Brevet FR2614570A1 — publié le 19881104

La présente invention est relative aux machines outils et, plus particulièrement, a une machine pour l'affûtage des fers tranchants d'outils de coupe, notamment pour la menuiserie. Comme on le sait, pour de nombreuses activités industrielles ou artisanales, il est nécessaire d'utiliser des outils métalliques qui présentent une arête tranchante. Tel est le cas, par exemple, des forets, mèches, tarières etc.., et aussi des outils opérants non pas par rotation mais par percussion tels que, par exemple, des fers de ciseaux, bédanes, rabots, fers de dégauchisseuses, fers de rabots électriques ou autres. Lorsqu'il s'agit d'affûter des arêtes tranchantes rectilignes telles que celles des outils de menuiserie, il est classique de procéder à la main, à l'aide de pierres à huile ou meules de grains différents. Une telle technique, relativement lente, requiert une habilité particulière car il faut, à la fois conserver la rectitude de l'arête, la planéité des faces notamment du biseau du fer et son angle de coupe. Ceci exige une dextérité et un savoir faire tout particulier longs et difficiles à acquérir. On peut aussi utiliser des machines spéciales d'affûtage mais celles-ci sont, le plus souvent, relativement encombrantes, lourdes, spécialisées et perfectionnées ~ c'est pourquoi elles sont généralement utilisées à poste fixe. Se pose alors le problème particulier des compagnons qui travaillent non pas en atelier mais sur chantier, les charpentiers par exemple. Ils ne peuvent, alors, que disposer de la technique traditionnelle de la meule ou la pierre s'ils n'ont pas une machine d'affûtage portable, relativement robuste et peu encombrante, à leur disposition dans le véhicule de transport qui leur sert aussi, parfois de magasin voire d'atelier. L'invention concerne plus particulièrement une machine pour l'affûtage des fers tranchants d'outils de coupe, notamment pour la menuiserie, qui est d'un maniement aisé, qui est d'une certaine rusticité et aussi de relativement faible volume et petite masse de manière à pouvoir être transportée facilement et à pouvoir être utilisée par des personnes qui ne sont pas nécessairement familières des machines d'affûtage comme le sont les outilleurs professionnels. L'invention a pour objet une machine pour l'affûtage des fers tranchants d'outils de coupe, notamment pour la menuiserie, qui comprend un bâti équipé d'une meule pouvant être mise en rotation suivant son axe et d'un chariot monté coulissant sur des glissières, un porte-outil porté par le chariot et monté mobile en translation suivant une direction orthogonale à celle des glissières et monté orientable sur ce dernier et un dispositif de commande pour agir notamment sur chariot et porte-outil. Cette machine perfectionnée est remarquable, suivant l'invention, en ce que la direction des glissières est orthogonale à l'axe de rotation de la meule de manière que le chariot soit mobile perpendiculairement à cette dernière pour pouvoir s'en approcher ou s en éloigner et de manière que le porte-outil soit mobile parallèlement à l'axe de rotation de la meule ou à la surface abrassive active de celle-ci. Cette machine est aussi remarquable en ce que le porte-outil est monté orientable en inclinaison suivant un axe parallèle à celui de la meule. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la lecture de la description et des revendications qui suivent, et de l'examen du dessin annexé, donné seulement à titre d'exemple, où - la Fig.1 est une vue schématique perspective d'un mode de réalisation d'une machine d'affûtage perfectionnée suivant l'invention - la Fig.2 est une vue partielle schématique de côté de la machine de laFig.l - les Fig.3 et 3A sont des vues d'une variante de réalisation, analogues à celle de la Fig.2, de côté et de dessus, respectivement - la Fig.4 est une vue partielle de détail schématique illustrant la manière dont l'orientation du porte-outil est assurée ;; et - la Fig.5 est une vue partielle de détail d'un porte-outil particulier acceptant le montage de toutes fraises et molettes de toupies grâce à une meule qui est alors détalonnée sur une seule face pour tenir compte des différents angles de dépouille. Les