Procédé d'usinage utilisant un fluide érosif et appareil pour la mise en #uvre dudit procédé La présente invention comprend un procédé d'usi nage utilisant un fluide érosif pour l'enlèvement de matière, et un appareil servant à la mise en #uvre de ce procédé.
On englobe ici, dans la définition générale de fluide érosif , les substances corro sives qui agissent par voie chimique et se présen tent sous forme liquide ou gazeuse, telles que les acides (azotique, sulfurique, fluorhydrique, chlorhy drique, etc.) ou des mélanges de ceux-ci (eau régale), ainsi que les substances abrasives qui agissent par voie mécanique et peuvent se présenter sous la forme de particules (émeri, sable, corindon, etc.) en sus pension dans un liquide ou dans un gaz.
On connaît déjà des procédés d'usinage chimique consistant à faire attaquer la pièce à usiner par une substance chimique qui la détruit progressivement. Mais, si l'on veut contrôler la variation d'une cer taine cote ou dimension de cette pièce au cours de l'opération, il est indispensable d'arrêter la réaction chimique de temps à autre pour pouvoir mesurer ladite cote pendant ces arrêts sur un appareil de mesure approprié.
On connaît en outre des appareils qui, pour indi quer la valeur d'une cote, évaluent le débit d'un fluide qui s'écoule à travers un orifice dont la section est influencée par ladite cote. Ce débit peut être évalué soit directement, soit indirectement en fonc tion de la pression du fluide qui règne en un point judicieusement choisi de son parcours.
L'invention comprend un procédé d'usinage uti lisant un fluide érosif, qui permette de vérifier de façon continue la valeur d'une dimension qui varie au cours du procédé, et un appareil pour la mise en aeuvre dudit procédé.
Le procédé consiste à faire traverser par le fluide érosif un passage dont la section varie en raison des variations, en cours d'usinage, de la dimension à modifier de la pièce et à évaluer ladite dimension par l'intermédiaire de la valeur que prend le débit de ce fluide traversant ledit passage.
L'appareil pour la mise en #uvre du procédé comporte des moyens pour former avec la pièce à usiner un passage dont la section varie en raison des variations, en cours d'usinage, de la dimension à mo difier de ladite pièce, une source de fluide érosif à une pression supérieure à la pression régnant en aval desdits moyens, un conduit disposé entre ladite source et lesdits moyens et un dispositif de mesure sensible à une grandeur physique dépendant du débit du fluide à travers, ledit passage et/ou de la pression de ce fluide dans la partie dudit conduit située à proximité dudit passage.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, diverses formes d'exécution et des variantes de l'ap pareil que comprend l'invention.
La fig. 1 montre, en coupe verticale schémati que, une première forme d'exécution de l'appareil, à utiliser avec un fluide érosif gazeux dans un mon tage convenant pour usiner un orifice.
La fig. 2 montre une variante d'une partie de l'appareil de la fig. 1.
La fig. 3 montre une seconde variante de l'en semble de l'appareil de la fig. 1. La fig. 4 montre, semblablement à la fia. 1, un appareil à utiliser avec un fluide érosif liquide.
Les fig. 5, 6 et 7 montrent, en vue partielle, la forme d'exécution de l'appareil des figures précé dentes dans des montages convenant pour usiner respectivement une surface plane, un alésage inté rieur et une surface cylindrique extérieure.
Les fig. 8 et 9 montrent des variantes de la forme d'exécution de l'appareil des fig. 1 et 4, selon les quelles le débit du fluide érosif diminue automati quement à mesure que progresse l'usinage.
La fig. 10 montre une autre variante de l'appa reil de la fig. 4 selon laquelle le débit du fluide érosif est arrêté automatiquement en fin d'usinage.
La fig. 11 montre une autre variante de l'appa reil de la fig. 1, analogue à la fig. 10, selon laquelle l'arrêt du débit du fluide érosif est accompagné de la mise en circulation d'un fluide de rinçage.
La fig. 12 représente un détail de la variante de la fig. 11, dans une autre position de fonctionne ment.
La fig. 13 montre un appareil analogue à celui de la fig. 4 complété par un dispositif propre à éjec ter automatiquement les pièces usinées.
La fig. 14, enfin, montre une dernière variante de l'appareil de la fia. 4 selon laquelle le dispositif de mesure est soustrait au contact direct avec le fluide corrosif utilisé.
Dans une mise en oeuvre particulière du procédé, lorsque l'usinage consiste à enlever de la matière sur une surface à contour fermé de petite section, c'est à-dire à creuser ou à agrandir un orifice entouré de tous côtés par de la matière, on fait traverser cet orifice par le fluide corrosif et on fait jouer à cet orifice le rôle du passage susindiqué. Lorsque l'usi nage consiste à enlever de la matière sur une surface à contour non fermé ou à contour fermé de section importante, on projette un jet de fluide corrosif, à partir d'au moins un orifice ménagé dans un élément en matière inaltérable,
sur la pièce à usiner, et on fait jouer à la section libre comprise entre les sur faces en regard desdits élément et pièce le rôle du passage susindiqué.
