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Dispositif de débrayage pour chariots de machines-outils.
La présente invention se rapporte à un dispositif de débrayage pour chariots de machines-outils.
Les dispositifs connus appliqués à ces charriots sont constitués, notamment dans le cas du tour, par une commande mécanique qui agit le plus souvent sur un dispositif dit "à vis tombante".
Ces mouvements mécaniques ne donnent l'arrêt automa- tique du chariot qu'avec une précision relative, étant donnée l'inertie des dispositifs qui provoquent le déclenche- ment de la t'vis tombante".
Ils n'agissent comme dispositifs de sécurité que dans le seul cas où l'avancement du chariot est fortement freiné par un obstacle ou par une surcharge quelconque et sont sans effet pour débrayer automatiquement le chariot qui avance,
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avant que ne s'arrête le moteur de commande, lorsque celuici est soumis à une surintensité due à une surcharge. En cas de fausse manoeuvre d'un levier quelconque de la machine, ils ne peuvent provoquer l'arrêt instantané du chariot.
Ils n'ont donc une action de sécurité que très limi- tée.
La présente invention a pour but de provoquer l'ar- rêt instantané de l'avancement automatique en vue : 1 ) soit de limiter la course du chariot à une position pré- déterminée, avec une précision de plus ou moins' 0,0025 mm.
2 ) soit de provoquer l'arrêt du chariot avant que ne dé- clenchent les dispositifs de sécurité magnéto-thermiques du moteur principal lorsque celui-ci est soumis à une sur- intensité, cela afin d'éviter que l'arrêt de la machine ne se fasse avec l'outil engagé dans la matière.
3 ) soit lorsqu'on manipule par erreur un levier quelconque susceptible de provoquer une fausse manoeuvre.
En vue de la réalisation de ce but, ce dispositif de débrayage qui est basé également sur le principe de la "vis tombante", c'est-à-dire suivant lequel la vis sans fin de commande est montée dans une boite qui peut pivoter autour d'un axe à l'intervention d'un verrou, est caractérisé en ce que ce verrou est déclenché à l'intervention d'un dispositif électro-magnétique.
Dans la réalisation pratique de l'invention, le courant est lancé sur les bobines d'un électro de déclenchement à l'intervention de limiteurs de course à contact ou d'un relais magnéto-thermique qui entrent en jeu soit pour provo- quer l'arrêt du chariot dans le sens longitudinal ou trans- versal à une certaine position, soit pour faire agir une sé- curité quelconque.
Afin de bien faire comprendre l'invention, on décrira tout d'abord, à l'aide de la figure 1, un dispositif de dé- @
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brayage réalisé d'une manière connue et fonctionnant par des moyens mécaniques et l'on décrira ensuite, à l'aide des fi- gures 2 et 3, un dispositif conçu suivant l'invention.
La figure 1 montre donc à titre d'exemple un tablier de tour dont la commande du dispositif à "vis tombante" se fait d'une manière connue par mouvement mécanique.
Dans ce dispositif, la vis sans fin de commande 1 est montée dans une boite 2, qui peut pivoter autour d'un axe 3. Un levier 4 pivotant autour d'un axe 5, a un bras 6 pouvant venir en contact avec un bossage 7 de la boite 2.
Un verrou 8 poussé par un ressort 9 s'engage en des- sous d'usée butée d'arrêt 10 au moment où la boite 2 est levée à l'aide du levier 4 se trouve horizontale, c'est-à-dire dans la position où les filets de la vis sans fin 1 sont engagés dans les dents de la roue hélicidale 11. A ce moment, le chariot est embrayé et peut se déplacer longitudinalement le long du banc ou faire déplacer transversalement le chariot porte-outil, suivant la position qu'occupe un engrenage ba- ladeur qui donne l'un ou l'autre de ces deux mouvements et qui est commandé par une roue large calée sur l'axe de la roue à vis. Du fait que cette commande (longitudinale ou transversale) se sélectionne après la roue à vis, la même dispositif d'embrayage sert dans les deux cas.
Le chariot étant embrayé, supposons que l'on désire le faire arrêter à une position prédéterminée.
A cet effet, une butée 12, est fixée sur le banc au-dessus duquel se trouve le guidage du chariot. Une tige 13 ou 13', suivant le sens d'avancement, vient en contact avec la butée 12 lors de l'avancement du chariot. Etant libre, la tige 13 (oul3') glisse et provoque, par son plan incliné 14, la descente de la tige verticale 15 ; cette dernière, en descendant, fait pivoter le levier 4. Celui-ci, par la tige 16 qui lui est solidaire et qui est également engagée dans le
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verrou 8, fait reculer celui-ci. A ce moment, la boite 2 n'étant plus maintenue, tombe par son propre poids et libère la vis 1 de son contact avec la roue 11. Cette dernière est, de ce fait, immobilisée, alors que la vis sans fin continue à tourner, restant commandée par les organes en rotation qui la précède.
