Brevet FR2682057A1 — publié le 19930409

La présente invention concerne un dispositif d'accouplement d'une pièce à usiner par meulage avec un dispositif d'entraînement flottant. Dans l'usinage par meulage "en plongée" de certains matériaux, notamment élastiques ou semi-élastiques, il peut être intéressant de donner un certain flottement à la pièce en cours d'usinage et/ou de surfaçage. Un tel flottement ne peut être obtenu que par une liaison souple entre moteur et pièce à usiner et cela signifie nécessairement variations dans le positionnement relatif de la pièce en cours d'usinage et du dispositif d'entraînement. Or s'il est relativement simple de repositionner rigoureusement, à l'arrêt > la pièce terminée d'usinage, par exemple avec un dispositif à ressorts venant appuyer les deux extrémités de l'axe de la dite pièce contre deux butées ayant une position définie, il n'en est pas de même du système d'entraînement intermédiaire entre le dispositif moteur et la pièce, même repositionnée. En effet,au moment de l'arrêt, la position de ce dispositif reste aléatoire dans l'espace où il doit se déplacer pour permettre le flottement souhaité de la pièce en cours d'usinage. De plus, après débrayage de la pièce terminée d'usinage, sa liaison souple avec le moteur ne lui permet même pas de garder la même position. Il s'en suit une absence de positions constantes répétitives permettant une automatisation, par simple mécanisation, des opérations d'accouplement avec la nouvelle pièce à usiner. Par ailleurs, il est évident que toute pièce doit être embrayée avec ce dispositif d'entraînement pour pouvoir être usinée, puis débrayée après usinage. La présente invention a pour objet un dispositif permettant de résoudre le problème de l'embrayage automatique de pièces à usiner par meulage avec un dispositif d'entraînement flottant, tant en ce qui concerne le positionnement relatif entre ce dernier et la pièce à usiner qu'en ce qui concerne la réalisation de leur liaison mécanique. Ce dispositif est essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte des moyens susceptibles, après usinage d'une pièce, de, successivement, positionner de façon précise la dite pièce terminée d'usinage, de placer le dispositif d'entraînement des pièces en cours d'usinage de telle manière que son axe soit confondu avec l'axe de rotation de la pièce positionnée apres usinage, d'immobiliser le dit dispositif d'entraînement dans cette position pour permettre l'enlèvement de la pièce terminée d'usinage et la mise en place d'une nouvelle pièce à usiner, et, enfin, enfin > de le libérer dès que cette mise en place est effective. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de prise sont constitués d'un bâti fixe portant plusieurs éléments disposés circulairement et définissant entre eux un espace libre qui correspond à l'ensemble des positions que peut présenter le dispositif d'entraînement pendant I'usinage, les dits éléments pouvant se rapprocher radialement à la manière d'un diaphragme pour venir emprisonner le dit système d'entraînement dans une position où son axe longitudinal sera confondu avec celui des pièces positionnées après usinage: Dans une réalisation simplifiée de l'invention, les moyens de prise sont constitués d'une pince à au moins un élément qui est articulé sur un point fixe et comporte une mâchoire dont la surface de travail présente un profil comprenant au moins deux parties inclinées en opposition l'une par rapport à l'autre de telle manière que le dispositif d'entraînement des pièces en usinage se place automatiquement dans les creux des V formés par les mâchoires et soit ainsi positionné de façon précise par rapport à l'articulation des dits éléments. Dans une variante de réalisation, la pince comporte au moins deux éléments articulés et munis de mâchoires à surface de travail en V. Suivant une caractéristique intéressante de l'invention, chaque élément portant une mâchoire est articulé sur un point fixe différent de l'autre de manière à diminuer le bras de levier d'application de la force exercée et à rapprocher la direction des deux forces de sens opposés s'appliquant sur le dispositif d'entraînement saisi et ainsi diminuer les pertes d'énergie. Suivant une autre caractéristique de l'invention, au moins une mâchoire est équipée d'un verrou qui coopère avec une gache prévue sur le dispositif d'entraînement de manière à remplacer les efforts axiaux d'immobilisation de ce dernier par un blocage mécanique et à économiser ainsi l'énergie nécessaire à cette immobilisation. Suivant une autre caractéristique intéressante sur le plan économique, de l'invention, les deux mâchoires sont identiques et actionnées par des biellettes également identiques commandées par un seul vérin. D'autres caractéristiques apparaîtront au cours de la description qui va suivre d'un exemple, donné à titre indicatif et nullement limitatif, de réalisation