Brevet FR2773094A1 — publié le 19990702

La présente invention concerne de façon générale une machine-outil et, plus précisément, un dispositif de protec- tion contre les éclaboussures destiné à être utilisé dans une machineoutil qui comporte une porte de protection contre les éclaboussures qui peut pivoter autour d'un axe vertical pendant une opération de changement de palette et qui peut empêcher la projection des copeaux métalliques et du fluide de refroidissement au-dessus des bords supérieur et latéraux opposés de la porte lors d'une opération d'usi- nage de pièces. Des machines-outils classiques utilisent un organe automatique de changement de palette, souvent appelé organe "APC" sous forme abrégée, qui permet un échange de deux palettes de support de pièce entre une position de montage et une position d'usinage chaque fois que l'opération d'usi- nage de chaque pièce est terminée. L'opération d'usinage est réalisée dans un compartiment d'usinage entouré par un boîtier de machine. Comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 5 531 004 de Ahn, un exemple de centre d'usinage possède une ouverture d'accès devant un compartiment d'usinage, l'ouverture d'accès pouvant être fermée par une porte rotative de manière que les copeaux et le fluide de refroi- dissement ne puissent pas être chassés en dehors du compar- timent d'usinage au cours de l'opération d'usinage de la pièce. Pour que deux palettes soient échangées, lorsqu'elles sont placées à une position de montage et à une position d'usinage, un organe de changement automatique de palette est destiné à placer d'abord la porte rotative en position levée, puis à faire tourner la porte de 180 autour d'un axe central de pivotement et, simultanément, la palette occupant la position de montage est remplacée par celle qui occupe la position d'usinage. Comme il existe obligatoirement un certain espace au- dessus des bords supérieur et latéraux opposés de la porte rotative pour assurer sa rotation régulière, le centre d'usinage du brevet précité présente un inconvénient car les copeaux et le fluide de refroidissement peuvent être chassés au-dessus des bords de la porte rotative et peuvent contaminer la région de montage de pièces qui est en dehors du boîtier d'usinage. Pour la solution de cet inconvénient, la demande de brevet japonais n0 2-34 739 publiée le 6 août 1990 décrit un ensemble à organe protecteur contre les écla- boussures pour machine-outil, comprenant un couvercle vertical formant cloison qui peut pivoter autour d'un arbre central de support raccordé pendant le fonctionnement à un organe de changement de palette, une plaque de fermeture étanche de la partie supérieure, mobile en hauteur et coopérant de façon étanche avec le bord supérieur du cou- vercle, un mécanisme de liaison commandé par le mouvement ascendant de l'arbre de support afin qu'il provoque un déplacement vers le haut de la plaque d'étanchéité supé- rieure d'une manière qui laisse un espace entre le bord supérieur du couvercle et la plaque d'étanchéité supérieure, et deux plaques d'étanchéité placées sur les côtés opposés et coopérant de façon étanche avec les pores latéraux du couvercle, chacune de ces plaques latérales d'étanchéité pouvant tourner en position d'ouverture a distance du cou- vercle à la suite du déplacement vers le haut de l'arbre de support. L'ensemble à organe protecteur de machine-outil décrit dans la demande publiée précitée de brevet japonais présente un avantage en ce que les plaques d'étanchéité supérieure et latérales peuvent éviter les projections des copeaux et du fluide de refroidissement au-dessus des bords supérieur et latéraux du couvercle, tout en permettant le tourillonnement de ce couvercle sans risque de contact physique avec les plaques d'étanchéité placées à ces emplacements lors de l'opération de changement de palette. Un inconvénient pre- senté par l'ensemble de protection contre les éclaboussures d'une machine-outil décrit précédemment est que la liaison destinée à raccorder pendant le fonctionnement l'arbre de support aux plaques d'étanchéité supérieure et latérales est très complexe, sa fabrication est coûteuse et elle risque de présenter un défaut de fonctionnement indésirable. L'avan- tage de l'incorporation d'un dispositif de protection contre les éclaboussures permettant d'éviter ces inconvénients et d'autres constitue l'objet essentiel de l'invention. L'invention a pour objet un dispositif de protection contre les éclaboussures destiné à être utilisé dans une machine-outil et qui empêche la projection des copeaux et du fluide de refroidissement vers l'extérieur pendant une opé- ration d'usinage d'une pièce, tout en assurant une opération de changement régulier de palette avant et après l'usinage d'une pièce. L'invention concerne aussi un dispositif de protection contre