Brevet FR2692510A1 — publié le 19931224

La présente invention concerne un ensemble d'outillage adaptable sur la broche porte-outil d'une machine. Elle s'applique en particulier aux machines à bois destinées aux opérations de toupillage. On connaît déjà dans l'état de la technique des machines de toupillage comportant un bâti fixe muni d'une table de travail formant appui pour les pièces de bois à usiner. La table de travail est munie d'une ouverture de passage d'une broche porte-outil d'axe perpendiculaire à la table. La broche porte-outil est reliée par des moyens d'accouplement à un moteur d'entraînement tournant à vitesse constante. Les moyens d'accouplement peuvent comporter des moyens de changement de rapport de vitesse permettant d'obtenir des vitesses de rotation différentes de la broche. On connaît par ailleurs dans l'état de la technique des machines de toupillage portatives. Les outils adaptés pour être montés sur les machines portatives sont généralement de plus petites dimensions que les outils adaptés pour être montés sur les machines fixes et ont une vitesse de rotation supérieure à celle des outils des machines fixes pour obtenir une vitesse de coupe satisfaisante. Par conséquent les outils des machines portatives ne peuvent pas être utilisés sur les machines fixes de type connu en raison de la faible vitesse d'entraînement de ces machines. L'invention a pour but de pouvoir utiliser sur des machines fixes de type connu les outils habituellement utilisés sur des machines portatives. A cet effet, l'invention a pour objet un ensemble d'outillage adaptable sur la broche porte-outil d'une machine, notamment d'une machine de toupillage, caracté risé en ce qu'il comprend un châssis comportant des moyens d'immobilisation en rotation par rapport à un bâti fixe de la machine, un organe rotatif d'entraînement d'un arbre porte-outil, des moyens de fixation de l'organe rotatif sur la broche et des moyens d'accouplement de l'organe rotatif avec l'arbre porte-outil, ces moyens d'accouplement ayant un rapport de transmission différent de l'unité. Suivant d'autres caractéristiques de l'invention: - les moyens d'accouplement comprennent une courroie reliant deux organes formant poulie solidaires l'un de l'arbre porte-outil et l'autre de l'organe rotatif, les poulies ayant des diamètres différents - l'organe formant poulie solidaire de l'organe rotatif a un diamètre supérieur à l'organe formant poulie solidaire de l'arbre porte-outil; - 1 ' organe rotatif comprend un manchon, porté par des paliers à roulements du châssis, destiné à être emmanché et fixé sur la broche - les moyens de fixation du manchon rotatif comprennent deux épaulements de blocage coopérant avec les extrémités du manchon, un premier épaulement étant ménagé dans la broche et un second épaulement étant ménagé dans une rondelle de blocage portée par une vis vissée dans un trou axial de l'extrémité libre de la broche - l'organe formant poulie solidaire du manchon rotatif est un tronçon de ce manchon - l'organe formant poulie solidaire de l'arbre porte-outil comporte une douille fixée à une extrémité de l'arbre ; - les moyens d'immobilisation en rotation du châssis comprennent une tige solidaire du châssis, d'axe sensiblement parallèle à l'axe du manchon rotatif, montée coulissante dans un trou ménagé dans un élément fixe de la machine - selon un premier mode de réalisation de l'invention, en position de travail, l'outil de l'ensemble d'outillage est orienté vers une table de travail principale de la machine - selon un second mode de réalisation de l'invention, en position de travail, l'outil de l'ensemble d'outillage est orienté à l'opposé d'une table de travail principale de la machine. L'invention a également pour objet une machine munie d'un ensemble d'outillage tel que défini ci-dessus comportant une table auxiliaire de travail, disposée à hauteur d'utilisation de l'outil, fixée sur la table