de l'invention, en relation avec les figures jointes dans lesquelles la figure 1 montre un dispositif d'entraînement de l'axe d'une pièce à usiner suivant l'invention la figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1 la figure 3 est une coupe partielle suivant la ligne III-III de la figure 1. Sur la figure 1, le dispositif d'entraînement de la pièce 1 à usiner comprend un mandrin 2 composé d'un corps extérieur 5 et d'une pièce intérieure 6. Deux évidements 7 et 8, faisant fonction de gâches, sont prévus sur le corps extérieur 5, tandis que la pièce intérieure 6 porte, à l'une de ses extrémités, trois mors 3 destinés à enserrer l'axe 4 de la pièce 1. Le déplacement radial de ces mors pour serrage ou desserrage est obtenu classiquement par rotation relative du corps extérieur 5 et de la pie ce intérieure 6. Par son autre extrémité, la pièce intérieure 6 est solidaire d'une commande flexible constituée par un ressort 38 solidaire lui-meme de l'arbre de sortie d'un moteur unique 9 qui sert, à la fois, à entraincr en rotation la pièce 1 et à serrer et desserrer les mors 3 du mandrin 2, comme il sera expliqué plus loin. L'axe 4 de la pièce 1 est maintenu sur une pièce 10 comportant deux surfaces en équerre 41 et 42 (voir figure 3), grâce à l'action d'un ressort 12, par un levier il articulé en 13 sur la pièce 10. Àu droit de la partie médiane du corps extérieur 5, se trouve une pince constituée de deux éléments 39 et 40 dont le détail apparaît sur la figure 2. L'élément 39 comporte une mâchoire 14 et est articulé sur un axe 16 fixe disposé sur deux montants 18 d'un bâti 19 porté par une semelle 20. La mâchoire 14 présente une surface de travail constituée de deux parties inclinées l'une par rapport à l'autre de manière à former une sorte de V, et porte un verrou 21 articulé en 22 et soumis à l'action d'un ressort 23. Le verrou 21 est limité dans sa course par une butée 24 et porte, au droit des évidements 7 et 8 du corps 5 du mandrin 2, un ergot 29 disposé dans le creux du V formé par la surface de travail de la mâchoire 14. L'élément 40 comporte une mâchoire 15 et est articulé sur un axe 17 fixe disposé sur les deux montants 18 du bâti 19. La mâchoire 15 est identique à la mâchoire 14 avec une surface de travail en V et porte un verrou 25 articulé en 26 et soumis à l'action d'un ressort 27. Comme le verrou 21, le verrou 25 est limité dans sa course par une butée 28 et porte, au droit des évidements 7 et 8, un ergot disposé dans 1 creux du V formé par la surface de travail de la mâchoire 15. L'extrémité de l'élément 39 opposée à la mâchoire 14 par rapport à l'axe 16, est articulée en 31 sur l'une des extrémités d'une biellette 32 dont l'autre extrémité est articulée en 33 sur la tête d'un vérin 34 qui est positionné de façon précise sur un montant 37 du bâti 19. De même, l'extrémité de l'élément 40 opposée à la mâchoire 15 par rapport à l'axe 17 est articulée en 35 sur l'une des extrémités d'une biellette 36 dont l'autre extrémité est articulée en 33 sur la tête du vérin 34. Dans ces conditions, le fonctionnement s'établit comme expliqué ciaprès. Lorsqu'un cycle d'usinage se termine, on se trouve dans la situation illustrée aux figures 1 et 3, c'est-à-dire que l'axe 4 se trouve, grâce à l'action des leviers 11, en appui contre les surfaces 41 et 42 des pièces 10. Iais il n'en est pas de même du mandrin 2 dont la position, au moment de l'arrêt, sera l'une quelconque des différentes positions qu'il doit prendre pour permettre le flottement de la pièce en cours d'usinage. De plus, sa liaison mécanique avec l'arbre du moteur 9 étant une liaison souple, il ne peut que retomber lorsque la pièce usinée est débrayée. C'est pourquoi, dès la fin de l'usinage, la tête de vérin 34 avance dans le sens de la flèche 43, ouvrant l'angle formé par les biellettes 32 et 36 et rapprochant ainsi les surfaces de travail des mâchoires 14 et 15. Compte tenu de la forme en V, ces surfaces de travail enserrent le corps 5 du mandrin 2 en le centrant par rapport aux creux des V et en le positionnant ainsi de telle manière que son axe longitudinal soit confondu avec l'axe de rotation de la pièce 1 en fin d'usinage. En fonction de la position angulaire du corps extérieur 5 du mandrin 2 au moment de I'arrêt, les ergots 29 et 30 des verrous 21 et 25 peuvent se trouver face aux évidements 7 et 8, auquel cas, les ressorts 23 et 27 vont les faire entrer dans ces évidements. Dans le cas contraire, ils sont escamotés, les dits ressorts étant comprimés par la pression exercée sur le corps extérieur 5 par les mâchoires 14 et 15. Lorsque le mandrin 2 est maintenu dans la position voulue par les mâchoires 14 et 15, le moteur 9 se met en route, à vitesse lente pour entraîner en rotation la pièce intérieure 6 sans entraîner le corps extérieur 5, et obtenir ainsi le desserrage de l'axe de la pièce usinée. C'est là qu'interviennent les ergots 29 et 30 et