Pour mettre en aeuvre un tel procédé, on utilise avantageusement un appareil comportant une source sous pression de fluide érosif, des moyens pour for mer avec la pièce à usiner un passage dont la section varie en raison des variations, en cours d'usinage, de la dimension à modifier de ladite pièce, des con duits disposés entre ladite source et lesdits moyens et un dispositif de mesure sensible à une grandeur physique dépendant du débit du fluide à travers ledit passage et/ou de la pression de ce fluide dans la partie desdits conduits située à proximité dudit pas sage.
Avantageusement, on intercale sur les conduits susdits un orifice calibré, on agence la source sous pression de manière que la pression en amont de cet orifice calibré soit constante et on constitue le dis positif de mesure par un manomètre branché entre l'orifice calibré et le passage susdit.
Il peut y avoir avantage à faire comporter à l'appareil des moyens asservis au dispositif de mesure pour rendre automatique certaines au moins de ses opérations.
En particulier, on peut asservir au dispositif de mesure des moyens propres à diminuer en cours d'opération le débit du fluide à travers le passage limité au moins partiellement par la pièce à usiner, à mesure que la section de ce passage se rapproche d'une valeur prédéterminée. C'est ainsi que, dans le cas susindiqué d'un dispositif de mesure constitué par un manomètre mesurant la pression qui règne entre un orifice calibré et le passage en question, on peut faire commander par ce manomètre un organe propre à diminuer la section utile de cet orifice calibré lorsque ladite pression diminue également.
En outre, on peut asservir au dispositif de mesure des moyens propres à arrêter automatiquement le débit et/ou l'action érosive du fluide lorsque la sec tion de ce passage atteint une dimension prédéter minée. Pour arrêter cette action érosive, il est pos sible de projeter sur les surfaces usinées un fluide non érosif tel que de l'eau ou de l'air.
On peut également asservir au dispositif de me sure des moyens propres à commander certaines au moins des opérations de manutention des pièces usi nées ou à usiner, en particulier à commander l'éjec tion des pièces usinées.
Enfin, dans le cas le plus courant où le fluide utilisé est un fluide corrosif, on peut séparer les conduits de l'appareil en deux circuits en série par courus l'un par un fluide non corrosif, tel que de l'eau, ce circuit comportant notamment le dispositif de mesure, et l'autre le fluide corrosif, et disposer éventuellement à la limite de ces deux circuits un fluide tampon inattaquable par le fluide corrosif et non miscible avec les deux fluides considérés, ce fluide tampon étant constitué par exemple par une huile silicone.
Bien que les dispositions venant d'être décrites puissent être réalisées de nombreuses manières, on aura avantageusement recours à la forme d'exécution de l'appareil et aux variantes représentées sur le dessin.
Dans la forme d'exécution représentée en fig. 1, l'appareil est constitué sur le modèle d'un dispositif de mesure connu servant à évaluer la section de l'orifice d'une pièce telle que A, en substituant tou tefois au gaz inerte (air) utilisé dans ce dispositif de mesure un gaz exerçant une action corrosive vis-à- vis de la matière de la pièce A.
Le gaz corrosif, amené sous une pression quel conque par un canal 2 et provenant d'une bouteille B, traverse un orifice calibré de détente 3 qui évite un trop gros afflux de gaz dans l'appareil. Le canal 2 est prolongé par une capacité 4 qui plonge à l'in térieur d'une capacité 5 remplie de liquide. La partie supérieure de la capacité 5 communique avec l'exté rieur ou avec toute autre enceinte jugée nécessaire par l'intermédiaire d'un tube 6.
Si le niveau normal du liquide se trouve comme indiqué sur la figure et que l'extrémité inférieure de la capacité 4 plonge à une distance H au-dessous du niveau du liquide, on voit que, lorsque le débit de gaz à travers l'orifice 3 sera suffisant pour qu'un excès s'échappe à la base de la partie plongeante, la pression dans la capacité 4 sera égale à la hauteur manométrique H du liquide contenu dans la capacité 5. On dispose donc ainsi d'un moyen particulièrement simple pour créer une pression constante en amont de l'orifice 1.
Le fluide traversant l'orifice 1 traverse également à sa suite l'orifice de la pièce A dont la cote est à déterminer. Entre 1 et A existe une capacité 7 et la mesure manométrique de la pression existant en 7 est une caractéristique du débit de l'orifice A. Un moyen simple d'effectuer cette mesure manométri- que consiste à faire communiquer la capacité 7, par un tube vertical 8, avec la partie inférieure de la capacité 5. Ce tube constitue ainsi un manomètre dont la colonne indicatrice est constituée par le même liquide que celui qui est contenu dans la capacité 5, la valeur de la pression dans la capacité 7 étant indiquée par la hauteur du liquide dans le tube 8 sur une graduation 9.