les éclaboussures destiné a être utilisé dans une machine-outil et qui permet une réduction de la complexité de la machine-outil tout en pouvant être réalisé d'une manière simple et peu coûteuse. Compte tenu des objets qui précèdent, l'invention concerne un dispositif de protection contre les éclabous- sures, et qui comprend une porte de protection contre les éclaboussures, destinée à se déplacer verticalement et à tourillonner autour d'un axe vertical, la porte ayant un bord supérieur et des bords latéraux opposés, un organe supérieur d'étanchéité, mobile en hauteur et ayant une posi- tion basse dans laquelle l'organe supérieur d'étanchéité reste au contact du bord supérieur de la porte de protection contre les éclaboussures et une position haute dans laquelle l'organe supérieur d'étanchéité est distant du bord supé- rieur de la porte de protection contre les éclaboussures, un dispositif de liaison commandé par le déplacement ascendant de la porte de protection contre les éclaboussures et destiné à provoquer un déplacement de l'organe supérieur d'étanchéité de sa position basse à sa position haute, deux parois latérales fixes de protection contre les éclabous- sures, disposées chacune à distance du bord correspondant de la porte de protection contre les éclaboussures et paral- lèlement à ce bord, et deux organes latéraux d'étanchéité montés chacun sur une paroi respective parmi les parois latérales de protection contre les éclaboussures et mobiles latéralement en translation par rapport à la porte de protection contre les éclaboussures entre une position avancée d'étanchéité dans laquelle chacun des organes laté- raux d'étanchéité est en contact intime avec le bord latéral correspondant de la porte de protection contre les éclabous- sures, et une position reculée dans laquelle chacun des organes d'étanchéité est distant du bord latéral corres- pondant de la porte de protection contre les éclaboussures. D'autres objets, caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la descrip- tion qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure i est une vue en élévation frontale avec des parties arrachées représentant un centre d'usinage hori- zontal qui comporte un dispositif de protection contre les éclaboussures selon l'invention; la figure 2 est une vue en plan avec des parties arra- chées représentant le centre d'usinage horizontal représenté sur la figure 1; la figure 3 est une vue agrandie du dispositif de pro- tection contre les éclaboussures selon l'invention, dans lequel un segment d'étanchéité supérieur et une tige d'étan- chéité latérale peuvent être au contact du bord supérieur et des bords latéraux de la porte de protection contre les éclaboussures; la figure 4 est une vue analogue à la figure 3 mais représentant le segment d'étanchéité supérieur et la tige d'étanchéité latérale placés a distance du bord supérieur et des bords latéraux de la porte qui a été déplacée vers le haut pour une opération de changement de palette; la figure 5 est une coupe suivant la ligne V-V de la figure 3, représentant la tige d'étanchéité latérale qui reste au contact du bord latéral correspondant de la porte; et la figure 6 est une coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 4, représentant la tige d'étanchéité latérale qui a reculé par rapport au bord latéral de la porte de protection contre les éclaboussures. On se réfère d'abord aux figures i et 2; on peut noter que, dans un exemple de machine-outil, un centre d'usinage horizontal est représenté avec un dispositif de protection contre les éclaboussures selon l'invention. Le centre d'usi- nage horizontal comprend un socle 10 et une tête 12 portant une broche, destinée à supporter un outil de coupe qui n'est pas représenté sur les dessins. Le socle 10 est divisé en une zone 10a de montage de pièce et une zone 10b d'usinage de pièce par le dispositif 14 de protection contre les éclaboussures selon l'invention, comme indiqué plus claire- ment sur la figure 2. Un organe 16 de changement de palette est placé sur le dispositif 14 de protection contre les éclaboussures afin que la position des palettes 18 de support de pièce soit changée de manière bien connue avant et après l'opération d'usinage d'une pièce. Comme clairement représenté sur la figure 1, l'organe 16 de changement de palette est raccordé à un vérin hydraulique vertical 20 qui peut l'entraîner et à un moteur électrique 22 de tourillonnement à l'aide d'un arbre vertical 24 de tourillonnement. Pendant l'opération de changement de palette, l'arbre vertical 24 peut être soulevé par le vérin 20 puis tourné de 180 sous la commande du moteur 22 si bien que la palette 18 placée dans la zone 10a de montage est remplacée par celle qui se trouve dans la zone d'usinage 10b. On se réfère aux figures 1 et 3; on note que le dispositif 14 de protection