principale. Un exemple de réalisation de l'invention sera décrit ci-dessous en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en élévation en coupe longitudinale, avec des arrachements, d'un ensemble d'outillage selon un premier mode de réalisation de l'invention - la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1 - la figure 3 est une vue en élévation en coupe longitudinale, avec des arrachements, d'un ensemble d'outillage selon un second mode de réalisation de l'invention. On voit sur les figures 1 et 2 un ensemble d'outillage 10 selon un premier mode de réalisation de l'invention porté par une broche porte-outil 12 d'une machine à bois de type connu destinée au toupillage. De façon classique, la machine à bois comporte un bâti fixe muni d'une table de travail principale 14, perpendiculaire à l'axe X de la broche 12, formant appui pour des pièces de bois à usiner. La broche 12 est montée dans des paliers à roulements disposés à l'intérieur d'un fût 16, coaxial à la broche, traversant une ouverture 18 de la table 14. La broche 12 est libre en rotation dans le fût 16 mais solidaire en translation de ce fût 16. Le fût 16 comporte des moyens de déplacement en translation suivant l'axe X de la broche 12, de type connu, non représentés sur les figures, permettant le réglage en hauteur par rapport à la table 14 d'un outil porté par la broche 12. Le fût 16 est monté coulissant dans un fourreau 20 muni dtune collerette 22 de fixation à un rebord 24 entourant l'ouverture 18. Ce rebord 24 fait saillie sous la table 14, en considérant la figure 1. La collerette 22 est fixée au rebord 24 par des vis 26 (une seule des vis 26 étant représentée sur la figure) vissées dans des trous taraudés 28 correspondants du rebord 24. La surface interne 24A du rebord 24 a une forme générale étagée de façon à délimiter des épaulements permettant la mise en place d'anneaux de rétrécissement de l'ouverture 18, de différents diamètres, ou la mise en place de disques d'obturation de l'ouverture 18, lorsque la broche 12 est entièrement escamotée sous la table 14. La broche 12 est reliée par des moyens d'accouplement de type connu, non représentés sur les figures, à l'arbre d'un moteur d'entraînement tournant à vitesse constante. Les moyens d'accouplement comportent un dispositif de changement du rapport de vitesse entre l'arbre du moteur et la broche. Dans l'exemple décrit la vitesse de rotation de la broche 12 peut être sélectivement 4300 t/mn, 6750 t/mn ou 8500 t/mn. La machine à bois qu'on vient de décrire est adaptée pour recevoir des outils de toupillage fixés directement sur la broche 12 au moyen d'un organe fileté, de type connu, vissé dans un trou taraudé axial 12A ménagé dans l'extrémité libre de la broche. On décrira maintenant l'ensemble d'outillage 10 adaptable sur la broche porte-outil 12 de la machine à bois de type connu, en regard des figures 1 et 2. Les qualificatifs "supérieur" et "inférieur" seront définis en considérant la figure 1. L'ensemble d'outillage 10 comporte un châssis 30 muni d'un manchon rotatif 32 d'entraînement d'un arbre porte-outil 34. Le manchon 32 et l'arbre 34 ont des axes respectifs X,Y parallèles, l'axe du manchon 32 étant confondu avec l'axe de la broche 12 en position de montage de l'ensemble d'outillage. Le manchon 32 est monté dans un chambrage 36 du châssis 30 cylindrique, ouvert à ses deux extrémités, par l'intermédiaire de paliers à roulements 38,40. Les paliers 38,40 sont disposés dans des lamages 38A,40A, ménagés dans les extrémités du chambrage 36. Le manchon 32 et les paliers 38,40 sont positionnés axialement dans le chambrage 36 au moyen des épaulements formés par les lamages 38A,40A, de l'épaulement formé par une collerette 42 venue de matière avec l'ex- trémité inférieure du manchon, et d'un jonc élastique 44 accroché dans une rainure périphérique 46 de l'extrémité supérieure du manchon. Une rondelle élastique 48 de rattrapage