Brevet FR2629381A1 — publié le 19891006

La présente invention concerne une tête pour machines-outils comportant des dispositifs de com- pensation automatique de jeu. Plus particulièrement, elle concerne une tête pour machines-outils automatiques, qui comprend une fourche montée sur un bâti pouvant être déplacé autour de plusieurs axes et entre les bras de laquelle est placé un support pour un mandrin monté de manière à pouvoir tourner. Le mécanisme assurant la rotation dudit support est d'une nature telle qu'il assure une compensa- tion automatique du jeu tout en conférant une grande ri- gidité à l'ensemble. Avec le développement de l'automatisation industrielle, des machinesoutils automatiques, également appelées des robots, qui sont capables d'effectuer une séquence d'opérations même complexes d'une manière com- plètement automatique et qui sont capables de desservir une pluralité d'autres machines sur la base de cycles répétitifs sans nécessiter l'intervention de l'opérateur, sont de plus en plus largement utilisées. Dans ce type de machine, des outils sont montés sur une tête fixée à l'extrémité d'un bras mobile qui possède plusieurs degrés de liberté. Un des problèmes importants rencontrés lors de la conception de ce type d'équipement consiste à maintenir des dimensions aussi petites que possibles de telle sorte que des opérations d'usinage puissent également être effectuées à l'intérieur de pièces sans difficulté excessive. Une tête du type mentionné ci-dessus est décrite dans le brevet U.S. 4 652 190. Cette tête com- porte un agencement spécial-de conduits pour enlever la poussière, afin d'obtenir une unité extrêmement compacte. Dans cette tête, ainsi que dans d'autres têtes connues, une rotation du support de mandrin est commandée à l'aide d'une vis sans fin, qui est en prise avec un quadrant denté qui est solidaire de l'arbre par lequel ledit support est monté sur la fourche. Ces dispositifs connus présentent cepen- dant un certain nombre d'inconvénients du fait en parti- culier de l'obligation d'effectuer un entretien et/ou des réglages à intervalles en vue de compenser le jeu dû à une usure des différents composants. Pour remédier à l'inconvénient mentionné ci-dessus, la présente invention propose une tête pour machines-outils dans laquelle une rotation du support de mandrin se produit sous l'impulsion d'un mécanisme par l'intermédiaire duquel un jeu est automatiquement compensé. grâce à la conformation et l'agencement particuliers des parties. Cet agencement augmente également la rigi- dité de la structure et permet d'améliorer le rendement. - D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence, dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non-limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la Figure 1 représente une vue en perspec- tive d'une tête conforme à l'invenyion; la Figure 2 représente, en vue en plan et en coupe partielle, une tête conforme à l'invention; et la Figure 3 est une vue latérale de la Figure 2. La tête conforme à l'invention comprend dans l'essentiel une fourche 1 fixée sur un bâti mobile, qui n'est pas représenté du fait qu'il est d'un type connu, et entre les bras de laquelle est montée une unité 2, supportant un mandrin 3. Le support 2 peut tourner autour d'un axe X-X et ce mouvement est commandé par un moteur (non repre- senté) placé à l'intérieur de la fourche 1. Le mécanisme qui transmet le mouvement au support 2 est illustré sur les Figures 2 et 3. Le mouvement est transmis à une poulie 4 montée sur un arbre 5 sur lequel est claveté un pignon 6 en prise avec une roue dentée 7. Deux pignons 9 et 10, comportant des filets hélicoïdaux de pas opposés sont montés sur un arbre 8 de la roue dentée 7. L'arbre 8, et avec lui les pignons 9 et 10, peut effectuer des déplacements axiaux limités en opposi- tion à la force exercée par un ressort hélicoidal ou ana- logue 11. Les pignons 9 et 10 sont en prise de façon analogue avec des roues dentées 12 et 13, sont les arbres desquelles sont clavetés des pignons 14 etl5, qui sont tous deux en prise avec une roue dentée 16, so- lidaire du support 2 du mandrin. Un mouvement, dérivé du moteur par l'inter- médiaire de la poulie 4, du pignon 6 et de la roue dentée 7, est transmis à la paire de pignons 9 et 10, qui comportent des dentures hélicoidales de pas opposés. Ils assurent respectivement la rotation des roues dentées 12 et 13, qui font tourner à leur tour les pignons 14 et 15. Ces deux derniers pignons sont tous deux en prise avec la roue dentée 16, qui est solidaire du support de mandrin 2, qui est ainsi entraînée en rotation. La force exercée par le ressort 11il est appliquée à l'arbre 8 sur lequel les pignons 9 et 10 sont montés, en maintenant leurs dents appliquées contre les dents correspondantes des roues dentées 12 et 13 et en compensant ainsi automatiquement un jeu éventuel qui pourrait se produire en résultat d'une usure des pièces. Pour effectuer un réglage initial au mo- ment de l'assemblage, les dispositifs de fixation de la roue dentée 12 sont enlevés et, tout en poussant l'arbre 8 de manière à comprimer le ressort il, on fait tourner la roue dentée 12 jusqu'à ce que les dents des pignons 9 et 10 s'appliquent contre les dents cor- respondantes des roues dentées 12 et 13. A ce moment, la roue dentée 12 est fixée sur son propre arbre et l'arbre 8 est relâché, e10 le ressort 11il le poussant axialement vers l'arrière de façon à compenser un jeu éventuel comme décrit ci-dessus. Le mécanisme illustré permet également d'obtenir d'autres avantages non moins importants: On obtient surtout une unité qui possède une rigidité notablement plus grande que celle de mécanismes connus, bien que les mêmes dimensions soient conservées. Il est possible d'obtenir des rapports de réduction élevés de l'ordre de 1/300, ce qui augmente notablement le rendement du dispositif (qui est proche de 75% par rapport aux 35% de dispositifs connus), et finalement en augmentant les particularités dynamiques du système. Evidemment les dimensions et les matières utilisées peuvent être modifiées en relation avec des impératifs de fonctionnement. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Tète pour machines-outils du type compre- nant une fourche sur laquelle un support de mandrin est monté, caractérisée en ce qu'il est prévu un mécanisme (8,9,10,12,13,14,15) de compensation automatique de jeu pour commander la rotation dudit support (2) du mandrin. 2. Tête pour machines-outils selon la reven- dication 1, caractérisée en ce que ledit mécanisme com- prend un arbre (8), déplaçable axialement en opposition à un moyen de sollicitation (11) et sur lequel sont montés deux pignons (9, 10), comportant des filets hélicoïdaux de pas opposés et en prise avec des roues dentées (12, 13) qui sont à leur tour montées sur des arbres sur lesquels sont clavetés des pignons (14,1.5)! qui sont simultanément en prise avec une autre roue dentée (16) solidaire de l'arbre dudit support de mandrin (2).