Dispositif d'amenée d'un gaz sous pression dans un organe rotatif portant un mécanisme à commande pneumatique L'objet de la présente invention est un dispositif d'amenée d'un gaz sous pression dans un organe rotatif portant un mécanisme à commande pneuma tique, comprenant une bague de distribution immo bile en rotation et présentant au moins un canal de distribution du gaz sous pression, cette bague étant montée sur une portée de l'organe rotatif, qui pré sente au moins un canal collecteur en communication avec celui de la bague de distribution.
On connaît de tels dispositifs qui nécessitent évidemment la présence d'un joint étanche entre la bague de distribution et l'organe rotatif, pour assurer la transmission du gaz sous pression du ou des canaux de la bague de distribution au ou aux canaux collecteurs de l'organe rotatif. Dans ces dispositifs connus, l'étanchéité de ce joint est assurée par un filin ou tout au moins des filets d'huile ou de graisse.
Si cette étanchéité donne satisfaction dans les cas où l'organe rotatif tourne à des vitesses de l'ordre de 5000 t/min., ce n'est plus le cas lorsque cet organe tourne à plus dé 10 000 t/min.
La présente invention vise à combler cette lacune. A cet effet, le dispositif selon l'invention est caracté risé par un coussin porteur de gaz comprimé, qui sépare la bague de distribution de l'organe rotatif sur une portée duquel cette bague est montée.
A ce sujet on constate que le film gazeux, qui assure la sustentation de la bague de distribution autour de l'organe rotatif, permet de transmettre le gaz sous pression au mécanisme à commande pneu matique de l'organe rotatif pratiquement sans perte.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif selon l'invention. Les fig. 1 et 2 sont des coupes axiales selon les lignes I-1 et II-II de la fig. 3, et la fig. 3 est une coupe perpendiculaire à l'axe, selon la ligne III-III de la fig. 1.
Le dispositif représenté au dessin fait partie de la poupée d'un tour automatique à poupée mobile. Son organe rotatif est constitué par la broche 1 de cette poupée, qui a une forme tubulaire et dans laquelle on peut engager des barres à usiner. Ces dernières tra versent la broche 1 dans toute sa longueur. Elles sont fixées à la broche à son extrémité antérieure, située vers la gauche dans la fig. 1, par une pince (non représentée). Sur la broche est clavetée une poulie 2 qui permet de l'entraîner en rotation. Le tour com prend des moyens (non représentés) pour déplacer la poupée mobile et, par conséquent, la broche 1 alter nativement vers la gauche dans la fig. 1, pendant l'usinage d'une pièce dans l'extrémité antérieure de la barre, puis vers la droite à la fin d'un cycle d'usinage.
Avant chaque mouvement de recul de la broche, la pince s'ouvre, de sorte que la barre reste dans la position axiale qu'elle a atteinte à la fin du mouve ment d'avance précédent. La pince se referme sur la barre au moment où le mouvement de recul de la broche est terminé et où, par conséquent, un nouveau cycle d'usinage peut commencer.
Les mouvements d'ouverture et de fermeture de la pince sont provoqués par les déplacements axiaux d'un manchon 3 logé dans la broche 1 et qui fait glisser une face intérieure tronconique sur une face tronconique correspondante que présente la pince. Une pince de ce type est représentée, notamment, dans le brevet suisse No 350854. Le manchon 3 est sollicité vers la droite, dans la fig. 1, par un puissant ressort (non représenté) logé dans la broche 1, à l'avant du manchon 3. L'extrémité postérieure de ce manchon 3 appuie contre des becs 4 que présentent des chiens 5 pivotés autour d'axes 6 perpendiculaires à l'axe de la broche 1. Comme on le voit au dessin, les chiens 5 sont engagés dans la poulie 2 et cette dernière porte les axes 6.
Les becs 4 traversent les parois de la broche 1 par des fentes 7 diamétralement opposées. La poulie 2 est ajustée sur la broche 1 et sa position axiale peut être réglée au moyen d'un écrou 8. Chaque chien 5 présente un bras 9 qui s'étend vers l'avant. Un manchon 10 est engagé librement sur la broche 1, devant les chiens 5. Il pré sente une face postérieure tronconique 10a, qui est destinée à entrer en contact avec l'extrémité des bras 9. Lorsque le manchon 10 se déplace vers la droite, dans la fig. 1, les chiens 5 pivotent autour des axes 6 jusque dans la position de la fig. 2 et les becs 4 déplacent le manchon 3 vers la gauche en fermant la pince. Un déplacement du manchon 10 vers la gauche de la position de la fig. 2 jusque dans celle de la fig. 1, a pour effet de libérer les chiens 5.
Le manchon 3 se déplace alors vers la droite sous l'action de son ressort, ce qui provoque l'ouverture de la pince.
Le dispositif représenté au dessin comprend des moyens pour actionner le manchon 10 pneumatique- ment. Ces moyens comprennent un cylindre 11 fixé sur la broche 1 par des vis 12 et fermé du côté des chiens 5 par un couvercle annulaire 13 fixé au cylindre 11 par des vis 14. L'ouverture centrale de ce couvercle est engagée à frottement doux sur le man chon 10. Une partie du manchon 10 s'étend ainsi à l'intérieur du cylindre 11. Cette partie du manchon présente une collerette qui s'étend jusqu'à la paroi interne du cylindre 11 et forme la tête d'un piston 15 capable de coulisser axialement dans ce cylindre 11, vers la gauche ou vers la droite.
