15a-15b) et manoeuvré par le bouton molleté (21) et bloqué en position stable par le bouton molleté (28) de blocage. Le porte-outil (54) coulisse sur le guide vertical (45) muni de crans (48) qui s'engrènent avec les dents du pignon (83) de l'axe d'entraînement vertical (74) actionné manuellement par l'opérateur à l'aide du levier (75) monté à droite pour les droitiers, ou selon une variante, à gauche pour les gauchers. L'outil (89) pour équarrir les extrémités (109) des mortaises (110) est monté dans l'embase (56) conique du porte-outil (54), l'arête tranchante (94) à la gauche de l'opérateur lorsque le levier (75) est monté à droite, ou l'arête tranchante (94) à la droite de l'opérateur lorsque le levier (75) est monté à gauche, puis fixé par la vis (58) à 6 pans creux. Le bois (111) à usiner est placé sur le plan de travail (105) et plaqué manuellement par l'opérateur contre la surface d'appui (31) de la pièce de ~ n o; F r o m es rt t {42nss REVENDICATIONS 1. Machine-outil à poste fixe, pour équarrir les extrémités des mortaises confectionnées dans du bois, caractérisée en ce qu'elle comporte - un socle (1) dans lequel est monté et fixé verticalement un guide vertical (45) de forme hexagonale muni de crans (48) sur une des six faces, ledit socle (1) muni de deux orifices parallèles (16a-16b) dans lesquels coulissent transversalement deux guides (36a-36b) parallèles de forme cylindrique munis de crans (39a-39b) et solidaires d'une pièce de positionnement (30) ledit axe (20) de forme rectangulaire dont la surface d'appui (31) est perpendiculaire aux axes des deux guides (36a-36b), déplacée transversament par les crans (24a-24b) d'un axe (20) de réglage en profondeur parallèle à la surface d'appui (31) de la pièce de positionnement (30), ledit axe (20) monté dans les orifices (15a-15b) du socle (1) sur un même axe et actionné manuellement par l'opérateur. - un outil (89) et son porte-outil (54) entraîné par un pignon (83) solidaire d'un axe d'entraînement (74) équipé d'un levier (75) à deux boules (85a-85b) actionné manuellement, les dents du pignon (83) venant s'engréner dans les crans (48) du guide vertical (45). 2. Machine-outil selon la revendication 1 caractérisée en ce que le socle (1) est équipé de deux orifices (16a-16b) parallèles entre eux et dont les axes sont perpendiculaires à l'axe de réglage (20) équipés des crans (24a-24b). 3. Machine-outil selon la revendication 1 caractérisée en ce que le porteoutil (54) est équipé de deux guides femelles (63a-63b) de forme hexagonale (46) identique à celle du guide vertical (45). 4. Machine-outil selon les revendications 1 et 5 caractérisée en ce que le porte-outil (54) est équipé d'une embase (56) verticale de forme conique. 5. Machine-outil selon les revendications 1 et 4 caractérisée en ce que l'axe de réglage (20) en profondeur est muni d'un filetage (26) extérieur recevant un bouton de blocage (28). 6. Machine-outil selon les revendications 1 - 2 et 5 prises dans leur ensemble caractérisée en ce que l'axe de réglage (20) en profondeur et le bouton molleté (28) de blocage sont réalisés en matière plastique rigide. 7. Machine-outil selon la revendication 1 caractérisée en ce que la pièce de positionnement (30) est réalisée en matière plastique rigide.