Machine pour le travail du bois La présente invention a pour objet une ma chine pour le travail du bois, destinée notam ment à pratiquer des évidements de section transversale déterminée dans une surface d'une pièce de travail. Cette machine est caractérisée en ce qu'elle comprend un socle portant des moyens de guidage destinés à guider un chariot parallèlement à ladite surface, un arbre portant une toupie, monté sur ledit chariot et suscep tible d'être approché et éloigné de ladite sur face, et des moyens prévus pour limiter les déplacements dudit arbre de manière à ce que les évidements pratiqués dans ladite surface présentent une section transversale déterminée.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention. La fig. 1 en est une élévation de face.
La fig. 2 est une vue en plan de cette ma chine telle que la montre la fig. 1.
La fig. 3 est une élévation d'extrémité de cette machine représentée par les fig. 1 et 2. La fig. 4 est une coupe verticale centrale par la ligne 4-4 de la fig. 2.
La fig. 5 est une coupe horizontale par la ligne 5-5 de la fig. 1.
La fig. 6 est une vue de détail avec coupe par la ligne 6-6 de la fig. 2.
Les fig. 7, 8 et 9 sont des vues schémati ques mettant en évidence le mode de fonction- nement de la machine représentée par les fig. 1 à6.
La fig. 10 est une élévation de face mon trant une machine comportant un gabarit uti lisable pour façonner par toupillage dans des pièces de bois des cavités ayant une section droite irrégulière.
La fig. 11 est une vue de détail avec coupe montrant le mode de montage et d'action- nement de la tige de translation en va-et-vient quand on utilise un gabarit.
La machine suivant la forme d'exécution qui est illustrée aux fig. 1 à 9 est pourvue d'un bâti 2 formant socle ayant une forme rectan gulaire et présentant une face inférieure 4 con formée de manière à venir porter contre des rails 8 fixés à la face supérieure de la pièce 6 de travail. Ces rails 8 permettent un déplace ment limité du socle par rapport à la surface de la pièce de travail, afin d'assurer un mou vement de l'outil au-dessus de cette pièce et suivant une relation prédéterminée par rapport à elle. Le fait que le socle 2 de la machine est élégi permet le passage à travers lui d'un arbre 10 dans des conditions rendant possibles les opérations de coupe de la pièce au-dessous du socle 2 par une toupie 12 supportée par cet arbre 10.
L'arbre 10 est actionné par un moteur 14 monté dans un chariot 16 pourvu d'une boite à engrenage 18 et d'un carter 20 muni de pa liers 22 et 24 supportant cet arbre. Le chariot 16 est guidé dans son mouvement horizontal par rapport au socle 2 par des\ tiges transver sales parallèles 26 et 28 montées sur ce socle et engagées respectivement dans des consoles de guidage 30 et 32 faisant corps avec le cha riot 16.
L'arbre 10 est monté de manière à coulis ser axialement dans un manchon d'entraîne- ment 34 ; il est actionné par le moteur 14 par l'intermédiaire d'un premier pignon 36, d'un pignon 38 monté fou et d'un second pignon 40 solidaire de ce manchon 34 et situé à l'inté rieur de la boîte à engrenage 18. La transmis sion de l'effort d'entraînement entre l'arbre 10 et le manchon 34 est assurée par des griffes 42 portées par une tête d'entraînement 44 soli daire de ce manchon 34 et s'étendant dans des cannelures 48 pratiquées longitudinalement sur les faces opposées de l'arbre 10.
La tête d'en traînement 44 est fixée à l'arbre 10 à l'aide d'un filetage à gauche, de sorte qu'elle tend constamment à se serrer et maintient en place la couronne intérieure du palier 22, tandis que sa couronne extérieure est maintenue en place par un collier 50.
L'extrémité supérieure de l'arbre 10 est supportée par un palier à billes 52 monté dans un collier 54 fixé à une barre d'actionnement 56 qui sert à commander le mouvement verti cal de cet arbre 10 et de la toupie 12 pendant l'intégralité des opérations de coupe. Cepen dant, le mouvement vertical de l'arbre 10 et de la toupie 12 peut être limité pendant cer taines opérations au moyen d'une tige de butée filetée 58 elle-même montée sur une console 60 fixée au carter 20 de l'arbre 10 et faisant saillie vers le haut à travers une autre console 62 solidaire du collier 54. Cette tige 58 est munie d'un écrou supérieur 64 et d'un écrou inférieur 66. Ces deux écrous moletés sont ré glables et permettent de limiter la course de la tige 58.
Grâce à cette construction, l'ensemble comprenant le chariot 16, le moteur 14, la boîte 18 et le carter 20 de l'arbre 10 ainsi que ce dernier et la barre d'actionnement 56, est mobile horizontalement et transversalement par rapport au socle 2, tout en étant guidé dans ces mouvements par les tiges 26 et 28. En même temps, l'arbre 10 et la toupie 12 sont mobiles verticalement et sont guidés dans leurs mouvements verticaux par la barre d'actionne- ment 56.
On peut ainsi, par simple réglage du mouvement vertical de l'arbre 10 et du mou vement horizontal du chariot 16, conformer une boîte à noyau ou un autre objet ayant en section droite n'importe quel contour désiré, étant entendu évidemment qu'une toupie apte à travailler le bois, telle qu'une toupie à trois nervures, est montée sur l'arbre 10 au-dessous du socle 2, de façon à attaquer la pièce 6 par dessus laquelle on promène l'outil.
Pour guider l'outil au cours de son mouve ment le long de la pièce, afin de pratiquer une cavité allongée ou de lui donner le contour re quis dans le périmètre de la zone soumise au travail, la face inférieure 4 du socle 2 de la machine est étudiée de manière à porter con tre les rails 8 fixés à la face supérieure de la pièce 6, afin d'être supportée par eux. Des glis sières 68 d'engagement contre les rails 8 sont portées par la machine ; elles sont munies de galets 70 faisant saillie au-dessous de la face inférieure 4 du socle 2 selon une position leur permettant de porter contre les faces internes des rails 8.