Le fonctionnement de cette forme d'exécution de l'appareil est le suivant. A mesure que le gaz cor rosif s'écoule à travers l'orifice de la pièce A, il se produit une attaque chimique qui augmente progres sivement le diamètre dudit orifice. Il s'ensuit une augmentation du débit du fluide à travers cet orifice et une diminution de la pression dans la capacité 7 en aval de l'orifice calibré 1. Le niveau dans la co lonne manométrique 8 monte et l'opérateur peut arrêter l'opération, par exemple en enlevant la pièce A, dès que la colonne manométrique aura atteint une hauteur prédéterminée repérée sur la graduation 9.
On peut ainsi supprimer tout rebut dans la fabri cation des pièces telles que A puisque le procédé et l'appareil permettent, à coup sûr, d'amener l'orifice de toute pièce A à la cote désirée.
Dans la variante de la fig. 2, le fluide (gaz ou liquide) corrosif, provenant d'une capacité 2, est en voyé à travers un débitmètre du genre de ceux qui comportent un flotteur 10 très léger circulant dans un tube vertical 11 évasé vers le haut. On sait que le débit du fluide traversant le tube vertical dans ces conditions est répéré par la hauteur du flotteur dans le tube. En partant d'une pièce ébauchée A ayant un orifice de diamètre légèrement inférieur au diamètre désiré, on voit, au fur et à mesure de l'attaque chi mique de la matière de la partie A, le flotteur mon ter petit à petit dans le tube de verre. L'opérateur est ainsi à même d'arrêter l'opération dès que la cote voulue est atteinte.
Sur la fig. 3, on a représenté une variante de la fi-. 1, dans laquelle la pression constante alimentant l'orifice calibré 1 est obtenue par un détendeur. Ce dernier est constitué, comme à l'habitude, par un diaphragme déformable 12 soumis à l'action d'un res sort 13 et actionnant un clapet 14, lequel commande l'arrivée du gaz sous pression. Celle des capacités fermées par le diaphragme 12 qui se trouve du côté du clapet 14 constitue la capacité 4 à pression cons tante qui alimente l'orifice calibré 1. Entre l'orifice calibré 1 et la pièce A, on retrouve la capacité 7 et un dispositif manométrique constitué par un tube en U 15 qui permet, en connaissant la pression exis tant dans ladite capacité 7, de déterminer le débit de l'orifice A.
Le processus opératoire est le même que dans les deux cas précédents.
La fig. 4 représente une autre variante utilisant comme fluide un liquide au lieu d'un gaz. En effet, l'utilisation d'un gaz comme fluide peut présenter quelques difficultés. En général, les attaques chimi ques par les gaz sont plus lentes que par les liquides. Par ailleurs, la plupart des produits utilisés pour ef fectuer une attaque chimique ainsi que les produits de la réaction sont en général toxiques. Il est donc judicieux de pouvoir les recueillir aisément et cette opération est plus facile à effectuer avec un liquide qu'avec un gaz. Le principe reste toutefois le même.
On retrouve l'orifice 1 de référence, qui est alimenté en liquide à pression constante. Pour ce faire, on dispose d'une capacité 16 munie d'un trop-plein 17 ; cette capacité est constamment alimentée en liquide corrosif par une pompe 18 refoulant par un tube 19. L'excédent de liquide se déverse par le déservoir 17 dans un réservoir 20 d'où le liquide est repris par la pompe 18 et ainsi de suite.
Entre l'orifice calibré 1 et la pièce A, on retrouve une capacité 7, dans laquelle règne une pression qui caractérise le débit de l'orifice de la pièce A étant donné que l'orifice 1 a une section constante. On peut mesurer cette pression par un simple tube 21 jouant le rôle d'un manomètre ou par tout autre moyen, ainsi qu'il sera vu plus loin.
Le processus est le même que précédemment. La pièce A, ayant eu préalablement son alésage réalisé de façon approchée au moyen d'un usinage classique, est montée sur l'appareil de la fig. 4 et le niveau de la colonne liquide dans le tube 21 s'établit, par exemple en a, alors que l'on sait, par le montage préalable d'un étalon à la place de A, que la hauteur manométrique doit s'établir en c'. II suffit alors de laisser le liquide s'écouler au travers de l'orifice 1 et de celui de la pièce A pour voir petit à petit la colonne manométrique descendre de<I>a</I> vers a', puis que l'orifice 1 est constitué d'une manière inatta quable au liquide alors que la matière de la pièce A est, elle, attaquée par le liquide et que, par consé quent,
la dimension de son orifice grandit par rapport à la dimension de l'orifice 1. Dès que la colonne liquide arrive en d, l'opérateur n'a plus qu'à arrêter l'opération, à retirer la pièce A et à neutraliser les effets du liquide corrosif qui peut encore y adhérer la pièce A a la cote désirée.
Les appareils décrits sont tous relatifs à la déter mination du débit d'un orifice calibré, mais d'autres opérations peuvent facilement être effectuées avec des appareils du même genre.