de jeu est interposée entre le palier 40 supérieur et l'épaule- ment formé par le lamage 40A. Le manchon rotatif 32 est emmanché sur la broche 12 et fixé sur cette dernière par serrage entre un épaulement 50 de blocage ménagé dans la broche 12 et un épaulement 52 ménagé dans un chapeau ou rondelle de blocage 54 portée par un vis 56 vissée dans le trou 12A de la broche. L'arbre porte-outil 34 est monté dans un chambrage 58 cylindrique du châssis 30, ouvert à ses deux extrémités, par l'intermédiaire de paliers à roulements 60,62. Le chambrage 58 a une longueur inférieure au chambrage 36 dans lequel est logé le manchon 32, les extrémités supérieures de ces deux chambrages 36,58 étant alignées. Les extrémités de l'arbre porte-outil 34 font saillie à travers les extrémités ouvertes du chambrage 58. Les paliers 60,62 sont disposés dans des lamages 60A,62A ménagés dans les extrémités du chambrage 58. L'arbre 34 et les paliers 60,62 sont positionnés axialement dans le chambrage 58 au moyen des épaulements formés par les lamages 60A,62A, d'une entretoise annulaire 64 disposée entre les paliers 60,62, d'un épaulement formé par un collet 66 venu de matière avec l'extrémité supérieure de l'arbre 34, et d'une extrémité d'une douille 68 emmanchée sur l'extrémité inférieure de l'arbre 34. Une rondelle élastique 69 de rattrapage de jeu est disposée entre l'épaulement formé par le lamage 60A et le palier 60 inférieur. La douille 68 est fixée sur l'arbre 34 par serrage entre le palier 60 et une rondelle 70 de blocage portée par une vis 72 vissée dans un trou axial taraudé 74 ménagé dans l'extrémité inférieure de l'arbre 34. La surface externe de la douille 68 a un profil longitudinal légèrement bombé de façon à former une poulie dont la fonction sera précisée ultérieurement. L'extrémité supérieure de l'arbre 34 comporte un mandrin 76 à pinces, de type connu, muni d'un écrou 78 de serrage des pinces. Le mandrin 76 porte un outil 80 muni d'une tige 82 traversant l'écrou 78 et logé partiellement dans un alésage axial 84 de l'arbre 34. Le collet 66 de l'arbre comporte des méplats 66A permettant d'immobiliser en rotation l'arbre 34 pour le serrage de l'écrou 78. On décrira maintenant des moyens d'accouplement du manchon 32 à l'arbre porte-outil 34. Les moyens d'accouplement comprennent une courroie 86 reliant la douille 68 formant poulie à un tronçon 88 du manchon 32 interne au chambrage 36. Le chambrage 36 comporte une ouverture latérale 89 de passage de la courroie 86. Le diamètre externe du manchon 32 est supérieur au diamètre externe de la douille 68 si bien que le rapport de transmission entre le manchon 32 et la douille 68 est supérieur à 1. Dans l'exemple décrit, les vitesses de rotation de la broche 12 précédemment citées permettent d'obtenir, grâce à l'effet multiplicateur des moyens d'accouplement, des vitesses de rotation de l'arbre 34 égales à 7800 t/mn, 12200 t/mn et 15350 t/mn. On décrira maintenant des moyens d'immobilisation en rotation du châssis 30 par rapport à la table principale de travail 14. On voit sur les figures 1 et 2 que le châssis 30 comporte une patte 90 périphérique venu de matière avec le châssis. Pour des raisons de clarté, on a représenté la patte 90 à la figure 1 en la rapportant dans le plan de coupe de la figure. La figure 2 montre la disposition réelle de la patte 90 sur le châssis 30. La patte 90 comporte un trou traversant 92 dans lequel est fixée une tige 94 d'axe Z parallèle à l'axe X du manchon 32. La tige 94 est fixée à force ou par d'autres moyens dans le trou 92. L'extrémité libre de la tige 94 est montée coulissante dans un trou traversant 96 ménagé dans la collerette 22 du fourreau 20. La tige 94 logée dans le trou 96 immobilise en rotation le châssis 30 et permet le déplacement axial de celui-ci. L'outil 80 de toupillage étant décalé en hauteur par rapport à la table de travail principale et étant orienté à l'opposé de cette table 