machines d'affûtage, notamment pour des fers tranchants d'outil de coupe tels que ceux utilisés par exemple en menuiserie, sont bien connues. C'est pourquoi dans la description qui suit et sur le dessin qui l'illustre, il ne sera fait mention que de ce qui concerne plus particulièrement l'invention. Tout le reste est constitué de solutions classiques dans la technique considérée, et l'homme de l'art est à même de choisir celles qui sont tout spécialement adaptées aux buts visés et aux résultats recherchés. Comme on l'observe sur les diverses figures du dessin, un mode de réalisation d'une machine d'affûtage selon l'invention se compose, essentiellement, d'un bâti 10 équipé d'une meule 20 pouvant être mise en rotation, d'un chariot 30 monté coulissant sur des glissières, et d'un porte-outil 50 associé au chariot monté mobile en translation suivant une direction orthogonale à celle des glissières et monté orientable sur ce dernier, et d'un dispositif de commande 60 pour agir sur la translation du porte-outil, la rotation du porte-outil, la rotation de la meule autour de son axe et l'arrosage de la meule. Le bâti 10 comprend un corps porté par des pieds, non référencés, et qui soutien une auge 11 et une alimentation en liquide 12. Sur ce corps est montée une meule 20, d'axe 21 porté par des paliers 22 dont un seul est représenté, et entraîné par un moteur 23 approprié par exemple à deux vitesses. Cette meule, par exemple en grés des Vosges, est un cylindre de 430 mm environ de diamètre entrainé à une vitesse de rotation de l'ordre de 60 tr/min. Dans un tel cas, l'alimentation en liquide 12 est réa lisée soit par pompe associée au dispositif de commande 60 lorsque l'affûtage se fait sur chantier extérieur, soit en emplissant l'auge 11 comme il est classique. Dans d'autres cas, lorsqu'on utilise une meule faite d'un autre matériau abrasif par exemple d'émeri dans un liant ou en une autre matière synthétique, il peut être recommandé d'utiliser un liquide autre que de l'eau distribué par tout dispositif approprié classique. Quelle que soit la nature du liquide, on utilise des paliers 22 à billes ou rouleaux par exemple, étanches de manière à ce qu'ils ne soient pas détériorés par le liquide qui mouille la meule et/ou les poussières ou débris de meule et/ou d'outil qui pourraient s'y infiltrer. Comme on le voit, ce bâti 10 porte un banc 13 équipé des glissières 131 destinées à recevoir des glissières de profil complémentaires, non référencées, du chariot 30, comme il est classique. Ce profil est choisi de toute configuration appropriée, par exemple en queue d'aronde. Ces glissières pouvent par exemple aussi être celles utilisées pour la translation des sièges automobiles Sur ce chariot 30 est monté le porte-outil 50 mobile en translation suivant un axe 51 qui est orthogonal à la direction des glissières 131. Ce porte-outil est aussi inclinable suivant un autre axe. Dans le mode de réalisation illustré, l'axe de translation 51 et cet autre axe d'inclinaison sont confondus. Le porte-outil 50 se compose d'un support 52 convenablement ajouré pour le positionnement d'un outil avec la plaque rapportée 521 portant des vis de serrage 522. Cet ensemble est destiné à maintenir le fer d'un outil 70 à affûter à l'aide de la meule 20. L'avant du porte-outil 50 porte sur une grande partie de sa longueur une feuillure, non référencée, servant de règle contre laquelle peut s'appuyer un fer de dégauchisseuse. Le déplacement du chariot s'effectue à l'aide du système illustré Fig.3. Le déplacement du porte-outil 50 ainsi que son inclinaison par rapport à l'axe 51 sont sous la dépendance du dispositif de commande 60. Le dispositif de commande comprend entre autres comme illustré sur la Fig.2, par exemple un mécanisme 63 à vis et écrou qui permet de déplacer le chariot 30 par rapport au bâti 10. Selon un mode de réalisation, illustré sur la Fig.2, ce mécanisme 63 se compose d'une vis 631 qui engrène avec un écrou 632 non dessiné, solidaire du bâti ; cet écrou est cons titué classiquement d'une pièce rapportée ou fait d'un trou taraudé du bâti, par exemple. L'une des extrémités de cette vis 631 porte un volant avec une manivelle, comme dessiné mais non référencé, alors