Le dispositif de sécurité à commande mécanique le plus connu travaille de la façon suivante:
Lorsqu'un surcharge ou un obstacle quelconque freine l'avancement du chariot, la roue à vis et la vis sans fin ont tendance à s'arrêter ou, même dans certains cas, s'ar- rétent net. A ce moment, les organes en rotation qui comman- dent la vis sans fin continuent eux à tourner.
Or, la roue de commande 17 de la vis sans fin 1 entraîne celle-ci par des crans latéraux 18 en forme de plans inclinés. Ces crans ménagés dans les deux pièces (vis sans fin et roue de commande) sont maintenus l'un contre l'autre par pression d'un ressort 19 et le tout est monté sur une ti- ge 20 munie d'une embase 21 contre laquelle s'appuie la roue décommande 17.
Si donc la roue 17 continue à tourner alors que la vis sans fin 1 est immobilisée, il y aura déplacement latéral de cette même roue du fait que les plans inclinés 18 de ces crans glissent sur ceux de la vis sans fin.
Cette roue, en glissant, entraîne la tige 20 par son embase 21; une rondelle 22 en contact avec une tige 23 soli- daire du levier 4, fait pivoter celui-ci autour de l'axe 5 et provoque ainsi de la même façon que dans le cas précédent, du déclenchement à position prédéterminée, le recul du verrou qui provoque la tombée de la boite.
De cette façon , la roue à vis immobilisée est lâchée et la vis sans fin libérée reprend sa place contre les crans de la roue de commande sous l'action du ressort 19 agissant
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par il intermédiaire de la. tige 20 et continue à tourner alors que le chariot est arrête dans son déplacement automatique.
Il est possible de mettre en action le dispositif de sécurité lorsque la résistance à l'avancement du chariot dé- passe une certaine valeur en donnant au ressort 19 la ten- sio voulue.
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Ainsi que l'on peut s'en rendre compte, ce disposi- tif de déclenchement, lorsqu'il s'agit de faire arrêter le chariot à une position prédéterminée, présente beaucoup d'i- nertie due à l'action de tringlages, de plans inclinés, de frottements...... N'agissant pas avec une instantanéité ab- solue, les déclenchements successifs pour une même position de butée n'ont pas une constance rigoureuse.
D'autre part, le dispositif de sécurité, combiné avec le système, se limite exclusivement à arrêter le mouvement automatique du chariot lorsque la résistance à l'avancement dépasse une certaine valeur.
Mais ici encore, l'action n'est pas instantanée et les dispositifs de protection magnéto-thermiques du moteur de commande principal peuvent déclancher avant que le chariot ne s'arrête et cela à cause de l'inertie inhérente aux com- mandes mécaniques. Dans ce cas, la pièce s'arrêtant de tour- ner par suite de l'arrêt du moteur principal, l'outil entrai- né par le chariot étant engagé dans la matière à usiner, se trouve coincé par sa pointe dans le copeau en voie de forma- tion. Il s'ensuit que si le tranchant de l'outil est consti- tué par de la matière frittée - tel par exemple les carbures métalliques- il sera mis hors d'usage immédiatement par suite de la fragilité de son constituant.
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D'autre part, cette sécurité est strictement limitée au chariot et ne s'étend pas à d'autres organes de la machi- ne, organes susceptibles de provoquer de fausses manoeuvres tel par exemple le déplacement d'un levier de vitesse pen- dant la rotation de la broche, ou susceptibles également par suite d'un accident de marche, de faire monter la va- leur de la puissance absorbée d'une façon incompatible avec celle tolérée par le moteur de commande, par suite d'un grippage de broche, arrêt de la pompe de graissage, en bref tous éléments totalement indépendants de la marche du chariot.
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Le dispositif qui fait l'objet de la présente inven- tion, tout en maintenant pour le déclenchement instantané de l'avancement automatique du chariot, le principe de la "boite à vis tombante" n'a plus de commande mécanique, ni pour l'arrêt à une position prédéterminée, ni pour le dé- clenchement de sécurité.
La figure 2 donne, à titre d 'exemple, une vue d'en- semble du dispositif, cette disposition n'étant nullement li- mitative quant aux applications possibles du système.
Sur cette figure, on a représenté également en 1 la vis sans fin, en 2, la boite dite "tombante" pouvant oscil- ler autour de l'axe 3 et en 11, la roue hélicoïdale.
Suivant l'invention, le verrou 8 de la boite tombante 2 est relié directement en 241 au noyau 24 d'un petit électro- aimant 242, de telle sorte que ce verrou est entraîné avec ce noyau au moment où le courant est mis sur les bobines de l'armature.
C'est par ses limiteurs de course à contact ou par un relais magnéto-thermique qui entrent en jeu soit pour pro-
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voquer l'arrêt du chariot, dans le sens longitudinal ou trans- versal, à une certaine position, soit pour faire agir une sé- curité quelconque, que le courant est lancé sur les bobines de l'électro 242, de préférence, ainsi que cela sera expli- qué ci-après, par l'intermédiaire d'un contacteur.