14, la machine comporte une table de travail auxiliaire 98 surélevée par rapport à la table 14. La table auxiliaire 98 comporte des pieds 100 munis de pattes de fixation 102 traversées par des vis 104 vissées dans des trous filetés 106 de la table 14. La table auxiliaire 98 comporte de plus une ouverture 108 de passage de l'outil de toupillage 80. Lors du montage de l'ensemble d'outillage 10 sur la broche 12, la table auxiliaire 98 est enlevée de la table principale 14. L'ensemble d'outillage 10 est monté sur la broche 12 en emmanchant le manchon rotatif 32 sur l'extrémité libre de la broche 12 et en introduisant l'extrémité libre de la tige 94 dans le trou traversant 96 du fourreau 20. Le chapeau 54 porté par la vis 56 est ensuite mis en place sur l'extrémité du manchon 32 opposée au fût 16. Le manchon 32 est serré entre l'épaulement 50 de la broche et l'épaulement 52 du chapeau 54 par vissage de la vis 56 dans le trou taraudé 12A de la broche de façon à solidariser entre translation l'ensemble d'outillage 10 avec la broche 12. Après le montage de l'ensemble d'outillage 10 sur la broche 12, on fixe la table auxiliaire 98 sur la table principale 14 de la machine à bois, en disposant l'outil 80 de toupillage au droit de l'ouverture 108. Le réglage en hauteur de l'outil 80 par rapport à la table auxiliaire 98 se fait en déplaçant le fût 16 suivant l'axe X par l'intermédiaire des moyens de déplacement connus mentionnés précédemment. L'outil 80 tourne dans le même sens que la broche 12 de la machine, comme dans le cas du montage classique d'un outil directement sur la broche 12. Par conséquent, le sens de passage de la pièce à usiner par rapport à l'outil 80 se fait de la même façon que pour une utilisation classique de la machine à bois sans ensemble d'outillage 10. On décrira maintenant un autre mode de réalisation de l'invention en regard de la figure 3. Sur cette figure les éléments similaires à ceux des figures précédentes sont désignés par des références identiques. Â la différence du mode de réalisation précédent, les extrémités de l'arbre porte-outil 34 sont inversées de façon que l'outil 80 est orienté vers la table principale de travail 14 de la machine. La douille 68 formant poulie est portée par l'extrémité supérieure de l'arbre porte-outil 34 et le mandrin de fixation de l'outil est porté par l'extrémité inférieure de l'arbre porte-outil 34. La courroie 86 est disposée au-dessus du châssis 30, en étant portée par la douille formant poulie 68 et par un tronçon 88A d'extrémité du manchon 32 faisant saillie à travers l'extrémité supérieure du chambrage 36. Lorsqu'on utilise un ensemble d'outillage selon ce second mode de réalisation, si le sens de coupe de l'outil 80 est identique à celui des outils montés de façon classique directement sur la broche 12, le sens de passage des pièces à usiner par rapport à l'outil est inversé. Pour que l'utilisateur n'ait pas à inverser le sens de passage de la pièce à usiner par rapport à l'utilisation classique de la machine à bois, il est possible de monter sur l'ensemble d'outillage un outil 80 dont le sens de coupe est inversé par rapport aux outils montés de façon classique directement sur la broche 12. On peut également inverser le sens de rotation entre le manchon 32 et l'arbre porte-outil 34 au moyen d'un dispositif de type connu, par exemple un engrenage. L'invention ne se limite pas au mode de réalisation décrit. La courroie 86 peut être portée par des poulies venues de matière ou fixées au manchon rotatif 32 et à l'arbre porte-outil 34. La courroie 86 peut comporter des dents coopérant avec des dents de forme complémentaire agencées sur les poulies portées par le manchon rotatif et l'arbre porteoutil. Le manchon rotatif et l'arbre porte-outil peuvent être accouplés par d'autres moyens de type connu, en particulier par des engrenages. Les moyens d'accouplement peuvent avoir selon les besoins un rapport de