Comme le montre clairement la fig. 6, le réglage de précision des galets 70, par rapport aux glissières 68 est réalisé au moyen d'une vis de réglage transversale 72. Chacune des glissières 68 est munie d'un manchon de guidage avant 74 pouvant coulisser longitu dinalement sur une tige de guidage avant 76 montée sur le socle 2 et s'étendant parallèle ment aux tiges de guidage 26 et 28. Un se cond manchon de guidage (arrière) 78 peut coulisser le long de la tige de guidage inter médiaire 26 de manière à supporter la glis sière 68 et à assurer sa mise en place et son mouvement avec la précision requise.
Les glissières 68 peuvent être rapprochées et éloi gnées l'une de l'autre transversalement au so cle 2, de manière à amener les galets 70 en contact avec les bords latéraux internes des rails 8 ; elles peuvent être immobilisées, le cas échéant, selon n'importe quel écartement pré déterminé à l'aide de vis de serrage 80 sur les quelles sont mobiles des boulons 82 supportés par les glissières 68 et faisant saillie à travers une fente longitudinale 84 de la face avant du socle 2.
Les glissières 68 sont munies de manettes 86 au moyen desquelles on peut déplacer la machine le long des rails 8 quand on façonne une cavité allongée telle qu'une boîte à noyau et grâce auxquelles les glissières 68 et les galets 70 qui roulent contre elles peuvent être rappro chés et éloignés l'un de l'autre entre les rails 8. Si la cavité, l'évidement ou plus générale ment le contour qu'on veut obtenir a une lar geur uniforme dans toute sa longueur, les rails 8 sont disposés parallèlement, ou bien, si elle doit avoir une largeur irrégulière, les rails 8 sont disposés de façon correspondante selon une certaine inclinaison, ou bien des formes irrégulières pour correspondre à la largeur de la cavité à produire.
L'écartement entre les rails 8 est tel que quand les glissières 68 sont suffisamment écartées pour que les galets 70 portent contre les deux barres, la toupie 12 soit capable d'aller et de venir entre les glissiè res 68 et que sa surface externe façonne exacte ment la paroi interne de la cavité qu'on veut obtenir. Comme le met en évidence la fig. 9, les rails 8 sont séparés en fait par une distance telle que, quand un galet opposé 70 porte con tre elles, l'amplitude du mouvement de la tou pie 12 soit égale à la largeur de la cavité à produire diminuée du diamètre de cette tou pie.
Pour diverses opérations auxquelles se prête cette machine, on peut utiliser différents types de toupies ayant des formes variant de puis celle de la toupie 12 représentée à titre d'exemple par le carré dessiné en traits inter rompus dans la fig. 3. L'extrémité inférieure de l'arbre 10 est munie par conséquent d'un mandrin 88 pour le montage amovible d'une toupie ayant la forme désirée. En outre, pour faire varier l'emplacement de la surface de la toupie 12 par rapport à la pièce 6 lorsqu'on se sert de toupies de diverses formes et types, l'arbre 10 peut être réglé verticalement par rapport à la barre d'actionnement 56.
A cet effet, le palier 52 voisin. de l'extrémité supé rieure de l'arbre 10 peut être soulevé ou abais sé en même temps que cet arbre en faisant tourner un support de palier de butée 90 à filetage extérieur se vissant dans le taraudage 92 du collier 54. Une tête moletée 94, couron nant ce support 90, permet d'effectuer les ré glages en question avec facilité et indépendam ment de la liaison mécanique assurant l'entraî nement entre l'arbre 10 et le manchon d'en traînement 34. Un écrou à oreilles 95 permet, en outre, de serrer le collier 54 pour maintenir le palier dans toute position de réglage choisie.
La machine constituée comme il vient d'être décrit est en outre munie d'un dispo sitif permettant de régler et de limiter le mou vement vertical de la toupie 12 pendant le dé placement transversal du chariot 16 par rap port au socle 2.
Dans un grand nombre de boîtes à noyaux, la cavité qu'il s'agit de conformer a une section droite sensiblement semi-circulaire et les ou vriers ont l'habitude d'utiliser un triangle ou une équerre en acier pour vérifier la précision d'exécution de la pièce. Le dispositif de con trôle prévu utilise lui aussi ce principe géné ral pour guider et limiter les mouvements de la toupie. A cet effet, la barre d'actionnement 56, par laquelle le palier 52 supportant l'arbre 10 et cet arbre lui-même sont déplacés verti calement, est munie d'un secteur 96.
L'angle inférieur ou sommet de ce secteur est articulé à la barre d'actionnement 56 grâce à un pivot 98 ; sa partie supérieure courbe 100 est munie d'une roue 102 à denture hélicoïdale en prise avec une vis sans fin 104 montée sur le collier 54 auquel est fixée l'extrémité supérieure de la barre d'actionnement 56. La vis sans fin 104 est pourvue d'un bouton moleté 106, de sorte qu'on peut faire tourner le secteur 96 autour de son pivot 98 pour l'amener à n'importe quelle position angulaire désirée par rapport à la barre d'actionnement 56.
Ce mouvement angulaire du secteur 96 est utilisé pour commander à la fois le mouvement vertical et le mouvement transversal de la barre d'actionnement 56 et de l'arbre 10. A cet effet, les glissières 68 sont munies de galets 108 roulant dans des rainures 110 des deux bran ches perpendiculaires 112 du secteur 96.
