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Appareil à copier à commande hydraulique pour machinesoutils.
La présente invention a pour objet un appareil à co- pier à commande hydraulique pour machines-outils et notam- ment pour tours parallèles, tours-revolver, aléseuses; frai- seuses etc...
Le principe de fonctionnement de la plupart des ap- pareils connus exige que le palpeur et la valve pilote qu'il commande soient rigidement solidaires du vérin de commande du porte-outil. D'autre part, il est reconnu de tous cons- tructeurs et utilisateurs qu'il convient de placer le gaba- rit ou la pièce typa, la valve pilote et le palpeur à l'ar- rière de la machine tandis que le vérin de commande et le porte-outil sont installés à l'avant.
La liaison rigide entre les deux groupes : valve-pi- lote et palpeur d'une part et vérin de commande et porte-ou-
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til d'autre part consiste par conséquent en un bras relati- vement long et encombrant ayant toute la largeur transversale de la machine et devant en outre pouvoir coulisser d'une quantité au moins égale au rayon de l'admission maximum de la machine.
Par ailleurs., on sait que les appareils à copier hy- drauliques ne permettent pas la réalisation de profils com- portant des parties dont l'inclinaison sur la direction du coulissèrent hydraulique est comprise dans un angle d'envi- ron 60 , ayant cette direction pour bissectrice et désigné dans la pratique sous le vocable d'"angle mort".
De là sont nés les appareils montés sur pivot verti- cal et par conséquent orientables dans un plan horizontal.
La variété des profils réalisables sur la machine avec le même appareil se trouve ainsi augmentée grâce à la rotation que l'on fait subir à l'"angle mort" lorsque l'on fait pi- voter l'appareil autour de son axe vertical.
Les dispositifs connus avec groupes valve-pilote et palpeur d'une part et vérin de commande et porte-outil d'au- tre part, rigidement reliés entra eux par un bras long et encombrant monté sur pivot, présentent l'inconvénient de limiter la course longitudinale du chariot du banc dès que l'on incline l'appareil sur l'axe longitudinal de la machi- ne, limitation d'autant plus grande que l'inclinaison est forte.
Cet inconvénient est évidemment dû à l'encombrement et à la longueur du bras. Celui-ci comme dit plus haut, résul- faire à te d'une disposition pratique et pour bien/respecter des ga- barit valve-pilote et palpeur d'une part et des vérin de commande et porte-outil d'autre part, ces deux groupes de- vant être nécessairement solidaires l'un de l'autre dans la plupart des appareils à copier actuellement connus.
Pour obvier à cet inconvénient, certains constructeurs
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ont réalisé la liaison rigide entre le vérin et la valve- pilote et le palpeur au moyen d'un bras s'élevant du niveau du chariot pour passer au-dessus de la pièce à usiner et a- boutir devant le gabarit ou la pièce type toujours placés à 1 'arrière mais en hauteur cette fois.
Dans cette disposition, le bras ne gêne en rien lors- que la machine est en cours de travail, mais présente l'in- convénient de rendre difficile le placement des pièces sur :la machine.
Or, il faut tenir compte de ce que les appareils à co- pier hydrauliques sont pratiquement utilisés pour réaliser des séries de pièces identiques. Il en résulte que le temps d'usinage de chaque pièce est naturellement plus court que ne l'exigerait le travail sur une machine ordinaire et il est donc importante si l'on veut profiter des avantages dès dispositifs à copier, que le temps de montage des pièces sur la machine ne soit pas allongé par des difficultés dans le placement de ces pièces.
La présente invention a pour but de remédier aux incon- vénients résultant dans les appareils orientables, de l'en- combrement et de la longueur du bras rigide de liaison., tout en conservant toutes les possibilités des appareils à copier et la faculté d'augmenter leurs applications par orientation de l'axe du coulissèrent hydraulique.
A cet effet, le groupe valve-pilote et palpeur est désolidarisé du groupe vérin de commande et porte-outil.