A titre d'exemple, on montre sur la fig. 5, la possibilité de faire une opération d'usinage super ficiel qui correspondrait pratiquement à une rectifi cation plane. A cet effet, on peut utiliser n'importe lequel des appareils décrits jusqu'à présent, à la seule différence qu'on n'emmanche pas à l'extrémité de la capacité 7 une pièce telle que A.
Soit C la pièce dont on veut usiner une des faces, par exemple la face supérieure. La pièce C est mise sur une table 22 et, devant sa face supé rieure, on fait aboutir l'extrémité de la capacité 7, cette extrémité étant constituée en une matière inal térable au fluide corrosif et étant garnie d'un embout 7a également en matière inaltérable, alors que la pièce C, elle, est attaquée par ledit fluide. Selon ce montage, le passage de sortie à section variable équi valant à l'orifice de la pièce A est constitué par la surface annulaire limitée entre l'embout 7a et la pièce C et ayant pour hauteur la distance d de l'ex trémité de la capacité 7 à la face supérieure de la pièce C.
On commence donc par placer sur la table 22 une pièce étalon qui sert à déterminer la pres sion ou hauteur manométrique à obtenir en fin d7usi- nage dans la capacité 7, puis on place une pièce C qui se trouve naturellement être plus haute que ladite pièce étalon, de sorte que la distance d est plus petite dans le cas de la pièce C que dans le cas de la pièce étalon. On fait alors circuler le fluide cor rosif et, au début de l'opération, la hauteur mano- métrique se trouve être trop grande.
A mesure que la surface est attaquée, la distance d va augmenter et la hauteur manométrique va diminuer jusqu'à ce qu'elle atteigne la hauteur prédéterminée avec la pièce étalon. A ce moment, l'opération peut être arrêtée ou mieux encore on a intérêt à déplacer la pièce C pour continuer un usinage analogue sur la portion voisine de la précédente. Il suffit pour cela de rendre la table 22 mobile, ce qui a été schéma tisé par des galets 23.
Il est à noter que, pour éviter l'attaque par le fluide corrosif des portions voisines du débouché de la capacité 7, on a intérêt à diluer très rapidement tout le fluide corrosif circulant sur la pièce C ailleurs qu'au débouché de la capacité 7, avec un fluide neutre (eau, air) qui est projeté par des tuyauteries telles que 24. On peut également envisa ger de protéger toutes les portions de la pièce C, que l'on désire garder intactes, par un enduit super ficiel inattaquable aux fluides corrosifs tel que vernis, peinture, etc.
Le cas de la fig. 6 montre une variante de l'ap pareil adaptée à la finition d'un alésage.
La pièce est constituée par un cylindre D dont il s'agit de terminer l'alésage intérieur. A cet effet, l'arrivée de fluide corrosif est faite par un tampon creux 25, au centre duquel arrive le fluide corrosif provenant de la capacité 7, ce fluide débouchant sur la partie externe du tampon par des orifices tels que 26. Ces orifices se trouvent être à une distance d des parois intérieures de l'alésage du cylindre D, distance qu'il s'agit d'augmenter par action du fluide corrosif sur la matière composant le cylindre D.
On opère donc de la même façon que dans le cas de la fig. 5 et, là aussi, on a disposé des canaux tels que 24 susceptibles d'amener un fluide neutre pour diluer très rapidement le fluide corrosif qui autre ment pourrait attaquer les portions qui ne sont pas en regard des orifices 26.
Il est rappelé, au sujet de ce montage, que, dans des conditions bien déterminées, on peut obtenir un équilibrage des débits par les orifices tels que 26, même si le tampon 25 n'est pas parfaitement centré dans le cylindre D.
Sur la fig. 7, on a représenté la finition de la surface extérieure d'un cylindre E, analogue à une rectification extérieure. Là encore, le fluide corrosif est amené depuis la capacité 7 dans un corps creux 25n pourvu d'orifices 26a qui débouchent autour et tout près de la surface extérieure du cylindre E. La distance d entre ces orifices 26a et le cylindre E influe sur le débit des orifices 26a et permet, comme dans les cas précédents des fia. 5 et 6, de mesurer par rapport à un étalon la cote du cylindre E au droit des orifices 26a.
Dans ces deux figures 6 et 7, il peut également être avantageux de faire circuler la pièce ou de la faire pivoter de façon à obtenir une attaque régulière de la pièce sur toute la portion désirée. Il est également possible de protéger par un enduit superficiel toutes les portions de ladite pièce que l'on désire soustraire à l'action du fluide cor rosif.
Les fig. 8 et 9 représentent des variantes de l'ap pareil représenté en fig. 1 permettant de travailler successivement avec deux sensibilités différentes, c'est-à-dire d'effectuer des opérations correspondant à l'ébauche et à la finition.