contre les éclaboussures comporte un couvercle suspendu 25 et deux parois latérales fixes 26 de protection contre les éclaboussures qui sont fixées à leurs extrémités supérieures au couvercle 25. Le dispositif 14 de protection comporte en outre une porte transparente 28 de protection contre les éclaboussures montée à demeure sur l'arbre 24 afin qu'elle subisse un mou- vement ascendant et de rotation solidairement avec cet arbre. La porte 28 a un bord supérieur 28a et des bords latéraux opposés 28b qui sont espacés et parallèles aux parois latérales fixes 26 de protection contre les éclabous- sures. Deux segments supérieurs 30 d'étanchéité mobiles en hauteur sont placés juste au-dessus de la porte 28 avec une disposition symétrique par rapport à l'arbre vertical 24 de tourillonnement et sont mobiles indépendamment l'un de l'autre entre une position basse dans laquelle chacun des segments 30 reste au contact du bord supérieur 28a de la porte 28 et une position haute dans laquelle chacun des segments 30 est placé à distance du bord supérieur 28a de la porte 28. Le segment supérieur respectif 30 d'étanchéité est associé à la combinaison de l'arbre 24 et de la porte 28 à l'aide d'un mécanisme 32 de liaison ou à tringlerie. Comme clairement représenté sur la figure 3, le mécanisme 32 de liaison comprend un bras basculant 34 qui a une extrémité interne fixée de manière pivotante à une équerre verticale 36 de support afin qu'il puisse pivoter autour d'une broche 38 formant pivot. Le bras 34 comporte, à son extrémité externe, une fente ayant une forme générale en U 34a qui loge une broche transversale 40 fixée au segment d'étan- chéité supérieur 30. En outre, le bras 34 est raccordé, dans sa partie intermédiaire, à l'arbre vertical 24 et donc à la porte 28 par l'intermédiaire d'une bielle verticale 42 et d'une équerre horizontale 44 de support. Il faut noter que la bielle verticale 42 est fixée de manière pivotante à ses extrémités opposées au bras 34 et à l'équerre horizontale 44 respectivement. Un tel mécanisme 32 de liaison assure un déplacement ascendant amplifié du segment supérieur d'étan- chéité 30 lors du déplacement ascendant de l'arbre vertical 24 et de la porte 28. Ce mouvement ascendant du segment 30 est stabilisé par l'action combinée d'une tige 46 de guidage fixée au couvercle suspendu 25 et d'une équerre 48 de guidage fixée au segment supérieur 30 et coopérant par coulissement avec la tige 46 de guidage. On se réfère maintenant collectivement aux figures 3 à 5; on peut noter qu'une tige latérale allongée 50 d'étan- chéité formée par exemple d'acier est disposée sur toute la longueur du bord latéral 28b de la porte 28. Cette tige latérale 50 d'étanchéité est logée afin qu'elle coulisse dans un canal 26a de la paroi latérale 26 comme mieux représenté sur la figure 5, et soit mobile latéralement alternativement par rapport a la porte 28 entre une position avancée d'étanchéité dans laquelle la tige 50 est en contact intime avec le bord latéral 28b de la porte 28 et une position reculée dans laquelle la tige 50 est distante du bord latéral 28b de la porte 28. La tige 50 d'étanchéité latérale est rappelée élasti- quement vers le bord latéral 28b de la porte 28 par des dispositifs de rappel 52, par exemple au nombre de quatre, qui sont placés le long des parties d'extrémité supérieure et inférieure, par paires. Comme l'indiquent les figures 5 et 6, chacun des dispositifs 52 de rappel comprend une patte 54 d'organe de retenue de ressort qui dépasse a l'extérieur de la tige 50 et un ressort 56 de compression retenu sur la patte 54 de manière que la tige latérale 50 soit rappelée élastiquement au contact du bord latéral 28b de la porte 28. Le déplacement vers l'intérieur de la tige 50 au-delà d'une limite prédéterminée est limité par le mécanisme 58 de réduction d'avance qui comprend une broche 60 formant organe d'arrêt fixée à la patte 54 d'organe de retenue de ressort et qui coopère par coulissement avec une fente 62 de la paroi latérale 26 de protection contre les éclaboussures. Un ensemble 64 de transformation de mouvement est utilisé pour transformer le mouvement ascendant en un dépla- cement latéral vers l'extérieur de la tige 50, si bien que la tige 50 est mise en position reculée. Comme clairement représenté sur les figures 3 et 4, l'ensemble 64 de transformation de mouvement est constitué d'un bloc 66 en forme de coin fixé au segment supérieur 30 d'étanchéité, et d'une surface de came 68 placée à la partie d'extrémité supérieure de la tige 50. La surface 68 de came, constamment maintenue au contact du bloc de coin, a un angle d'incli- naison, par exemple de 6 , par rapport à un axe vertical afin que la tige latérale 50 d'étanchéité se déplace en position reculée lors du déplacement ascendant du segment 30. Lorsqu'elle est dans la position