Comme représenté, la rainure 110, qui se trouve du côté droit 112 du secteur 96 (en regardant la fig. 5) est orientée vers l'arrière, et le galet 108, monté sur la glissière de droite 68, fait saillie vers l'avant et pénètre dans la rainure, tandis que le côté gauche du secteur 96 présente une rainure<B>110</B> orien tée vers l'avant et le galet 108 monté sur la glissière de gauche fait saillie vers l'arrière et pénètre dans la rainure<B>110.</B> Il est évident que les rainures et les galets en ques tion pourraient être disposés sur la même face, soit en avant, soit en arrière du secteur 96. Il suffit pour cela qu'ils coopèrent à la manière d'un gabarit et d'un galet suiveur.
Les galets 108 et le pivot 98 sont conju gués pour former des points de réglage du mou vement vertical et du mouvement horizontal de l'ensemble constitué par la barre d'action- nement 56, l'arbre 10 et la toupie 12, de telle sorte que le mouvement de pivotement du sec teur 96 fait varier la hauteur de la toupie tan dis que l'espacement relatif des glissières 68 et des galets 108 détermine l'amplitude du mouvement vertical et horizontal pour une inclinaison donnée du secteur 96.
On voit par ce qui précède que, quand les glissières 68 sont maintenues dans des posi tions fixes par les vis 80 et que la barre d'ac- tionnement 56 est libre de se déplacer vertica lement dans ses glissières, la rotation de la vis sans fin 104 fait pivoter le secteur 96 autour de l'axe 98. Si l'on suppose que ce mouvement de pivotement s'effectue dans le sens de rota tion des aiguilles d'une montre à partir de la position centrale à 90 (le secteur 96 étant ver tical en regardant la fig. 1), la rainure de droite 110 coulisse vers le bas sur le galet de droite 108 qui est fixe par suite de l'assujettis sement de sa glissière 68.
Inversement, la rai nure de gauche 110 coulisse de bas en haut sur son galet 108, de sorte que le sommet du secteur 96, et avec lui l'axe de pivotement 98, se déplacent vers la gauche en parcourant un arc incliné vers le haut. Comme cet axe 98 est fixé à la barre d'actionnement 56, il im prime un mouvement vertical à cette barre et, par son intermédiaire, à l'arbre 10, pour sou lever ce dernier. En même temps, un mouve ment horizontal est transmis au chariot qui peut coulisser transversalement par rapport au socle 2 sur les tiges 26 et 28.
Le mode de commande et la façon dont la machine peut être utilisée pour constituer une boîte à noyau ayant en section droite une forme semi-circulaire découlent des fig. 7, 8 et 9, qui sont des vues schématiques. D'après ce que montre la fig. 7, les glissières et les galets 70 sont placés assez près les uns des autres, les galets occupant les positions indi quées par<I>X</I> et<I>X'.</I> Dans ces conditions, l'incli naison du secteur 96 jusqu'à la position A oblige l'axe de pivotement 98 à venir lui-même occuper une position correspondant au galet X' mais située derrière lui, tandis que la tou pie 12 occupe la position A pour effectuer une entaille initiale peu profonde.
Lorsque la ma chine va et vient au-dessus de la pièce et entre les rails 8, la toupie creuse une rainure ou ca vité, comme indiqué par le pointillé A'. Pen dant ce déplacement de la toupie vers la droite jusqu'à ce que le galet de droite 70 vienne por ter contre le rail de droite 8, la toupie délimite avec précision le bord de droite de la cavité finie et, lors du déplacement longitudinal de la machine le long des rails 8, le bord supérieur de droite de la totalité de la boîte à noyau peut être achevé.
Pendant le déplacement de la machine vers le côté gauche de la pièce, il se forme une cavité peu profonde, mais lorsqu'il se produit un contact entre le galet de gauche 70 et le rail de gauche 8, la toupie se trouve espacée d'une faible distance du côté gauche de la ca vité terminée, comme cela est indiqué par l'ex trémité de gauche du pointillé A'. Le secteur 96 tourne alors de 90 environ sous l'action de la vis sans fin 104 et du bouton moleté 106, jusqu'à ce qu'il vienne occuper la position B que montre la fig. 7 et dans laquelle l'axe de pivotement 98 coïncide avec le .point X. Le chariot 16 est par là même déplacé vers la gau- che le long des tiges de guidage 26 et 28 jus qu'à ce que la toupie occupe la position B.
Quand le galet de gauche 70 est ensuite dé placé pour venir porter contre le rail de gauche 8, la bordure taillée en définitive sur le côté gauche de la cavité se présente comme indiqué par B', ce qui donne à la cavité sa largeur fi nale avec une précision complète.
Lorsque cette creusure initiale peu pro fonde a été pratiquée dans toute l'étendue de la pièce où la cavité doit être formée, le sec teur 96 est incliné en arrière jusqu'à la position C dans laquelle le chariot 16 est ramené à sa position centrale entre les glissières, le pivot 98 se trouvant alors au-dessous des galets 108 et entre eux. Ce mouvement détermine l'abais sement de l'arbre 10 et de la toupie 12 en vue d'approfondir la creusure. Toutefois, le point C est espacé vers l'intérieur par rapport aux points<I>X</I> et<I>X',</I> de sorte que lorsque la creu- sure est approfondie comme il vient d'être dit sa largeur se trouve réduite.
Il en résulte que la section droite semi-circulaire qu'on veut donner à la cavité s'établit et se trouve main tenue avec la plus grande précision.
Quand l'entaille que montre la fig. 7 est terminée, les glissières 68 et les galets 108 sont écartés et immobilisés par les vis de retenue 80 à tête moletée dans les positions représentées dans la fig. 8 en<I>Y</I> et<I>Y'.</I> Le déroulement des opérations se répète alors comme il a été dé crit à propos de la fig. 7, ce quia pour effet d'amener le secteur 96 successivement aux po sitions<I>A, B</I> et C et de pratiquer dans la pièce 6 des entailles successives ayant une profon deur progressivement croissante, tandis que le contour de la cavité en section droite est tou jours contrôlé avec précision.