L'appareil de la fig. 8 est semblable, dans son ensemble, à celui de la fig. 1 et on y retrouve la conduite 2 d'amenée de gaz sous pression, l'orifice calibré 3 destiné à éviter de trop importantes sur- pressions, la capacité 4 à pression constante plon- P Cr ant dans la capacité 5 remplie de liquide. L'ori fice 1 alimente la capacité 7 à l'extrémité de laquelle se trouve le corps. A dont on veut mesurer le débit de l'alésage.
L'élément manométrique ne se compose plus simplement d'un tube de verre, dans lequel on lit la hauteur du liquide, mais d'un tube 27, de préférence plus large, dans lequel on a disposé un flotteur 28 et ce tube 27 est éventuellement muni d'une gra duation extérieure 29. Le flotteur 28 est accouplé à une aiguille 30, verticale susceptible de traverser l'orifice 1. Cette aiguille peut avoir plusieurs dia mètres décroissant de bas en haut, ou avoir tout autre profil voulu, par exemple conique, plutôt qu'une succession de diamètres différents.
Cette disposition permet d'obtenir les avantages suivants. Au début de l'opération, lorsqu'on place le corps A à peine ébauché, on peut obtenir, grâce à la grande dimension libre de l'orifice 1, un débit de gaz corrosif extrêmement important, ce qui active la réaction et fait que le diamètre de l'orifice du corps A augmente rapidement. Cette augmentation rapide pourrait nuire à la précision finale à obtenir, mais on peut, lorsque la hauteur manométrique de vient faible, faire en sorte qu'une partie plus large de l'aiguille 30 pénètre dans l'orifice calibré 1, de façon à réduire la section utile de cet orifice et par conséquent le débit du gaz corrosif qui traverse A et à diminuer ainsi la vitesse de réaction.
On peut ainsi commencer la réaction très rapidement et la terminer aussi lentement que possible, de façon à obtenir un très haut degré de précision dans l'opération.
La fig. 8 représente un appareil progressif utili sant un fluide gazeux, la fig. 9 représente un appa reil analogue utilisant un fluide liquide et semblable, dans son ensemble, à celui de la fig. 4. En ce cas, la colonne manométrique montée sur la capacité 7 est constituée par une capacité 27 comportant un flotteur 28 muni à sa partie inférieure d'une aiguille 30, de profil convenable, qui peut se déplacer dans l'orifice calibré 1. La pièce A dont on veut modifier la cote est montée à l'extrémité de la capacité 7.
On voit qu'au début de l'opération, lorsque le diamètre de l'alésage prévu dans A est faible, le flotteur 28 occupe une position relativement haute, par exemple en face de la graduation a correspondant au débit maximum du fluide à travers l'orifice 1. A mesure que l'orifice de la pièce A augmente de di mension par attaque chimique, le flotteur 28 des cend et, en descendant, il obture de plus en plus l'orifice 1 diminuant ainsi la quantité de liquide qui traverse, par unité de temps, l'orifice A. Cela ralentit la réaction et, par conséquent, augmente les possi bilités de précision de la mesure.
Les figures suivantes ont trait à des variantes de l'appareil permettant une utilisation à l'échelle indus trielle du principe décrit ci-dessus.
On a supposé, jusqu'à présent, que, la pièce A (ou C, D, E) ayant atteint ses dimensions définitives, on arrêtait l'usinage d'une façon quelconque. On va décrire ci-après des moyens propres à commander automatiquement certaines au moins des opérations d'arrêt.
Tout d'abord, il faut éviter que, lorsqu'on enlève la pièce A de l'appareil, le fluide corrosif ne puisse continuer à s'écouler, car, outre que son débit de vient important et que la perte de liquide peut être non négligeable, le fluide généralement utilisé peut être toxique pour l'opérateur. II importe donc que tout débit de ce fluide soit arrêté à la fin de l'usi nage d'une pièce.
La fig. 10 représente des moyens automatiques prévus à cet effet. Ces moyens sont montrés en com- binaison avec un appareil à liquide corrosif analogue à celui de la fig. 9, mais ils pourraient tout aussi bien être combinés à un appareil à gaz corrosif, no tamment à un appareil du type montré à la fig. 8.
Sur la fig. 10, on retrouve la source de fluide sous pression constante constituée par une capacité 16 alimentée en 19, et comportant un trop-plein 17, ainsi que l'orifice calibré à diamètre fixe 1. On re trouve également la capacité 7, à l'extrémité de la quelle se trouve la pièce A. La colonne manomé- trique 27 comporte également un flotteur 28.
Dans la capacité 7, on prévoit, un peu en amont de la pièce A, un siège de soupape 31 coopérant avec une soupape 32 qui est maintenue ouverte par l'intermédiaire d'un levier 33 pivotant en 34 et d'un ressort 35, lequel ressort est attelé à une tige 36 portée par le flotteur 28.
Lorsque l'opération est terminée et que l'opéra teur enlève la pièce A, le débit devient alors consi dérable. La pression baisse dans la capacité 7, le flotteur 28 descend très rapidement en entraînant avec lui l'extrémité du ressort 35 qui lui est atta chée et, quand ce ressort occupe une position suffi samment basse, il provoque immédiatement la ferme ture de la soupape 32.