que son autre extrémité se termine par une butée 634 qui n'est autre que l'extrémité de cette vis ; elle est engagée dans une aile d'un étrier 640 en forme de U dont l'autre aile est fixée à un gousset 31 solidaire des glissières du chariot 30.Par exemple, le gousset 31 et l'étrier 640 sont réunis par une vis 650 dont l'extrémité sert de butée 654 coopérant avec la butée 634 de l'extrémité de la vis 631. Entre ces deux extrémités est disposé un ressort 633. Tout ceci est clairement représenté sur la Fig.2. Ce mécanisme 63 à vis et écrou fonctionne de la manière suivante. Lorsqu'on veut déplacer le chariot 30 en translation sur les glissières 131, on fait tourner la vis 631 à l'aide du volant. La vis 631 s'enfonce dans le bâti 10 et sa butée 634 vient rencontrer la butée 654 solidaire du gousset 31 et entraîne alors, par l'intermédiaire de ce dernier, le chariot 30. Si l'on tourne le volant dans le sens opposé, la vis 631 se dégage du bâti 10 et un épaulement 635 par exemple rapporté, voisin de la butée 634 tire alors sur l'étrier 640 qui, à son tour, provoque le recul du chariot 30. On voit donc que grâce au jeu; limité par l'étrier, qui existe entre les deux butées 634, 654 avant qu'elles viennent au contact, on dispose d'une course morte. Lorsqu'on désire procéder à l'affûtage d'un outil, on provoque le déplacement du chariot de manière à ce que l'arête de l'outil à affûter, convenablement incliné comme on le précisera par la suite, affleure la meule. On visse alors-le volant jusqu'à ce que l'outil vienne au contact de la meule puis on continue alors de tourner le volant d'un ou deux tours par exemple. Le ressort 633 se. comprime et le contact de l'outil sur la meule ne résulte que des efforts développés par le ressort 633, taré spécialement, indépendamment de toute action manuelle. On est donc assuré d'une pression relativement constante de l'outil à affûter sur la meule. Avec le mode de réalisation de la Fig.2, il est possible d'opérer le redressage de la meule lorsque celle-ci est creusée ou voilée. En comprimant le ressort à fond, les deux butées 654 et 634 entrent en contact et maintiennent l'outil de rectification appuyé fortement sur la meule sans recul possible. Comme on le voit sur les Fig.1, 2, et 4, le chariot 30 est guidé dans ses déplacements par un arbre 510 à section droite non-circulaire, de préférence polygonale par exemple carrée associé au chariot 30 et portée par deux flasques 310 de ce dernier dont un seul est représenté. Cet arbre polygonale 510 est porté par des paliers 311, de tout type approprié, de manière que l'on puisse régler son orientation. Cet arbre polygonal coulisse dans le porte-outil 50 comportant un passage de profil complémentaire par exemple polygonal de manière que lorsqu'on fait tourner l'arbre 510 suivant son axe 51 on modifie simultanément l'inclinaison du porte-outil. Il est clair que la longueur du support 52 est choisie de manière à convenir aux largeurs des différents fers à affûter. En particulier, cette longueur peut être choisie de manière à pouvoir affûter des fers de rabots ou de dégauchisseuses, par exemple. Lorsqu'on désire affûter des fers de rabo teuses ou de dégauchisseuses, on sait qu'il est important que les largeurs des différents fers d'un jeu soient les mêmes de manière, qu'une fois montés sur l'arbre de la machine-outil, celle-ci soit correctement équilibrée pour qu il n'y est pas de balourd, et donc de risque de vibrations de la machine, avec tous les dangers que cela entraîne. Dans un tel cas, il est nécessaire d'affûter les différents fers d'un jeu de manière qu'affûtage terminé, ils soient tous de la même largeur. Il est pratique pour ce faire de pouvoir disposer d'un mécanisme 63 à vis et écrou qui permet de s'affranchir de la pression exercée par le ressort 633 grâce au jeu ménagé entre les butées 634, 654. C'est une telle variante, qui est illustrée sur les Fig.3 et 3A où sont représentées des vues partielles de côté et de dessus, respectivement. Pour faciliter la compréhension et alléger la description, les éléments homologues sont affectés des mêmes numéros de référence. Dans ce mode de réalisation, on voit que la vis 631 ne peut plus se déplacer en translation suivant