Dans la fig. 9 est représentée la position occupée par les éléments lorsque l'entaille fi nale, destinée à la production d'une boîte à noyau ayant la forme semi-circulaire en section droite, est pratiquée. Les glissières 68 et les galets 70 sont alors écartés sur la distance maximum qui est permise par les rails 8, et le secteur 96 peut être baladé en va-et-vient sur 901, en franchissant les positions<I>A, D, C,</I> E-et <I>B</I> sans danger de coupe exagérée. En fait, ce mouvement assure une conformation com plète et précise de la cavité avec une approxi mation plus grande que ne le permettrait un travail manuel.
On conçoit qu'il n'est pas nécessaire que le secteur vienne par pivotement occuper exactement les positions<I>A, B</I> et C (voir les fig. 7, 8 et 9), et que, dans la pratique, le secteur 96 est de préférence, gradué et déplacé selon des angles de 50 ou 10,1, par exemple en pro gressant depuis une certaine position et une certaine profondeur d'attaque du chariot et de la toupie jusqu'à une autre.
La position de la toupie 12 et de la barre d'actionnement 56 est déterminée et imposée à tout moment du fait que l'axe de pivotement 98 et les galets 108 agissent en combinaison pour établir le trajet de mouvement de ces éléments à l'intérieur du périmètre de la section droite de la cavité.
La construction qui vient d'être décrite permet de donner à la cavité un contour un peu inférieur en section droite à un demi- cercle en soulevant la toupie 12 et l'arbre 10 par rapport à l'axe de pivotement 98, grâce à une rotation convenable de la tête moletée 94 pour soulever cet arbre et cette toupie.
Une entaille, élevée comme représenté par H dans la fig. 9, est alors produite, tandis que l'abaissement de la toupie 12 par une rotation de la tête moletée 94 en sens opposé produit une entaille basse , comme représenté par L dans la fig. 9, en formant ainsi une cavité délimitée par des bords supérieurs parallèles et présentant un contour inférieur semi-circu laire. De plus, en utilisant une toupie carrée et en pratiquant une entaille basse , on peut ménager dans la boîte à noyau une creusure, une rainure ou une dépression, comme repré senté par le pointillé K dans la fig. 9.
On voit également, en examinant les fig. 7, 8 et 9, qu'on peut produire à l'aide de la ma chine ayant la construction décrite des boîtes à noyau ou des cavités ayant une largeur et une profondeur variables, c'est-à-dire allant en diminuant graduellement de section droite, celle-ci étant semi-circulaire.
C'est ainsi qu'on peut obtenir une cavité à profil fuselé en incli nant les rails 8 de façon qu'à une extrémité de la pièce ils soient séparés par une distance telle que les galets 70 ne puissent pas être écartés d'une distance plus grande que celle correspon dant aux points fixes<I>X</I> et<I>X'.</I> La largeur et la profondeur de la cavité à cette extrémité de la pièce ne seront pas, dans ces conditions, supé rieures à celles de la première entaille, tandis qu'en un point intermédiaire la cavité aura la section droite que montre la fig. 8 et qu'à l'ex trémité opposée elle aura la section droite que montre la fig. 9.
En modifiant encore la disposition des rails 8, il est possible de pratiquer une cavité ayant une grande largeur et une grande profondeur intermédiaires, comme représenté par la fig. 9, mais une moindre largeur et une moindre pro fondeur à ses autres endroits correspondant à ce que montrent les fig. 7 et 8. On conçoit, en outre, que les rails 8 n'ont pas besoin d'être prévus dans chaque cas et que la face infé rieure 4 du socle 2 peut porter directement contre la pièce. Les galets 70 peuvent dans cette hypothèse être disposés de façon à porter contre les côtés opposés de la pièce elle-même.
Si l'on veut utiliser la machine décrite pour façonner des boîtes à noyaux ou pratiquer des cavités ou des parties de contour approprié sur la pièce en leur donnant une section droite qui ne soit pas semi-circulaire, on enlève le secteur 96 qui fait office de gabarit comman dant le mouvement de la toupie 12 dans la construction représentée par les fig. 1 à 9 en retirant les vis 120 par lesquelles le secteur 96 est fixé à la barre d'actionnement 56. On dé place les glissières 68 vers l'extérieur jusqu'à ce que les deux galets 70 portent contre les rails 8, puis on fixe un gabarit 122 aux glis sières 68 par assujettissement contre les galets 108 ou au-dessus de ces galets ainsi que le montre la fig. 10.
On assujettit un style ou un galet 124 à la barre d'actionnement 56 au moyen des vis 127 engagées dans un des trous taraudés 125. Le galet 124 est monté de ma nière à faire saillie vers l'avant par rapport à la barre d'actionnement 56 et appuie contre le bord de guidage supérieur 126 du gabarit 122. La surface de guidage de ce gabarit est évi demment étudiée de manière à définir la sec- tion droite de la cavité qui doit être ménagée dans la pièce.
Le mouvement vertical de la barre d'ac- tionnement 56 et du galet 124, de même que le déplacement vertical de la toupie 12 sont commandés par des écrous moletés 64 et 66 formant organes limitateurs de course qui sont portés par la tige de butée 58 montée sur le chariot 16. Le mouvement transversal du-cha- riot 16 et de la toupie 12 est assuré par une vis transversale 128 qui s'étend (comme repré senté par les fig. 10 et 11) en travers du socle 2, d'un côté à l'autre de la machine et qui est empêchée de se déplacer longitudinalement par un verrou 130.