L'instantanéité de l'action exclut toute inertie et l'expérience montre que la précision de déclenchements suc- cessifs pour une même position prédéterminée est vérifiée avec des écarts de l'ordre de 25 microns maximum entre plusieurs positions consécutives.
Ces limiteurs de course 25 et 251 (un pour chaque sens), qui sont placés à l'endroit qu'occupait la butée mé- canique des systèmes connus, comprennent chacun deux paires de contacts fixes 26-261 coopérant chacune avec une lamelle de contact mobile 27-271.
Les contacts 26-261 sont en liaison avec des conduc- teurs 28-29 dont l'un 28 est, dans l'exemple représenté, raccordé à une phase T du circuit d'alimentation triphasé du moteur M tandis que, sur le conducteur 29, est branché un fil 30 relié à la phase S et formant un enroulement 31 autour de l'armature 32 d'un contacteur ou relais comprenant deux lames mobiles 33 - 331 pouvant fermer le circuit d'ali-.- mentation par les fils 34-341 des bobines de l'électro 242.
Un contact actionné par le relais magnéto-thermique 45 est représenté en 35 et coopère avec des contacts fixes 36-361 disposés de telle manière que, lorsque le relais 35 entre en action, le courant est également lancé sur l'électro 242.
En intercalant le contacteur 33-331 entre l'électro 242 et les contacts 26-27; 261-271; 35-36, il n'y a qu'un faible courant qui passe par ces contacts, ce qui ne se produirait s'ils étaient reliés directement à l'électro.
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Il est possible également de placer toute une série de butées dans un espace très réduit, comme montré par la figure3.
Sur une tringle 37 sont montés des bras 38 portant des butées 39 et pouvant occuper des positions réglables sur la tringle 37 grâce à des vis 40 de blocage. D'autre part, une tige 41 pouvant coulisser dans des saillies 42 du flas- que en vue d'agir sur les contacts mobiles 27-271 porte une butée fixe 43 qui peut se présenter devant chacune des bu- tées 39-391-392 lorsqu'on fait tourner cette tige au moyen d'un bouton 44.
La tige 41 peut se déplacer axialement de la quantité nécessaire pour produire le contact en 26-27 ou 261-271, soit pour la marche à droite, soit pour la marche à gauche.
Ces possibilités de déclenchement à butées multiples permet- tent pour un tour notamment la réalisation aisée, en série, d'axes étagés, chaque longueur d'étage correspondant à la distance entre butées.
Cette disposition de butée simple ou multiple peut être appliquée sur des machines spécialement conçues à cet effet ou encore être adaptée sur des machines anciennes équipées avec dispositif à vis tombante et mouvement de déclenchement mécanique. Il suffit d'adapter dans ce cas l'électro-aimant au verrou de la boite tombante, de supprimer la tringlerie mécanique qui provoquait le déclenchement pour la remplacer par une installation électrique appropriée, suivant l'empla- cement des limiteurs de fin de course ou de relais de sécu- rité.
Le déclenchement du chariot agissant en tant que dis- positif de sécurité, c'est-à-dire provoquant l'arrêt immédiat de l'avancement automatique, lorsque le moteur principal de commande est soumis à une surintensité, est comme déjà dit,
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obtenu en intercalant en série sur la ligne principale d'a- limentation du moteur, le relais magnéto-thermique 45.
Lorsque le courant sur le moteur atteint une surinten- sité que l'on ne désire pas dépasser, le rabais entre en action et enclenche le contacteur 33-331 qui alimente les bobines de l'électro-aimant. ce moment, le verrou 8 est attiré et le mouvement d'avance automatique du chariot est arrêté instantanément.
On remarquera que l'arrêt du chariot se fait avant que n'agissent les dispositifs magnéto-thermiques du moteur principal. L'inconvénient d'avoir la broche principale com- mandée par ce moteur, arrêté en pleine passe d'outil, avec celui-ci engagé, dans la matière, est supprimé. L'avancement automatique du chariot étant arrêté, le moteur principal est immédiatement déchargé et l'intensité retombe à sa valeur normale. Si malgré tout, après arrêt de l'avancement auto- matique du chariot, le moteur principal reste surchargé, pour une cause totalement indépendante de l'action du chariot, les dispositifs magnéto-thermiques peuvent fonctionner sans inconvénient , car à ne moment l'outil fixé sur le chariot étant immobile, sa pointe n'est plus engagée en pleine matière etne risque donc plus d'être détériorée lorsde l'arrêt brusque de la broche.
Quant aux sécurités additionnelles prévoyant l'arrêt de l'avancement automatique du chariot en cas de fausse manoeuvre d'un levier ou autre, en un point quelconque de la machine, il est constitué par un contact 46 qui est situé à l'endroit où l'on désire faire la protection et qui agit de la même façon que les contacts de butées ou de sécurité dé- crits ci-dessus.