transmission supérieur ou inférieur à l. Le manchon rotatif et l'arbre porte-outil peuvent avoir des axes non parallèles entre eux, en particulier perpendiculaires entre eux. L'invention comporte de nombreux avantages. Elle permet d'utiliser sur des machines de toupillage fixes des outils adaptés pour être montés sur des machines de toupillage portatives, ceci de façon que ces outils tournent à leur vitesse normale d'utilisation. L'outil porté par l'ensemble d'outillage peut être réglé en hauteur par rapport à la table de travail en utilisant les moyens de réglage existants sur la machine à bois. Le montage de l'ensemble d'outillage sur la broche porte-outil est aussi simple que celui d'un outil classique monté directement sur la broche. REVENDICATIONS 1. Ensemble d'outillage adaptable sur la broche porte-outil (12) d'une machine, notamment d'une machine de toupillage, caractérisé en ce qu'il comprend un châssis (30) comportant des moyens (94) d'immobilisation en rotation par rapport à un bâti fixe de la machine, un organe rotatif (32) d'entraînement d'un arbre (34) porteoutil, des moyens (54,56) de fixation de l'organe rotatif sur la broche et des moyens (68,86,88;88A) d'accouplement de l'organe rotatif (32) avec l'arbre (34) porte-outil, ces moyens (68,86,88;88A) d'accouplement ayant un rapport de transmission différent de l'unité. 2. Ensemble d'outillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'accouplement comprennent une courroie (86) reliant deux organes (68,88;88A) formant poulie solidaires l'un de l'arbre (34) porteoutil et l'autre de l'organe rotatif (32), les poulies (68,88;88A) ayant des diamètres différents. 3. Ensemble d'outillage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe (88;88A) formant poulie solidaire de l'organe rotatif (32) a un diamètre supérieur à l'organe formant poulie (68) solidaire-de l'arbre (34) porte-outil. 4. Ensemble d'outillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe rotatif comprend un manchon (32), porte par des paliers (38,40) à roulements du châssis (30), destiné à être emmanché et fixé sur la broche (12). 5. Ensemble d'outillage selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de fixation du manchon rotatif (32) comprennent deux épaulements (50,52) de blocage coopérant avec les extrémités du manchon, un premier épaulement (50) étant ménagé dans la broche (12) et un second épaulement (52) étant ménagé dans une rondelle de blocage (54) portée par une vis (56) vissée dans un trou axial (12A) de l'extrémité libre de la broche (12). 6. Ensemble d'outillage selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que l'organe formant poulie solidaire du manchon rotatif (32) est un tronçon (88,88A) de ce manchon (32). 7. Ensemble d'outillage selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que l'organe formant poulie solidaire de l'arbre (34) porte-outil comporte une douille (68) fixée à une extrémité de l'arbre (34). 8. Ensemble d'outillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens d'immobilisation en rotation du châssis comprennent une tige (94) solidaire du châssis (30), d'axe (Z) sensiblement parallèle à l'axe (X) du manchon rotatif (32), montée coulissante dans un trou (96) ménagé dans un élément (20) fixe de la machine. 9. Ensemble d'outillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que, en position de travail, l'outil (80) de l'ensemble d'outillage est orienté vers une table de travail principale (14) de la machine. 10. Ensemble d'outillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que, en position de travail, l'outil (80) de l'ensemble d'outillage est orienté à l'opposé d'une table de travail principale (14) de la machine. 11. Machine munie d'un ensemble d'outillage selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'elle comprend une table auxiliaire de travail (98), disposée à hauteur d'utilisation de l'outil (80), fixée sur la table principale (14).