son axe au fur et à mesure de son vissage ou de son dévissage : elle tourillonne ici dans le bâti 10 de manière à entraîner maintenant en translation un écrou 632 solidaire de l'étrier 640 associé au chariot 30 Pour compenser ou rattraper toute usure ou tout jeu, on a disposé comme dessiné une rondelle 650 "Belleville" ou analogue entre bâti 10 et vis 631 et on a divisé l'écrou 632 en deux parties séparées par des rondelles 651 "Belleville" ou analogue disposées tête-bêche comme illustré. Lorsqu'on veut supprimer l'action du ressort, on utilise un agencement 6330 qui comprend une came 6331 manoeuvrable par un levier 6332, porté par l'étrier. Cette came permet d'agir sur un plateau 310 du gousset 31. L'examen des Fig.3 et 3A montre immédiatement que suivant la position que l'on donne au levier 6332, soit les butées 634, 654 sont distantes l'une de l'autre et l'action du ressort 633 peut se manifester pour presser avec un effort pratiquement constant l'outil sur la meule, soit les deux butées sont maintenues au contact direct et alors l'avance, ou le recul, du chariot 30 peut être réglée avec exactitude grâce à un vernier gradué 635 calé sur la vis 631 et associé au volant. Sur la Fig.4, on a illustré un mode de réalisation, d'un système d'orientation 650 perfectionné du dispositif de commande 60. Ce système d'orientation 650 comprend un plateau diviseur d'arc 651 calé sur l'arbre 510. Ce plateau diviseur 651 porte des repères équidistants, dessinés et non référencés, qui sont aptes à être détectés par un capteur 652 relié à un calculateur 653. L'arbre 510, par exemple carré, est entraînée par un moteur pas à pas 654. Pour donner la bonne inclinaison à l'outil afin d'obtenir l'affûtage optimal recherché, on commence par mettre en vis-à-vis le repère d'origine du plateau diviseur d'arc avec un repère fixe, comme illustré schématiquement, puis sur un pupitre de commande et d'affichage 655, relié au calculateur 653, on indique l'angle que l'on souhaite donner au biseau de l'outil. En fonction des instructions qui lui ont été données, le calculateur 653 fait tourner le moteur pas à pas 654 de manière à entraîner le plateau diviseur 651 et à faire défiler devant le capteur 652 le nombre de repères qui correspond à l'inclinaison recherchée. Lorsque celle-ci est atteinte, le calculateur arrête la rotation du moteur pas à pas. Les plateau diviseur, moteur pas à pas, capteur, calculateur et pupitre de commande et d'affichages sont des éléments classiques disponibles sur le marché. Le spécialiste en la matière choisira ceux d'entre eux dont les caractéristiques satisfont aux critères imposés pour atteindre les buts assignés. Grâce à l'invention, il est possible de faire une machine d'affûtage peu encombrante et relativement légère ainsi que robuste, puisque ses dimensions sont de l'ordre de 800 mm de long, 600 mm de large et 900 mm de hauteur pour un mode de réalisation. Cette machine devant être aisément transportable et devant pouvoir fonctionner dans des conditions diverses, on peut l'équiper de. moteurs de 220 V ou bien de moteurs de 12 ou 24 V si l'on souhaite pour voir utiliser l'installation électrique de bord du vehicule automobile dans lequel la machine est installée. Grâce à cette machine perfectionnée suivant l'invention, il est possible d'affûter des fers de ciseaux ou de bédanes, tous les outils de tournage ainsi que des fers de dégauchisseuses qui atteignent 300 mm ainsi que des fraises et molettes de toupie. En ce qui concerne la translation du porteoutil, cette dernière est commandée par un mécanisme 640 ; ce mécanisme peut être réalisé par un câble s'enroulant sur une vis par exemple en matière plastique solidaire d'un moteur à double réduction. Deux butées réglables coulissent sur l'arbre 510 et pouvent être immobilisées très proches du porte-outil ou très éloignées, suivant la course à obtenir. Ces deux butées sont munies chacune d'un contacteur télescopique, non illustré, permettant l'inversion du sens de déplacement. La translation du porte-outil peut être aussi commandée par un mécanisme composé d'un moteur réducteur avec vis sans fin et écrou, la technique des deux butées réglables- subsiste alors. Pour tenir compte de l'usure de