Cette vis transversale 128 passe à travers un trou taraudé d'une patte 132 fai sant saillie vers le bas sous le chariot 16, de telle sorte que la rotation de cette vis trans versale imprime un mouvement au chariot 16 et à la toupie 12 transversalement au socle 2 et que le déplacement vertical de la toupie 12 est commandé par l'engagement du galet 124 contre le bord de guidage supérieur 126 du ga barit 122. La vis transversale 128 peut tour ner sous l'action d'un bouton moleté 134 fixé à son extrémité débordante.
Lorsqu'on pratique l'entaille initiale en uti lisant la machine présentant la construction que montre la fi-. 10, on fait remonter la tige de butée 58 par rotation de l'écrou supérieur 64 de limitation de course jusqu'à une position élevée qui permette à la toupie de ne creuser la pièce que sur une faible profondeur. Le mouvement transversal de la toupie est assuré par une rotation de la vis transversale 128, tandis que la machine est empêchée de se dé placer latéralement par suite de l'engagement des galets 70 contre les rails 8, et que le gaba rit 122 empêche le mouvement de la toupie 12 au delà des bords de la cavité, comme déter miné par la forme du bord de guidage supé rieur du gabarit.
Après que la toupie a été déplacée transversalement et longitudinalement par rapport à la pièce pour y pratiquer l'en taille initiale, on fait descendre la tige 58 par rotation de l'écrou 64 de limitation de course sur une distance suffisante pour permettre à la toupie d'entailler plus profondément la pièce. Le gabarit 122 s'oppose à ce que la pièce ne soit trop entaillée puisqu'il limite la descente de la toupie dans les régions où la cavité doit être relativement peu profonde.
Par suite du mouvement de la toupie dans le sens transversal en raison de l'action de la vis 128, tandis que l'outil est déplacé longitudinalement à la pièce, on peut augmenter graduellement la profondeur de l'entaille, tandis que son con tour en section droite est limité et commandé par l'engagement du galet 124 porté par la barre d'actionnement 56 contre le bord de gui dage supérieur 126 du gabarit 122.
On peut, de cette façon, pratiquer dans la pièce une cavité ayant n'importe quelle sec tion droite désirée et moyennant l'emploi de toupies appropriées ayant des têtes sphériques ou cylindriques on peut donner à cette cavité un contour arrondi ou, au contraire, un con tour polygonal, c'est-à-dire à arêtes vives. On conçoit également que le mouvement longitu dinal de l'outil peut être limité par des butées convenables (non représentées) de façon à mé nager une cavité ayant une section droite pré déterminée dans une certaine région de la pièce, puis modifier le gabarit et amener l'outil par un déplacement longitudinal jusqu'à une position voisine, de façon à conformer une partie adjacente de la cavité selon une forme entièrement différente en section droite.
C'est ainsi qu'on peut donner à la cavité creusée dans la pièce pratiquement n'importe quelle forme ou configuration, tout en permettant un façonnage précis de cette cavité même si l'ou vrier qui utilise la machine n'a pas une grande habileté. La précision de la pièce finie qu'on peut obtenir de cette façon est supérieure à celle qu'on peut réaliser par des opérations manuelles puisqu'on peut donner au gabarit une précision maximum et qu'on peut obliger la toupie à se déplacer exactement comme l'im pose ce gabarit, que ce dernier ait la forme du secteur que montre la fig. 1 ou bien une forme irrégulière, comme représenté par la fig. 10.
Le type de toupie qu'on utilise et la forme et la disposition des rails 8 et des organes de support sur lesquels on déplace la machine pourraient évidemment être modifiés de ma nière à produire des boîtes à noyaux, des ob jets ou des pièces chantournées présentant une grande variété de formes et de contours.
Machine for woodworking The present invention relates to a machine for woodworking, intended in particular to make recesses of determined cross section in a surface of a workpiece. This machine is characterized in that it comprises a base carrying guide means intended to guide a carriage parallel to said surface, a shaft carrying a spindle, mounted on said carriage and capable of being approached and removed from said surface. , and means provided to limit the movements of said shaft so that the recesses made in said surface have a determined cross section.
The drawing represents, by way of example, an embodiment of the object of the invention. Fig. 1 is a front elevation.
Fig. 2 is a plan view of this machine as shown in FIG. 1.
Fig. 3 is an end elevation of this machine shown in FIGS. 1 and 2. FIG. 4 is a central vertical section taken by line 4-4 of FIG. 2.
Fig. 5 is a horizontal section taken along line 5-5 of FIG. 1.
Fig. 6 is a detail view in section taken along line 6-6 of FIG. 2.
Figs. 7, 8 and 9 are schematic views showing the mode of operation of the machine shown in FIGS. 1 to 6.
Fig. 10 is a front elevation showing a machine comprising a jig which can be used for routing into pieces of wood cavities having an irregular cross section.
Fig. 11 is a sectional detail view showing the method of mounting and actuating the reciprocating translation rod when using a jig.
The machine according to the embodiment which is illustrated in FIGS. 1 to 9 is provided with a frame 2 forming a base having a rectangular shape and having a lower face 4 con formed so as to bear against rails 8 fixed to the upper face of the workpiece 6. These rails 8 allow limited movement of the base with respect to the surface of the work piece, in order to ensure movement of the tool above this piece and in a predetermined relationship with respect to it. The fact that the base 2 of the machine is elegant allows a shaft 10 to pass through it under conditions making possible the operations of cutting the part below the base 2 by a spindle 12 supported by this shaft 10.
The shaft 10 is actuated by a motor 14 mounted in a carriage 16 provided with a gearbox 18 and a casing 20 provided with bearings 22 and 24 supporting this shaft. The carriage 16 is guided in its horizontal movement with respect to the base 2 by parallel transverse rods 26 and 28 mounted on this base and engaged respectively in guide brackets 30 and 32 integral with the carriage 16.