Un perfectionnement simple consiste d'ailleurs à régler par avance l'appareil, de telle sorte que la descente du flotteur 28 entraîne la fermeture de la soupape 32 au moment précis où la hauteur mano- métrique correspond à la cote à obtenir pour la pièce A, celle-ci n'étant enlevée qu'ensuite.
Toutefois, il subsiste une difficulté car, en ce cas, il existe un peu de liquide ou de fluide résiduel entre le siège de soupape 31 et la pièce A, de telle sorte que la réaction peut continuer et que, en défi nitive, la pièce A peut ne pas être à la cote exacte que l'on désire.
Pour remédier à cet inconvénient, on peut avoir recours à la disposition schématisée à la fig. 11 qui, elle, a été dessinée dans le cas d'utilisation d'un fluide gazeux, mais pourrait aisément être transpo sée au cas d'utilisation d'un fluide liquide.
On retrouve l'arrivée de gaz 2, l'orifice calibré 3 destiné à éviter les surpressions, la chambre à pres sion constante 4 et la capacité 5 contenant du liquide. On retrouve également l'orifice 1 à section constante et la capacité 7 à l'extrémité de laquelle se trouve la pièce à usiner A.
La pression dans la capacité 7 est utilisée, non pas par un manomètre à liquide comme dans le cas de la fig. 1, mais par un dispositif manométrique constitué par un diaphragme déformable 37 soumis à la pression existant en 7 et équilibré par un ressort réglable 38.
On fait commander par ce dispositif manométri- que un robinet à trois voies propre, lorsque la pres sion dans la capacité 7 descend au-dessous, d'une valeur prédéterminée, à couper la capacité 7 en deux compartiments amont 7c et aval 7b et à faire com muniquer le compartiment aval 7b avec une source de fluide neutre sous pression schématisée par une pompe 39. On intercale entre le dispositif manomé- trique et le robinet à trois voies un relais électro magnétique.
Dans la variante représentée, on constitue, d'une part, le robinet à trois voies par deux soupapes 40 et 41 portées par une même tige 42, et, d'autre part, le relais électromagnétique par un électro-aimant 43 dans le circuit d'excitation duquel est intercalé un interrupteur asservi à la membrane 37, cet inter rupteur pouvant comporter un plot fixe 44 et un plot mobile 45 portés par la membrane 37, la tige 42 étant solidaire de l'élément mobile de l'électro aimant 43.
Lorsque l'opération est en cours, les éléments occupent les positions indiquées fig. 11. La soupape 40 est ouverte et elle est déterminée de façon que le passage du gaz autour de cette soupape ne crée pas de perte de charge importante, comparée à celle qui est créée par l'orifice 1 et par l'orifice de la pièce A. En même temps, la soupape 41 est fermée et isole la source de fluide neutre 39.A mesure que l'orifice de la pièce A augmente, la pression en 7 diminue, le ressort 38 devient prépondérant et, lorsque la pièce A a atteint sa cote définitive, le contact s'effectue entre les deux plots 44 et 45.
L'électro-aimant 43, dont le circuit d'excitation est ainsi fermé, entraîne les deux soupapes (jusqu'à la position montrée fig. 12). A ce moment, la soupape 40 interrompt l'ar rivée de gaz corrosif vers la pièce A en même temps que la soupape 41 s'ouvre en permettant l'envoi de fluide neutre par le compartiment 7b.
Etant donné les faibles dimensions que l'on aura soin de prévoir pour le compartiment 7b compris entre les soupapes 40 et 41 et la pièce A, cette der nière est presque immédiatement débarrassée de toute trace de produit corrosif et la réaction est instanta nément arrêtée.
L'opérateur dispose donc d'un certain temps pour enlever la pièce A de l'appareil, sans risquer de voir se prolonger l'action chimique du fluide sur ladite pièce.
La fig. 13 représente un appareil encore plus perfectionné qui, outre l'arrêt automatique du débit du fluide, permet l'éjection également automatique de la pièce à usiner.
Dans le cas particulier, on a supposé que la pièce à usiner étant la pièce A comportant un petit alésage cylindrique qui doit laisser s'écouler le même débit d'un certain fluide sous une pression déter minée qu'une pièce étalon analogue.
On suppose également que le fluide corrosif est un liquide. L'élément producteur de fluide sous pres sion constante est la capacité 16 avec son trop-plein 17 et son alimentation 19. A la base de cet élément, on retrouve la capacité 7 séparée de la capacité 16 par l'orifice de section constante 1.
La capacité 7 comporte un dispositif manomé- trique constitué par un diaphragme 37 tiré vers le bas par un ressort 38 contre l'action de la pression régnant dans la capacité 7.
Il y a lieu de signaler qu'il est souvent plus aisé de réaliser le diaphragme 37 de même que le ressort 38 en un matériau sensible à l'action corrosive du liquide employé.