la meule, on peut soit mettre un capteur approprié qui détecte périodiquement ou en permanence le diamètre de celle-ci et l'indique au calculateur ou bien, si l'on préfère utiliser une solution plus rustique, on dresse des abaques. Le système d'orientation 650, entre autres, et, au besoin, toute la machine d'affûtage selon l'invention sont sous la dépendance d'un microcalculateur programmable. Les processus d'élaboration des programmes et des suites d'instructions pour les calculateurs sont classiques pour le spécialiste et n'entrent pas dans le champ de l'invention. On observera aussi que cette machine permet le dressage de la meule lorsque celle-ci est creusée ou voilée. On adapte alors un outil approprié au porte-outil et l'on procède alors comme rappelé brièvement. Pour le cas où il est nécessaire d'obtenir des courses d'affûtage particulièrement importantes, le chariot peut être rendu coulissant en translation parallèlement à l'axe de rotation de la meule. Pour ce faire le chariot est alors porté par un trainard qui se déplace perpendiculairement à l'axe de la meule. REVENDICATIONS 1. Machine pour l'affûtage des fers d'outil de coupe, notamment pour la menuiserie, qui comprend un bâti (10) équipé d'une meule (20) pouvant être mise en rotation suivant son axe (21) et d'un banc (13) à glissières (131)r un chariot (30) monté coulissant sur les glissières (131), un porte-outil (50) porté par le chariot (30) et monté mobile en translation suivant une direction (51) orthogonale à celle des glissières et monté orientable sur ce dernier et un dispositif de commande (60) pour agir entre autres sur le porteoutil (50), caractérisée en ce que la direction des glissières (131) est orthogonale à l'axe de rotation (21) de la meule (20) de manière que le chariot (30) soit mobile perpendiculairement à cette dernière pour pouvoir s'en approcher ou s'en éloigner et de manière que le porte-outil (50) soit mobile suivant un axe (51) parallèle à l'axe de rotation (21) de la meule (20) et orientable en inclinaison suivant un autre axe parallèle à celui (21) de la meule. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de commande (60) agissant sur le chariot (30) pour le faire coulisser sur les glissières (131) comprend un mécanisme (63) à vis (631) et écrou (632) avec interposition d'un ressort (633) disposé de manière que lors de l'affûtage seul le ressort (633) applique le fer de l'outil à affûter contre la meule (20). 3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que le ressort (633) interposé est monté à l'aide d'un agencement (6330) à came (6331) de manière à pouvoir neutraliser son action afin que le chariot (30) puisse être entraîné directement desmodromiquement par le mécanisme (63) à vis et écrou. 4. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la direction de translation du porte-outil (50) et celle de son orientation en inclinaison sont définies par un axe commun (51). 5. Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que cet axe commun (51) est un arbre (510) à section droite non-circulaire orientable suivant son axe longitudinal et sur lequel coulisse le chariot (30). 6. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le dispositif de commande (60) agissant sur le porte-outil (50) pour en régler l'inclinaison comprend un système (65) diviseur d'arc à moteur pas à pas à préaffichage. 7. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le dispositif de commande (60) agissant sur le porte-outil (50) pour le faire se déplacer comprend un mécanisme (640) à câble et poulies motorisé dont la course est adaptée à la largeur de l'outil à affûter. 8. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le dispositif de commande (60) est piloté par un microcalculateur programmable. 9. Machine selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisée en ce que le porte-outil (50) comporte une partie amovible permettant l'affûtage de fraises et molettes pour toupie et en ce que cette partie amovible permet le blocage de chaque dent affûtée. 10. Machine selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisée en ce que la forme de la meule est détalonnée suivant un profil déterminé adapté aux angles de dépouille des outils.