The shaft 10 is slidably mounted axially in a drive sleeve 34; it is actuated by the motor 14 via a first pinion 36, a pinion 38 mounted idle and a second pinion 40 integral with this sleeve 34 and located inside the gearbox 18 The transmission of the driving force between the shaft 10 and the sleeve 34 is ensured by claws 42 carried by a drive head 44 integral with this sleeve 34 and extending in grooves 48 made longitudinally. on the opposite sides of the shaft 10.
The driving head 44 is fixed to the shaft 10 by means of a left-hand thread, so that it constantly tends to tighten and holds the inner ring of the bearing 22 in place, while its ring exterior is held in place by a collar 50.
The upper end of the shaft 10 is supported by a ball bearing 52 mounted in a collar 54 attached to an actuator bar 56 which serves to control the vertical movement of this shaft 10 and of the rotor 12 during operation. entire cutting operations. However, the vertical movement of the shaft 10 and the router 12 can be limited during certain operations by means of a threaded stop rod 58 which is itself mounted on a bracket 60 fixed to the housing 20 of the shaft 10. and projecting upwards through another bracket 62 secured to the collar 54. This rod 58 is provided with an upper nut 64 and a lower nut 66. These two knurled nuts are adjustable and make it possible to limit the stroke of rod 58.
Thanks to this construction, the assembly comprising the carriage 16, the motor 14, the box 18 and the casing 20 of the shaft 10 as well as the latter and the actuating bar 56, is movable horizontally and transversely with respect to the base. 2, while being guided in these movements by the rods 26 and 28. At the same time, the shaft 10 and the router 12 are movable vertically and are guided in their vertical movements by the actuating bar 56.
It is thus possible, by simply adjusting the vertical movement of the shaft 10 and the horizontal movement of the carriage 16, to shape a core box or other object having in cross section any desired contour, it being understood of course that a router suitable for woodworking, such as a router with three ribs, is mounted on the shaft 10 below the base 2, so as to attack the part 6 over which the tool is moved.
To guide the tool during its movement along the workpiece, in order to make an elongated cavity or to give it the required contour within the perimeter of the zone subjected to work, the lower face 4 of the base 2 of the The machine is designed so as to bear against the rails 8 fixed to the upper face of the part 6, in order to be supported by them. Slides 68 for engagement against the rails 8 are carried by the machine; they are provided with rollers 70 projecting below the lower face 4 of the base 2 in a position allowing them to bear against the internal faces of the rails 8.
As clearly shown in fig. 6, the precision adjustment of the rollers 70 relative to the slides 68 is achieved by means of a transverse adjustment screw 72. Each of the slides 68 is provided with a front guide sleeve 74 which can slide longitudinally on a rod of front guide 76 mounted on the base 2 and extending parallel to the guide rods 26 and 28. A second guide sleeve (rear) 78 can slide along the intermediate guide rod 26 so as to support the sliding sière 68 and to ensure its positioning and movement with the required precision.
The slides 68 can be brought together and moved away from each other transversely to the so key 2, so as to bring the rollers 70 into contact with the internal side edges of the rails 8; they can be immobilized, if necessary, according to any predetermined distance using clamping screws 80 on which are movable bolts 82 supported by the slides 68 and protruding through a longitudinal slot 84 of the front of the base 2.
The slides 68 are provided with levers 86 by means of which the machine can be moved along the rails 8 when forming an elongated cavity such as a core box and by which the slides 68 and the rollers 70 which roll against them can be formed. brought closer and far from each other between the rails 8. If the cavity, the recess or more generally the contour that one wishes to obtain has a uniform width throughout its length, the rails 8 are arranged in parallel , or, if it is to have an irregular width, the rails 8 are arranged correspondingly at a certain inclination, or else irregular shapes to correspond to the width of the cavity to be produced.
The spacing between the rails 8 is such that when the slides 68 are sufficiently apart so that the rollers 70 bear against the two bars, the router 12 is able to move back and forth between the slides 68 and that its outer surface shapes exactly the internal wall of the cavity that we want to obtain. As shown in fig. 9, the rails 8 are in fact separated by a distance such that, when an opposing roller 70 bears against them, the amplitude of the movement of the spinner 12 is equal to the width of the cavity to be produced minus the diameter of this tou pie.
For various operations to which this machine lends itself, it is possible to use different types of tops having shapes varying from then that of the top 12 represented by way of example by the square drawn in broken lines in FIG. 3. The lower end of the shaft 10 is therefore provided with a mandrel 88 for the removable mounting of a router having the desired shape. Further, to vary the location of the surface of the router 12 relative to the workpiece 6 when using routers of various shapes and types, the shaft 10 can be adjusted vertically relative to the bar. actuation 56.
For this purpose, the neighboring bearing 52. of the upper end of shaft 10 can be raised or lowered together with that shaft by rotating an externally threaded thrust bearing bracket 90 which screws into the thread 92 of collar 54. A knurled head 94 , crowning this support 90, makes it possible to carry out the adjustments in question with ease and independently of the mechanical connection ensuring the drive between the shaft 10 and the drive sleeve 34. A wing nut 95 allows , moreover, to tighten the collar 54 to maintain the bearing in any chosen adjustment position.
The machine constituted as has just been described is furthermore provided with a device making it possible to adjust and limit the vertical movement of the spindle moulder 12 during the transverse displacement of the carriage 16 with respect to the base 2.
In a large number of core boxes, the cavity to be conformed has a substantially semicircular cross section and the glassworkers are accustomed to using a triangle or a steel square to check the accuracy of the core. execution of the play. The control device provided also uses this general principle to guide and limit the movements of the router. To this end, the actuating bar 56, by which the bearing 52 supporting the shaft 10 and this shaft itself are moved vertically, is provided with a sector 96.