A cet effet, on peut placer ces pièces au contact d'un liquide qui transmet la poussée hydrostatique, mais qui n'est pas miscible, ni attaquable par les liquides corrosifs. En particulier, si le liquide cor rosif est un acide courant, on peut employer comme liquide neutre des huiles silicones dont la densité est légèrement inférieure à celle des acides et qui, par conséquent, restent à la partie supérieure des capa cités dans lesquelles elles sont placées.
Sur la fig. 13, on a représenté, en effet, le ressort et le diaphragme au contact d'un liquide 46, tel que ces huiles silicones, représenté par des traits plus rapprochés que le reste du liquide, et un trait mixte 47 indique la limite de séparation des deux liquides.
On voit que, à aucun moment, malgré le dépla cement de la membrane 37, le liquide corrosif ne peut atteindre ni le ressort, ni la membrane.
La partie supérieure du diaphragme 37 porte un doigt 48 susceptible de coopérer avec un micro- contact 49 agissant sur l'électro-aimant 43.
Enfin, le compartiment 7b conduisant à la pièce A est contrôlé par une soupape 40 dont la queue débouche à l'extérieur de l'appareil en traversant un système presse-étoupe 50.
La pièce A est placée dans un alvéole ménagé dans un bras 51 susceptible de pivoter autour d'un axe 52. Un joint 53, fixe sur l'appareil, assure l'étan chéité entre la pièce A et le reste de l'appareil, obli geant la totalité du liquide corrosif qui s'échappe de l'appareil à traverser l'alésage de la pièce A.
Le bras 51 est solidaire d'un autre bras 51a qui reçoit un mouvement d'une bielle 54 accouplée à l'électro-aimant 43 et reliée également, par un levier 55 pivotant en 56, à la queue de la soupape 40. Un ressort 57 tend, en tirant ces pièces vers le bas, à maintenir la pièce A sur son joint 53, en même temps qu'à maintenir la soupape 40 ouverte. Un doigt 58, approximativement horizontal, et un verrou à res sort 59, ont des buts qui seront explicités plus loin. Un récipient 60 situé en dessous de la pièce A, lorsqu'elle occupe sa place normale, permet de re cevoir le liquide qui s'échappe de l'appareil.
Au début de l'opération, les éléments occupent les positions indiquées en trait plein fig. 13. Mais, lorsque l'alésage du corps A est suffisamment grand, la pression dans la capacité 7 baisse ; le ressort 38 devient prépondérant et le doigt 48 appuie sur le micro-contact 49, ce qui provoque la fermeture du circuit électrique dans l'électro-aimant 43, lequel attire à ce moment vers le haut la bielle 54. Ce mou vement a pour effet de provoquer, d'une part, la fer meture de la soupape 40, qui interrompt toute sortie possible de liquide vers l'extérieur de l'appareil, et, d'autre part, provoque le déplacement du bras 51 vers la position indiquée en trait mixte.
Ce bras 51 entraîne avec lui la pièce A à usiner et, en fin de course, cette dernière bute sur le doigt 58 qui la chasse de son alvéole et la fait tomber dans un réci pient convenablement situé. Avantageusement, ce ré cipient contient un liquide neutralisant qui fait arrê ter toute action chimique susceptible de modifier la cote de l'alésage, dès que la pièce est sortie de l'ap pareil. Il suffit à l'opérateur de replacer une pièce neuve dans l'alvéole du bras 51 qui aura conservé la position indiquée en trait mixte, grâce à l'action du verrou 59 et de libérer ce verrou pour que la nou velle pièce A reprenne sa position sur le joint 53, en même temps que la soupape 40 permettra de recom mencer l'opération sur la pièce nouvellement instal lée.
Le verrou 59 est en effet nécessaire, car dès que l'électro-aimant 43 aura provoqué la fermeture de la soupape 40, la pression dans la capacité 7 va se rétablir à une valeur telle que le contact est coupé dans le micro-contact 49, ce qui aurait tendance à remettre le bras 51 dans sa position horizontale. Or, il ne faut laisser faire cette opération que lorsque la pièce A aura été remplacée par une nouvelle.
Le récipient 60, situé dans l'axe de la pièce A en position d'usinage, sert à recueillir le liquide qui s'échappe à travers l'orifice de cette pièce. Ce liquide, en effet, doit être soigneusement récupéré, car il est en général nécessaire de le régénérer, puisque c'est un produit de combinaison entre le liquide corrosif lui-même et la pièce qui a été attaquée.
Sur la fig. 14, enfin, on a schématisé une dis position qui permet éventuellement une simplifica tion du dispositif de mesure.
En effet, lorsqu'on effectue un usinage chimique, les fluides utilisés sont en général extrêmement cor rosifs et nécessitent donc de fabriquer des dispositifs de mesure avec des matériaux qui résistent de façon permanente à l'action de ces fluides. Ces matériaux sont souvent difficiles à mettre au point, ou, s'ils existent, ils peuvent être coûteux ou difficiles à pré parer, et en particulier à fondre ou à usiner.