les évidements 7 et 8. Si les premiers se trouvent dans les seconds, ceux-ci font office de gâches et coopèrent avec les ergots pour bloquer angulairement le corps extérieur 5, de manière à obtenir une rotation de la seule pièce intérieure 6 en vue de libérer l'axe 4 de la pièce usinée. Si, au contraire, les ergots sont en appui sur la périphérie pleine du corps extérieur, celui-ci peut être entraîné en rotation par les frottements existants avec la pièce intérieure 6. Dans ce cas, les mâchoires 14 et 15 étant fixes ainsi que les ergots qu'elles portent, les évidements 7 et 8 vont, avant un demi-tour du corps extérieur 5, venir au droit des dits ergots qui y rentreront sous l'effet des ressorts 23 et 27, assurant mécaniquement un blocage angulaire du corps extérieur 5 plus économique qu'un blocage obtenu par serrage des mâchoires 14 et 15. Lorsque l'axe de la pièce usinée est libéré, le moteur 9 s'arrête et la pièce est retirée et remplacée par une autre dans la même position, c'està-dire en appui contre les surfaces 41 et 42, avec une extrémité de son axe 4 placée entre les mors 3 du mandrin 2. Le moteur 9 se met alors en route à vitesse lente, et en rotation inverse, pour réaliser le serrage de l'axe 4 de la nouvelle pièce par un mouvement également inverse de la pièce intérieure 6. Lorsque ce serrage est réalisé, la tête de vérin 34 recule, en sens contraire de la flèche 43, ce qui libère le mandrin 2 de l'emprise des mâchoires 14 et 15. L'usinage de la nouvelle pièce peut alors avoir lieu et, en fin d'usinage, un nouveau cycle, recommencer dont toutes les étapes, ainsi que montré par la description qui précède, peuvent être automatisées facilement puisqu'il s'agit d'opérations élémentaires à effectuer sur des objets positionnés de façon précise. Il est entendu que l'on peut, sans sortir de l'invention, modifier des détails de construction et/ou de fonctionnement en vue d'obtenir les mêmes résultats. Par exemple, la commande souple du mandrin 2 pourrait être remplacée par une articulation à la Cardan. Par exemple également, les ergots assurant l'immobilisation angulaire du corps extérieur du mandrin en vue du débrayage de la pièce terminée d'usinage et de l'embrayage de la nouvelle pièce, pourraient être remplacés par deux roues à rochet inversées ou même par au moins deux méplats diagonalement opposés permettant une immobilisation avec une clef ad hoc. REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'accouplement automatique d'une pièce à usiner avec un dispositif d'entraînement rotatif flottant, dans un cycle complet d'usinage par meulage caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (39,40) susceptibles de, successivement, positionner de façon précise la pièce terminée d'usinage, placer ledit dispositif d'entraînement (2,5,6,38) de manière que son axe de rotation soit confondu avec l'axe de rotation de ladit pièce positionnée (1,4), immobiliser ledit dispositif d'entraînement dans cette position pendant l'enlèvement de la pièce terminée d'usinage et la mise en place d'une nouvelle pièce et enfin, libérer ledit dispositif d'entraînement dès cette mise en place pour permettre le flottement souhaité de la pièce à usiner. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent plusieurs pièces (39, 40) portées par un tâti fixe (18) et disposées autour d'un espace libre au moins égal à ltensemble des positions que peut présenter le dispositif d'entraînement en fin d'usinage, lesdites pièces pouvant se déplacer vers un axe fixe par rapport audit bâti. 3 - Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites pièces (39, 40) constituent une pince à au moins une mâchoire (14, 15) articulée sur un point fixe (16, 17) par rapport au bâti (18) qui la porte, l'appui de travail de ladite mâchoire présentant au moins deux surfaces inclinées en opposition l'une par rapport à l'autre. 4 - Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte une pince à au moins deux mâchoires symétriques (14, 15). 5 - Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que chaque mâchoire est articulée sur un point fixe différent de 11 autre. 6 - Dispositif suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement de la pièce à usiner comprend un mandrin (2) dont le porte-mors (6) est solidaire, par une commande flexible (38), de l'arbre de sortie d'un moteur (9). 7 - Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de blocage angulaire du corps extérieur (5) du mandrin. 8 - Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de blocage comprennent au moins un verrou (21, 25) monté sur au moins une mâchoire et qui coopère avec une gâche (7, 8) prévue sur le corps extérieur (5) du mandrin (2) pour le bloquer en position angulaire. 9 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend deux mâchoires (14, 15) identiques et actionnées par des biellettes (32, 36) également identiques commandées par un seul vérin (34).