The lower angle or top of this sector is articulated to the actuating bar 56 by means of a pivot 98; its curved upper part 100 is provided with a helical-toothed wheel 102 engaged with a worm 104 mounted on the collar 54 to which is fixed the upper end of the actuating bar 56. The worm 104 is provided with a knurled knob 106, so that the sector 96 can be rotated around its pivot 98 to bring it to any desired angular position relative to the actuating bar 56.
This angular movement of the sector 96 is used to control both the vertical movement and the transverse movement of the actuating bar 56 and of the shaft 10. For this purpose, the slides 68 are provided with rollers 108 rolling in grooves. 110 of the two perpendicular branches 112 of sector 96.
As shown, the groove 110, which is on the right side 112 of sector 96 (looking at Fig. 5) faces rearward, and the roller 108, mounted on the right slide 68, protrudes towards the rear. forward and enters the groove, while the left side of sector 96 has a forward facing groove <B> 110 </B> and the roller 108 mounted on the left slide protrudes rearward and enters in the groove <B> 110. </B> It is obvious that the grooves and the rollers in question could be arranged on the same face, either in front or behind the sector 96. It suffices for this that they cooperate in the manner of a jig and a follower roller.
The rollers 108 and the pivot 98 are combined to form adjustment points for the vertical movement and the horizontal movement of the assembly constituted by the actuating bar 56, the shaft 10 and the router 12, so so that the pivoting movement of the sector 96 varies the height of the router so that the relative spacing of the slides 68 and the rollers 108 determines the magnitude of the vertical and horizontal movement for a given tilt of the sector 96.
It can be seen from the foregoing that, when the slides 68 are held in fixed positions by the screws 80 and the actuator bar 56 is free to move vertically in its slides, the rotation of the screw without end 104 rotates sector 96 around axis 98. Assuming that this pivoting movement is in the direction of rotation clockwise from the center position at 90 (the sector 96 being vertical looking at Fig. 1), the right groove 110 slides down on the right roller 108 which is fixed as a result of the securing of its slide 68.
Conversely, the left groove 110 slides from bottom to top on its roller 108, so that the top of sector 96, and with it the pivot axis 98, move to the left by traversing an upwardly inclined arc. . As this axis 98 is fixed to the actuating bar 56, it im prime a vertical movement to this bar and, through it, to the shaft 10, to lift the latter. At the same time, a horizontal movement is transmitted to the carriage which can slide transversely with respect to the base 2 on the rods 26 and 28.
The method of control and the way in which the machine can be used to constitute a core box having a semicircular shape in cross section follow from FIGS. 7, 8 and 9, which are schematic views. From what fig. 7, the slides and rollers 70 are placed fairly close to each other, the rollers occupying the positions indicated by <I> X </I> and <I> X '. </I> Under these conditions, the inclination of the sector 96 to position A forces the pivot axis 98 to itself come to occupy a position corresponding to the roller X 'but located behind it, while the button 12 occupies the position A to make a notch initial shallow.
When the machine moves back and forth above the workpiece and between the rails 8, the router makes a groove or cavity, as indicated by the dotted line A '. During this movement of the router to the right until the right roller 70 comes to bear against the right rail 8, the router precisely delimits the right edge of the finished cavity and, during the longitudinal movement of machine along rails 8, the upper right edge of the entire core box can be completed.
As the machine moves to the left side of the workpiece a shallow cavity forms, but when contact occurs between the left roller 70 and the left rail 8 the router is spaced apart. a short distance to the left side of the completed cavity, as indicated by the left end of the dotted line A '. The sector 96 then rotates approximately 90 under the action of the worm 104 and the knurled knob 106, until it comes to occupy position B shown in FIG. 7 and in which the pivot axis 98 coincides with the point X. The carriage 16 is thereby moved to the left along the guide rods 26 and 28 until the router occupies the position B.
When the left-hand roller 70 is then moved to bear against the left-hand rail 8, the border cut ultimately on the left side of the cavity appears as indicated by B ', which gives the cavity its fi nal width with complete precision.
When this initial shallow recess has been made over the entire extent of the room where the cavity is to be formed, the sector 96 is tilted back to position C in which the carriage 16 is returned to its central position. between the slides, the pivot 98 then being below the rollers 108 and between them. This movement determines the lowering of the shaft 10 and the spindle 12 in order to deepen the hollow. However, point C is spaced inward from points <I> X </I> and <I> X ', </I> so that when the excavation is deepened as it has just been said its width is reduced.
The result is that the semicircular cross section which is to be given to the cavity is established and is held in the hand with the greatest precision.
When the notch shown in fig. 7 is completed, the slides 68 and the rollers 108 are separated and immobilized by the retaining screws 80 with knurled head in the positions shown in FIG. 8 at <I> Y </I> and <I> Y '. </I> The sequence of operations is then repeated as described in connection with fig. 7, which has the effect of bringing the sector 96 successively to positions <I> A, B </I> and C and of making successive notches in part 6 having a progressively increasing depth, while the contour of the cavity in straight section is always controlled with precision.
In fig. 9 is shown the position occupied by the elements when the fi nal notch, intended for the production of a core box having the semicircular shape in cross section, is made. The slides 68 and the rollers 70 are then spaced over the maximum distance which is allowed by the rails 8, and the sector 96 can be wandered back and forth on 901, crossing the positions <I> A, D, C , </I> E-and <I> B </I> without danger of excessive cutting. In fact, this movement ensures a complete and precise conformation of the cavity with a greater approximation than would allow manual work.
It will be understood that it is not necessary for the sector to come by pivoting to occupy exactly the positions <I> A, B </I> and C (see fig. 7, 8 and 9), and that, in practice , the sector 96 is preferably graduated and moved at angles of 50 or 10.1, for example by progressing from a certain position and a certain depth of attack of the carriage and of the router to another.
The position of the router 12 and the actuator bar 56 is determined and enforced at all times because the pivot pin 98 and the rollers 108 act in combination to establish the path of movement of these elements therein. of the perimeter of the straight section of the cavity.