reculée, la tige latérale 50 d'étanchéité a une inclinaison telle qu'il reste un espace de largeur croissant progressivement entre le bord latéral 28b de la porte 28 et la tige latérale 50 d'étanchéité afin qu'un mouvement régulier de tourillon- nement de la porte 28 soit assure. Cet espace est le plus grand à la partie supérieure du bord latéral 28b de la porte 28 et est le plus petit a sa partie inférieure. Bien que la description qui précède concerne la moitié droite du dispositif de protection contre les éclaboussures, il faut noter que la moitié gauche de ce dispositif a une structure symétrique et un fonctionnement identique à ceux de la moitié droite, si bien qu'il est possible d'omettre la description de la structure et du fonctionnement de la moitié gauche de ce dispositif de protection contre les éclaboussures. On décrit maintenant en détail le fonctionnement du dispositif de protection contre les éclaboussures en réfé- rence aux figures 1 et 6. Pendant l'opération d'usinage de la pièce, la porte 28 est maintenue en position inférieure comme indiqué sur la figure 3 et, dans cette position, le segment d'étanchéité supérieur 30 reste au contact du bord supérieur 28a de la porte 28 et la tige 50 d'étanchéité latérale est rappelée élastiquement en position avancée pour être en contact intime avec le bord latéral 28b de la porte 28. De cette manière, les copeaux et le fluide de refroi- dissement ne peuvent pas être projetés au-delà des bords supérieur et latéraux 28a, 28b de la porte 28 car il n'existe aucun espace autour de ces bords supérieur et latéraux 28a, 28b. Pour que les palettes 18 soient échangées avant et après l'opération d'usinage de pièce, l'arbre vertical 24 et la porte 28 sont soulevés à l'aide du vérin hydraulique 20, comme indiqué sur la figure 1. Le mouvement ascendant de l'arbre vertical 24 et de la porte 28 provoque un pivotement dans le sens contraire des aiguilles d'une montre du bras 34 du mécanisme 32 de liaison autour de la broche 38, si bien que le segment supérieur 30 d'étanchéité remonte sur une plus grande distance que la porte 28 et laisse ainsi un espace de largeur notable entre le bord supérieur 28a de la porte 28 et le segment d'étanchéité supérieur 30, comme représenté sur la figure 4. Ceci est dû au fait que le mouvement ascendant de la porte 28 de protection contre les éclaboussures provoque un déplacement amplifié vers le haut du segment supérieur 30 d'étanchéité sous la commande du mécanisme de liaison 32. Le mouvement ascendant amplifié du segment supérieur d'étanchéité est transmis à la tige latérale 50 d'étan- chéité par le mécanisme 64 de transformation de mouvement. En d'autres termes, le bloc 66 en coin du segment 30 pousse la surface 68 de came de la tige latérale 50 lorsque le segment 30 est soumis au mouvement ascendant. Ainsi, la tige latérale d'étanchéité 50 est déplacée latéralement vers l'extérieur malgré la force de rappel du ressort 56 de compression depuis la position avancée représentée sur les figures 3 et 5 vers la position reculée représentée sur les figures 4 et 6. Il reste alors un espace de largeur notable entre le bord latéral 28b de la porte 28 et la tige latérale d'étanchéité 50. Dans l'état représenté sur la figure 4, la palette 18 est échangée par tourillonnement de l'arbre vertical 24 et de la porte 28 et, à ce moment, aucun contact physique ne risque d'exister entre la porte 28 et la structure qui l'entoure. A la fin de l'opération d'échange de palettes, l'arbre vertical 24 et la porte 28 descendent en position de repos, et le segment supérieur d'étanchéité 30 est alors ramené en position basse comme indiqué sur la figure 3 afin qu'il soit au contact du bord supérieur 28a de la porte 28. Simultanément, la tige latérale d'étanchéité 50 est ramenée en position avancée par la force de rappel du ressort 56 de compression et est en contact intime avec le bord latéral 28b de la porte 28. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de protection contre les éclaboussures, destiné a être utilisé dans une machine-outil, caractérisé en ce qu'il comprend: une porte (28) de protection contre les éclaboussures, destinée a se déplacer verticalement et à tourillonner autour d'un axe vertical, la porte (28) ayant un bord supérieur et des bords latéraux opposes, un organe supérieur (30) d'étanchéité, mobile en hau- teur et ayant une position basse dans laquelle l'organe supérieur (30) d'étanchéité reste au contact du bord supé- rieur de la porte (28) de protection contre les éclabous- sures et une position haute dans laquelle l'organe supérieur (30) d'étanchéité est distant du bord supérieur de la porte (28) de protection contre les éclaboussures, un dispositif (32) de liaison commandé par le déplacement ascendant de la porte (28) de protection contre les éclaboussures et destiné à