Chaque groupe est supporté par une semelle orientable ce qui entraine la suppression pure et simple du bras rigide d'où provenaient les inconvénients cités. En outre, le groupe palpeur, valve-pilote est placé dans un plan vertical à l'arrière de la machine, disposition assurant un encombre- ment minimum.
Le rôle joué dans les appareils à copier hydrauliques
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connus par la liaison rigide est ici confié à un ensemble auxiliaire comprenant un vérin auxiliaire sur lequel sont Montés la valve-pilots et le palpeur et qu'un circuit fer- mé et indépendant relie , hydrauliquement à un vérin com- presseur monté à l'intérieur de la tige du piston du vérin de commande ou vérin principal.
Toutes les possibilités des appareils à copier hydrau- liques orientables sont conservées. En copiage longitudinale la réalisation des profils tels que celui de la pièce type représentée à la figure 4 des dessins annexés se fait avec vérin principal et porte-outil perpendiculaires à l'axe lon- gitudinal de la machine et avec valve-pilote et palpeur sui- vant la verticale comme le montre la figure 4. Cette derniè- re montre l'"angle mort" de 60 à l'intérieur duquel il est impossible de copier avec cette orientation de l'appareil.
La réalisation de profils tel celui représenté à la figure 3 se fait avec vérin principal et porte-outil inclinés de 30 sur l'axe longitudinal de la machin, cornue le montre la figure 2 et avec valve-pilote et palpeur inclinés du mê- me angle sur la verticale comme le montre la figure 3. On peut également voir sur la figure 1'"angle mort Il qui cor- respond à cette inclinaison du système et dont la moitié soit 30 est indiquée sur la figure.
En outre,l'appareil objet de l'invention permet égale- ment le copiage transversal sur pièces montées sur le plateau de la machine. Il suffit pour cela d'amener la direction du coulissement hydraulique parallèlement à l'axe longitu- dinal de la machine si le profil transversal à réaliser est du type de celui de la figure 4, tandis que la direction du coulissement hydraulique fera un angle de 30 avec l'axe longitudinal de la machine si le profil transversal est du type de celui de la figure 3.
Comme, dans l'invention, le groupe vérin auxiliaire,
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valve-pilots et palpeur est monté sur le chariot du banc, lequel reste immobile lors du travail de copiage transver- se-1, c'est dans ce cas le gabarit qui fixé au chariot trans- versal, ce déplace devant le palpeur. le groupe auxiliaire comprenant le palpeur se place évidemment suivant la verti- cale ou inclins de 30 dans le plan transversal de la machi- ne selon que la direction du coulissement hydraulique est pa- rallèle à l'axe longitudinal de la machine ou que cette di- rection est inclinée à 30 sur cet axe.
A la lumière de la description qui va suivre, et de l'ap pareil et de son fonctionnement, on comprendra aisément pourquoi il est nécessaire d'incliner l'axe du groupe au- xiliaire du même angle que l'axe du groupe principal. Il im- porte en effet que soit conservée comme dans les appareils avec liaison rigide entre palpeur et vérin de commande, l'é- galité en grandeur, direction et sens des déplacements rela- tifs du palpeur par rapport au gabarit et de l'outil par rap- port à la pièce usinée. Cette égalité est, comme dans les ap- pareils connus déterminée par l'auto -équilibre existant en- tre la valve-pilote commandée par le palpeur et le vérin de commande portant l'outil lorsque le palpeur est contre le gabarit.
Les dessins ci-joints montrent à titre purement exem- platif comment l'appareil, objet de l'invention, peut être réalisé en pratique et ils illustrent l'application de l'in- vention à un tour parallèle, cette application n'étant aucu- nement limitative.
La figure 1 est une vue en coupe verticale représen- tant l'ensemble de l'appareil.
Les figures 2, 3 et 4 sont des vues schématiques des- tinées à montrer les possibilités de copiage obtenues par l'appareil.
La figure 5 se rapporte à la réalisation du copiage
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transversal.