The construction which has just been described makes it possible to give the cavity a slightly lower contour in cross section than a semicircle by lifting the spindle 12 and the shaft 10 with respect to the pivot axis 98, thanks to a proper rotation of the knurled head 94 to lift this shaft and router.
A notch, raised as represented by H in fig. 9, is then produced, while the lowering of the top 12 by a rotation of the knurled head 94 in the opposite direction produces a low notch, as represented by L in FIG. 9, thus forming a cavity delimited by parallel upper edges and having a semi-circular lower contour. In addition, by using a square router and by making a low notch, it is possible to provide in the core box a recess, a groove or a depression, as represented by the dotted line K in fig. 9.
It can also be seen, by examining FIGS. 7, 8 and 9, which can be produced with the aid of the machine having the described construction of core boxes or cavities having variable width and depth, i.e. gradually decreasing by straight section, this being semi-circular.
It is thus that a cavity with a tapered profile can be obtained by inclining the rails 8 so that at one end of the part they are separated by a distance such that the rollers 70 cannot be moved apart by a distance. greater than that corresponding to the fixed points <I> X </I> and <I> X '. </I> The width and depth of the cavity at this end of the part will not, under these conditions, be greater than those of the first notch, while at an intermediate point the cavity will have the cross section shown in fig. 8 and that at the opposite end it will have the straight section shown in fig. 9.
By further modifying the arrangement of the rails 8, it is possible to make a cavity having a great width and a great intermediate depth, as shown in FIG. 9, but a lesser width and less depth in its other places corresponding to what is shown in FIGS. 7 and 8. It is further understood that the rails 8 do not need to be provided in each case and that the lower face 4 of the base 2 can bear directly against the part. The rollers 70 can in this hypothesis be arranged so as to bear against the opposite sides of the part itself.
If one wants to use the machine described to shape core boxes or to make cavities or parts of suitable contour on the part giving them a straight section which is not semicircular, the sector 96 which acts as a semi-circular is removed. template controlling the movement of the spindle moulder 12 in the construction shown in FIGS. 1 to 9 by removing the screws 120 by which the sector 96 is fixed to the actuating bar 56. The slides 68 are moved outwards until the two rollers 70 bear against the rails 8, then one fixes a template 122 to the slides 68 by securing against the rollers 108 or above these rollers as shown in FIG. 10.
A stylus or roller 124 is secured to the actuator bar 56 by means of screws 127 engaged in one of the tapped holes 125. The roller 124 is mounted to protrude forwardly from the bar. actuation 56 and presses against the upper guide edge 126 of the jig 122. The guiding surface of this jig is obviously designed so as to define the straight section of the cavity which must be made in the part.
The vertical movement of the actuating bar 56 and of the roller 124, as well as the vertical movement of the spindle moulder 12 are controlled by knurled nuts 64 and 66 forming stroke limiting members which are carried by the stop rod 58 mounted on the trolley 16. The transverse movement of the trolley 16 and the top 12 is ensured by a transverse screw 128 which extends (as shown in fig. 10 and 11) across the base 2, d 'side to side of the machine and which is prevented from moving longitudinally by a latch 130.
This transverse screw 128 passes through a tapped hole of a lug 132 projecting downwards under the carriage 16, so that the rotation of this transverse screw imparts movement to the carriage 16 and to the router 12 transversely to the base 2 and that the vertical movement of the router 12 is controlled by the engagement of the roller 124 against the upper guide edge 126 of the barit 122. The transverse screw 128 can turn under the action of a knurled knob 134 fixed at its overhanging end.
When performing the initial notch using the machine having the construction shown in fig. 10, the stop rod 58 is raised by rotating the upper stroke limiting nut 64 to an elevated position which allows the router to dig the part only to a small depth. The transverse movement of the router is ensured by a rotation of the transverse screw 128, while the machine is prevented from moving sideways due to the engagement of the rollers 70 against the rails 8, and the gaba laugh 122 prevents the movement of the router 12 beyond the edges of the cavity, as determined by the shape of the upper guide edge of the jig.
After the router has been moved transversely and longitudinally with respect to the workpiece to practice in the initial size, the rod 58 is lowered by rotating the stroke limiting nut 64 a sufficient distance to allow the router cut the part deeper. The jig 122 prevents the part from being too notched since it limits the descent of the router in the regions where the cavity must be relatively shallow.
As a result of the movement of the router in the transverse direction due to the action of the screw 128, while the tool is moved longitudinally to the workpiece, one can gradually increase the depth of the notch, while its turn. in cross section is limited and controlled by the engagement of the roller 124 carried by the actuating bar 56 against the upper guiding edge 126 of the template 122.
We can, in this way, make in the room a cavity having any desired straight section and by using suitable spinners having spherical or cylindrical heads we can give this cavity a rounded outline or, on the contrary, a polygonal con round, that is to say with sharp edges. It is also understood that the longitudinal movement of the tool can be limited by suitable stops (not shown) so as to create a cavity having a predetermined cross section in a certain region of the part, then modify the template and bring the tool by longitudinal displacement to an adjacent position, so as to conform an adjacent part of the cavity into an entirely different shape in cross section.
This is how the cavity carved into the part can be given practically any shape or configuration, while allowing precise shaping of this cavity even if the worker who uses the machine does not have a large skill. The precision of the finished part which can be obtained in this way is greater than that which can be achieved by manual operations since the jig can be given maximum precision and the router can be forced to move exactly as the im poses this template, that the latter has the shape of the sector shown in fig. 1 or else an irregular shape, as shown in FIG. 10.
The type of router that is used and the shape and arrangement of the rails 8 and of the support members on which the machine is moved could obviously be modified so as to produce core boxes, objects or scalloped pieces presenting a wide variety of shapes and contours.