provoquer un déplacement de l'organe supérieur (30) d'étanchéité de sa position basse à sa position haute, deux parois latérales fixes (26) de protection contre les éclaboussures, disposées chacune à distance du bord correspondant de la porte (28) de protection contre les éclaboussures et parallèlement à ce bord, et deux organes latéraux (50) d'étanchéité montés chacun sur une paroi respective parmi les parois latérales de protection contre les éclaboussures et mobiles latéralement en translation par rapport à la porte (28) de protection contre les éclaboussures entre une position avancée d'étanchéité dans laquelle chacun des organes latéraux (50) d'étanchéité est en contact intime avec le bord latéral correspondant de la porte (28) de protection contre les éclaboussures, et une position reculée dans laquelle chacun des organes d'étanchéité est distant du bord latéral corres- pondant de la porte (28) de protection contre les éclaboussures. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif (64) de transformation de mouvement destiné à transformer le mouvement vertical de l'organe supérieur (30) d'étanchéité en un déplacement latéral vers l'extérieur des organes laté- raux (50) d'étanchéité afin que les organes latéraux (50) d'étanchéité soient mis en position reculée. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif de rappel élastique des organes latéraux (50) d'étanchéité vers la position avancee. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chacun des organes latéraux (50) d'étanchéité comporte une tige allongée qui s'étend sur toute la longueur des bords latéraux de la porte (28) de protection contre les éclaboussures et ayant une partie d'extrémité supérieure qui dépasse par l'organe supérieur (30) d'étanchéité. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif (64) de transformation de mouvement comprend un bloc de coin fixé à l'organe supérieur (30) d'étanchéité, une surface de came placée à une partie d'extrémité supérieure de la tige allongée, la surface de came restant au contact du bloc de coin et ayant un angle d'inclinaison tel que la tige allongée se déplace latéra- lement vers l'extérieur vers la position reculée à la suite du déplacement ascendant de l'organe supérieur (30) d'étan- chéité. 6. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de rappel comporte une patte (54) d'organe de retenue de ressort qui dépasse à l'extérieur d'un organe respectif parmi les organes latéraux (50) d'étanchéité, et un ressort de compression retenu sur la patte (54) d'organe de retenue de ressort afin que l'organe respectif parmi les organes latéraux (50) d'étanchéité soit repoussé élastiquement au contact du bord latéral correspondant de la porte (28) de protection contre les éclaboussures. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif de restriction d'allongement destiné à empêcher un déplacement vers l'intérieur des organes latéraux (50) d'étanchéité au-delà d'une limite prédéterminee. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif de restriction d'allongement comprend une broche formant organe d'arrêt fixée à la patte (54) d'organe de retenue de ressort et coopérant par coulissement avec une paroi parmi les parois latérales de protection contre les éclaboussures. 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe supérieur (30) d'étanchéité comprend deux segments supérieurs (30) d'étanchéité qui sont mobiles indé- pendamment et sont disposés symétriquement par rapport à l'axe vertical de tourillonnement, le dispositif comprenant en outre un couvercle suspendu placé au-dessus des segments supérieurs (30) d'étanchéité. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif (32) de liaison comprend un bras pivotant ayant une extrémité interne fixée de manière pivo- tante au couvercle suspendu, une extrémité externe coopérant avec un segment respectif parmi les segments supérieurs (30) d'étanchéité, et un prolongement intermédiaire raccordé de manière pivotante à la porte (28) de protection contre les éclaboussures, si bien que le mouvement ascendant de la porte (28) de protection contre les éclaboussures peut provoquer un déplacement ascendant amplifié des segments supérieurs (30) d'étanchéité d'une manière qui laisse un espace entre le bord supérieur de la porte (28) de protec- tion contre les éclaboussures et les segments supérieurs (30) d'étanchéité à la fin du mouvement ascendant de la porte (28) de protection contre les éclaboussures. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif de guidage du mouvement de soulèvement des segments supérieurs (30) d'étanchéité, le dispositif de guidage ayant une tige de guidage fixée au couvercle suspendu et une équerre de gui- dage fixée au segment respectif parmi les segments supér- ieurs (30) d'étanchéité et coopérant par coulissement avec la tige de guidage.