La figure 6 montre un détail du dispositif représenté par la figure 5.
Sur la figure 1 des dessins ci-joints, 1 désigne le bâti ou le banc du tour muni des glissières 2 sur lesquelles coulisse la cuirasse 3. Celle-ci comprend une tige filetée 4 avec manivelle de manoeuvre 5 en vue de produire le déplace- ment du chariot transversal 6 perpendiculairement à l'axe lon- gitudinal du bâti 1.
Sur ce chariot 6 peut pivoter et être orientée grâce à des coulisses circulaires 7 une plaque 8 (analogue àla semelle orientable des tours ordinaires) munie de glissières 9 destinées au coulissenent hydraulique commandé par le vé- rin principal. La plaque 8 porte un support 11 pour un porte- outil 121, Le porte-outil 121 peut être commandé à la main par exemple par une tige filetée 13 disposée horizontalement et entraînée par une tige 14 occupant une position vertica- le, munie d'un volant de manoeuvre 15 et pouvant tourner dans un bloc 16.
La plaque 8 se recourbe vers le haut (en 17) du côté avant de la machine et de cette partie courbe 17 est soli- daire la tige 18 du piston 19 du vérin principal dont le cy- lindre 20 occupe une position horizontale et est solidaire du support 11. L'un des fonds 21 de ce cylindre est en con- tact avec le bloc 16.
A l'intérieur de la tige 18 du vérin principal qui est creuse est monté un vérin compresseur qui comprend un pis- ton 22 dont est solidaire: a) une tige 23 pouvant se déplacer dans un alésage 24 formé dans un bloc 25 solidaire de la tige 18. b) Une tige 26 qui s'étend à l'intérieur du cylindre 20, traversa le piston 19 du vérin principal et est -percée d'un alésage 27 débouchant par des canaux 28 dans un espace 29
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formé entre les pistons 19 et 22.
Cette tige 26 est fixée au fond 21 du cylindre 20 et dans ce fond est percé verticalement un conduit 30 relié d'une part, à l'alésage 27 et d'autre part, à un tuyau ex- térieur 31 dont il sera question ci-après,
La pièce type est représentée en 32, le palpeur en 33 et la valve-pilote en 34.
A la partie supérieure du corps de la valve-pilote, est fixé le support du palpeur 33. Ce support est constitua de deux branches incurvées 3'5 se terminant par des blocs 351 pourvus des pointes 352, Sur ces dernières pivotant les pièces 331 (fig. 1,3 et 4) formées des branches 332 et 333 Entre les extrémités des premières est soudé le palpeur 33, tandis que les secondes sont reliées à la commande main.
Le corps de la valve-pilote 34 est monté sur une tige 351 s'étendant à l'intérieur d'un cylindre 36 muni d'une pla- que de fixation 37 percée d'un trou 39 destiné à recevoir un pivot. Lorsque l'on désire copier longitudinalement ou exé- cuter un profil transversal du type de celui de la figure 4, la claque 37 est fixée sur un dressaient 38 vertical pa- rallèle à l'axe longitudinal de la machine et situé à l'ar- rière du chariot du banc. Dans ce dressement sont prévues des rainures circulaires en T recevant les têtes carrées des boulons de fixation de la plaque; au centre de ces rai- nures se trouve le pivot s'introduisant dans le trou 39.
Cette disposition permet : 1.- Lors du copiage longitudinal ou transversal d'un pro- fil du type de celui de la figure 4 de placer l'axe du grou- pe auxiliaire comprenant vérin auxiliaire, valve-pilote et palpeur, suivant la verticale. Dans ce cas, l'axe du brou.- pe principal est placé perpendiculairement ou parallèlement à l'axe longitudinal de la machine, selon que l'on copie longitudinalement ou transversalement.