Aussi, on peut envisager un moyen de constituer le dispositif de mesure de façon qu'il fonctionne avec un fluide non corrosif, alors que le fluide corrosif continue à attaquer la pièce à usiner. Pour cela, il suffit d'intercaler, entre le fluide corrosif et le fluide qui traverse le dispositif de mesure, un troisième fluide qui est inattaquable par l'un et par l'autre et disposé pour qu'il ne soit pas miscible à l'un ou à l'autre.
Dans la fig. 14, on a supposé qu'il s'agissait de modifier les dimensions de l'orifice d'une pièce A en métal, par exemple en métal cuivreux, par l'action d'un liquide corrosif tel que l'acide azotique.
Pour éviter de faire traverser le dispositif de me sure par l'acide azotique, on construit l'ensemble de la façon suivante Le dispositif de mesure comporte un bac 16 et un orifice 1 à section constante en aval duquel se trouve un tube 2.1 qui permet de mesurer la hauteur manométrique du fluide qui s'écoule en aval de l'ori fice 1. L'aval de l'orifice 1 communique avec la partie inférieure d'une capacité 61, voisine d'une capacité 62, lesquelles communiquent par leur partie supérieure 63.
La capacité 62 communique par sa partie infé rieure avec une tubulure 64 en bout de laquelle est montée la pièce A qui est à attaquer chimiquement.
On remplit le bac 16 et la capacité 61 avec un liquide neutre tel que de l'eau et la capacité 62 avec le liquide corrosif.
A la partie supérieure 63 des deux capacités com municantes 61 et 62, on place un liquide tampon inattaquable par le liquide corrosif (acide azotique) et non miscible à lui, en général par suite des diffé- rences de densité, alors que ce même liquide tampon est inattaquable et non miscible au liquide neutre (eau).
Parmi les corps pouvant remplir les conditions fixées ci-dessus pour le liquide tampon, on peut mentionner les huiles silicones dont la densité est inférieure à celle de l'eau et à celle de l'acide azo- tique, ce qui permet à ces liquides tampon de se maintenir constamment à la partie supérieure 63 des susdites. capacités. Un robinet 65 permet-éven- tuellement, de purger l'air ou les gaz qui se seraient amassés à la partie supérieure 63, car, pour effectuer une mesure précise du débit du fluide, il faut éviter la présence d'un corps compressible entre le dispo sitif de mesure et l'orifice de la pièce A.
Le robinet à trois voies 66 permet de couper l'alimentation en liquide corrosif de la tubulure 64 et d'amener de l'eau dans la tubulure 64 pour neutra liser immédiatement l'action du liquide corrosif lors que la pièce A a atteint la dimension désirée.
Un robinet 67, qui permet de faire communiquer la capacité 62 avec un réservoir 68, rempli de liquide corrosif, permet d'effectuer le remplissage de cette capacité 62 après chaque opération.
En effet, pour effectuer une opération d'usinage, on part d'un appareil dans l'état où il se trouve sur la fig. 14. Le contenu de la capacité 61 comprend une certaine proportion d'eau et une proportion impor tante de liquide tampon, tandis que le contenu de la capacité 62 comporte une proportion importante de liquide corrosif et peu de liquide tampon.
Après remplissage de la capacité 62 par le liquide corrosif, on isole le réservoir 68 du reste de l'appa reil à l'aide du robinet 67. De même, le robinet 66 est mis dans la position pour laquelle il coupe l'arri vée de l'eau.
A ce moment, on peut faire passer le fluide cor rosif à travers l'orifice de la pièce A et il est bien évident que le niveau de séparation des deux liquides contenus dans la capacité 62 va descendre, en même temps que le niveau de séparation des deux liquides contenus dans la capacité 61 va monter d'une hau teur correspondante.
Ce décalage permet de mesurer le débit du fluide qui s'écoule à travers l'orifice de la pièce A, débit qui est évidemment le même que celui qui s'écoule à travers l'orifice 1.
Ce débit peut être mesuré soit directement, soit par une indication manométrique, par lecture du niveau sur le tube vertical 21 et l'on peut admettre, par avance, que la cote de l'orifice de la pièce A sera correcte par exemple lorsque le niveau dans le tube 21 descendra à l'endroit indiqué par la flèche f.
A ce moment, on arrête l'opération en ouvrant le robinet 66 qui isole la pièce A du liquide corrosif et y amène de l'eau pour arrêter toute action chi mique.
A ce moment, le niveau de séparation des deux liquides dans la capacité 62 a considérablement baissé et on ne pourrait pas recommencer plusieurs opéra tions analogues à la précédente si on ne prenait pas la précaution de ramener ce niveau à la partie supé rieure de la capacité 62.
C'est à cet effet que l'on utilise le réservoir 68 qui, après ouverture du robinet 67, rétablit le niveau dans la capacité 62 en refoulant le liquide tampon et le liquide contenu dans la capacité 61 pour réta blir les conditions de la fig. 14.