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2.- Lors du copiage longitudinal d'un profil du type de celui de la figure 3, d'incliner le même axe d'un angle quelconque, en pratique 30 , sur la verticale par rotation du groupe auxiliaire autour du pivot, la rotation se faisant dans un plan vertical parallèle à. l'axe longitudinal de la machine. Dans ce cas,, l'axe du groupe principal est incliné du marne angle quelconque, en pratique 30 , sur la perpendi- culaire à l'axe longitudinal de la Machine.
D'autre part, la plaque 37 peut également être fixée sur un second dressement (non visible sur les figures) pré- vu à l'arrière du chariot du banc. Le plan de ce dressèrent d'une part est parallèle à l'axe longitudinal de la machine et d'autre part fait un angle dièdre à 30 avec un plan horizontal.
Cette disposition permet lors du copiage transversal d'un profil du type de celui de la figure 3 d'inclinar 1 la- xe du groupe auxiliaire d'un angle de 30 sur la verticale, cet axe se trouvant cette fois dans un plan vertical perpen- diculaire à l'axe longitudinal de la machine. Dans ce cas) l'axe du groupe principal est incliné d'un angle de 30 sur l'axe longitudinal de la Machine.
La tige 351 est solidaire d'un piston 40 qui peut se déplacer à l'intérieur d'un cylindre, 41 disposé en position concentrique à l'intérieur de la partie inférieure du cylin- dre 36.
L'extrémité inférieure du cylindre 41 est en liaison par un tuyau 33 (dont il a déjà été question ci-dessus) avec le conduit 30 du fond 21 du cylindre 20 du vérin principal tandis que l'espace 42 compris entre le piston 40 et le fond supérieur 43 du cylindre 41 est en liaison par un tuyau 44 avec la chambre 45 du vérin compresseur formée entre le piston 22 et le bloc 25.
Le dispositif ainsi construit fonctionne de la tanière
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suivante :
La commande à main agissant par l'intermédiaire des leviers 333 ayant libéré le palpeur 33, l'installation hy- draulique (qui peut être celle représentée ou une autre devant être considérée comme équivalente au point de vue fonctionnel) est conçue de façon que le vérin principal agisse sur l'outil 12 de manière qu'il soit dirigé vers la pièce 10 à tourner.
Dans les systèmes connus où le palpeur et la valve-pi- lote sont solidaires du vérin, l'arrêt de l'avancement de l'outil se produit au moment où le palpeur ayant rencontré le gabarit ou la pièce-type gabarit, la valve-pilote réta- blit l'auto-équilibre des pressions sur les deux faces oppo- sées du piston du vérin.
Mais dans la disposition décrite ci-dessus et faisant l'objet de l'invention, du fait que la valve-pilote a été désolidarisée du vérin d'entraînement de l'outil, il impor- te qu'un dispositif auxiliaire assure le rôle que joue la liaison rigide entre palpeur et valve pilote d'une part et vérin principal et porte-outil d'autre part. Ce rôle comme dit précédemment consiste à conserver l'égalité en grandeur, direction et sens entre les déplacements relatifs du palpeur par rapport au gabarit et ceux de l'outil par rapport à la pièce.
Suivant l'invention, ce dispositif réside en la pré- sence du vérin auxiliaire 351-36-40-41 sur lequel est mon- tée la valve,-pilote et qui est relié hydrauliquement en cir- cuit fermé au vérin compresseur 22-23-26 monté à l'intérieur de la tige 18 du vérin principal.
Lorsque la commande à main ayant libéré le palpeur., le cylindre principal 20 est poussé avec le porte-outil et tige l'outil vers la pièce à usiner, la/26 fixée au fond 21 en- et traîne le piston 22 dans le même sens/d'une part l'huile
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comprise dans l'espace 29 est chassée par l'alésage 27, l'a- lésage 30 et le tuyau 31 dans l'espace 70 du vérin auxi- liaire tandis que d'autre part l'huile contenue dans l'es- pace 42 se dirige par le tuyau 44 dans l'espace 45 par sui- te d'une part de l'appel d'huile que produit dans l'espace 45 le déplacement effectué par 22 et d'autre part du refou- lement exercé par le piston 40 que déplace l'huile venant de 29.
Il est évident qu'en pratique ces échanges d'huile à volume constant sont synchronisés et se font en moins de temps qu'il n'en faut pour les décrire.
Ainsi, pour autant que les sections des pistons et ti- ges de piston du vérin compresseur d'une part et du vérin auxiliaire d'autre part, soient rigoureusement égales, l'é- change d'huile à volume constant qui vient ci' être décrit as- sure l'égalité en grandeur des déplacements relatifs du pal- peur par rapport au gabaritet de l'outil par rapportà la pièce.Pour assurer l'égalité en direction etsens, il suf- fit d'orienter comme déjà. dit les axes du groupe auxiliaire et du groupe principal.
Le fonctionnement de l'appareil se fait donc finalement comme suit :
Le palpeut étant libéré de la commande à main l'outil se dirige vers la pièce et simultanément le palpeur se diri- ge vers le gabarit ou la pièce type. Au moment où le pal- peur rencontre l'un d'eux, suivant le cas, la valve pilote commandée par le palpeur rétablissant l'égalité des poussées sur les deux fonds 21 et 61 du cylindre principal, ce der- nier s'immobilise et met fin aux échanges d'huile entre vé- rins compresseur et auxiliaire.
Les déplacements de l'outil et du palpeur prennent donc fin simultanément, dès éta- blissement de l'auto -équilibre entre valve-pilote et vérin principal-., tout cornue dans les systèmes où ces deux éléments sont rigidement solidaires l'un de l'autre.
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A la figure 5 on montre l'appareil en position pour le copiage transversal d'un profil du type de celui de la figure 4. Cornue déjà dite le gabarit 74 porté par un sup- port 76 (figure 6) est solidaire du chariot transversal et se déplace avec lui devant la palpeur solidaire du chariot du banc. Ceci ne change en rien le fonctionnement du système.
Sur la figure 5, on a également représenté schématique- ment en 3 le chariot du banc, en 6 le chariot transversal, en 9 la coulisse du mouvement hydraulique, en 11 le support dû ports -outil, on 121 le chariot . , porte-outil qui peut se déplacer grâce à la coulisse 122 et sous la commande de la manette 15.
Il est à signaler par ailleurs qu'en cas do fuite dans la canalisation 31 et/ou 44, l'égalité des déplacements re- latifs du palpeur par rapport au gabarit et de l'outil par rapport à la pièce, pourrait ne plus être rigoureusement res- pectée.
C'est pourquoi, on prévoit sur les canalisations 31 et 44 tant pour la purge d'air que pour la compensation du volume d'huile perdue des godets 71 et 72 à soupape à bille appuyée contre un siège par un ressort dont la tension est telle qu'il se comprime sous l'effet du vide orée par une perte d'huile quelconque dans les deux branches du circuit fermé .
A ce moment, l'huile contenue à la partie supérieure du godet s'écoule dans le circuit et maintient le volume d'huile constant.
En résumé, dans le cas de 1 'invention, l'appareil à copier hydraulique est caractérisé en ce que .. palpeur et valve-pilote d'une part et porte-outil etvérin de commande d'autre part, constitue deux groupes reliés uniquement par des tuyaux flexibles.
Cette disposition supprime purement et simplement le
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bras rigide long et encombrant qui dans les appareils connus solidarise les deux groupes et dont on a signalé les incon- vénients. En outre,, on peut avec l'appareil, objet de l'in- vention, copier longitudinalement et transversalement et dans les deux cas aussi bien des profils du type de celui de la figure 4 que ceux du type de celui de la figure 3.
Enfin, un avantage important est que l'ensemble peut être monté facilement sur une machine existante sans néces- siter la placement. de coulisses spéciales.
REVENDICATIONS 1.- Appareil à copier à commande hydraulique pour machines- outils caractérisé en ce que la valve-pilote et le palpeurson désolidarisés du vérin porte-outil.