Les mouvements du piston 15 et, par conséquent, du manchon 10 sont commandés par un gaz sous pression, qui, dans le cas particulier, est de l'air comprimé. Pour cela, le cylin dre 11 présente deux canaux collecteurs, constitués par des rainures annulaires 17 et 18 de profil rectan gulaire, qui sont pratiquées dans sa face cylindrique externe 16 et par des forures axiales 19, 21 et radiales 20, 22, qui sont percées dans les parois du cylindre 11. Chacun des canaux 17, 19, 20 et 18, 21, 22 communique avec l'une des extrémités de la chambre intérieure du cylindre 11.
Une bague de distribution fixe, comprenant deux anneaux coaxiaux 23 et 24, en forme de couronnes cylindriques et chassés l'un dans l'autre, ainsi qu'un organe 25 vissé sur l'anneau 24, est montée sur la portée 16 du cylindre 11. Cette bague lest solidaire axialement de la broche 1. Elle est engagée dans ce but entre un rebord 11a que présente le cylindre 11 à sa partie antérieure et la périphérie de la bague 13. La face interne de l'anneau 23 est ajustée avec un léger jeu sur la portée 16, de sorte que le cylindre 11 peut tourner sans frottement avec la broche 1, dans la bague de distribution fixe (23, 24, 25). L'anneau 23 présente en outre deux rainures annulaires 26 et 28 pratiquées dans sa face interne, en regard, respective ment des rainures 17 et 18 du cylindre 11.
Chacune des rainures 17 et 18 forme ainsi, avec la rainure correspondante 26, 28 un conduit annulaire fermé, limité en partie par l'anneau 23 et en partie par le cylindre 11. Chacune des rainures 26 et 28 est reliée par des forures 27 et 29 respectivement à un loge ment 30 et à un logement 31, ces logements étant pratiqués dans l'organe 25 et étant taraudés de façon à pouvoir être raccordés chacun à un tube flexible (non représenté) amenant de l'air comprimé depuis une source (non représentée). Cette source est équipée d'une vanne de commande permettant d'ali menter alternativement l'un ou l'autre desdits tubes, celui qui n'est pas alimenté étant mis en communica tion avec l'atmosphère.
Pour assurer le centrage de la bague de distribu tion (23, 24, 25) sur la portée 16, un coussin d'air comprimé est formé entre ces deux éléments. L'or gane 25 présente à cet effet un troisième logement taraudé 32, qui est relié directement à la source d'air comprimé. Ce logement communique par des foru- res 33 et 34 avec trois rainures annulaires 35, 36, 37 pratiquées dans la face interne de l'anneau 24. Ces rainures sont décalées axialement par rapport aux conduits annulaires (17, 26) et (18, 28). L'une d'elles s'étend entre ces conduits, et les deux autres de part et d'autre de ces derniers.
Des trous radiaux 38, régulièrement répartis sur tout le pourtour de l'an neau 23 et pratiqués dans le fond des rainures 35, 36, 37 font communiquer ces dernières avec la face interne de l'anneau 23. Dans chacun de ces trous 38 est chassée une buse d'injection 39, pourvue d'un canal central étroit, à travers lequel un jet d'air com primé est envoyé dans l'espace compris entre l'an neau 23 et le cylindre 11 et assure ainsi la formation d'un coussin d'air entre ces deux organes. Ce coussin d'air s'écoule vers l'extérieur aux deux extrémités de l'anneau 23. Il maintient la bague de distribution (23, 24, 25) centrée par rapport au cylindre 11 et permet à ce dernier de tourner sans entrer en contact avec cette bague.
En outre, ce film d'air empêche l'air qui circule dans les conduits annulaires fermés, formés respectivement par les rainures 17 et 26 et 18 et 28 de s'écouler ailleurs que dans les forures 19, 20, 21, 22, qui mettent ces conduits annulaires en communi cation avec l'intérieur du cylindre 11.
Pour actionner le manchon 10, il suffit de ma- nouvrer la vanne de commande de l'air comprimé de façon à amener cet air sur l'une ou sur l'autre des faces du piston 15. Lorsqu'on admet l'air sur la face gauche du piston 15, ce dernier se déplace vers la droite en soulevant les chiens 5. La force axiale exercée par l'air comprimé sur la face gauche du piston est transmise par le manchon 10 aux chiens 5. Par l'intermédiaire des axes 6, de la poulie 2 et de l'écrou 8, elle est également transmise à la broche 1.
Toutefois, à cette poussée correspond une réaction de même valeur, dirigée dans l'autre sens, qui résulte de la pression exercée par l'air comprimé sur la face antérieure interne du cylindre 11, de sorte que les paliers (non représentés) de la broche 1 ne subissent aucune poussée axiale. Lors d'un déplacement du manchon 10 vers la gauche, la poussée exercée par l'air sur le piston 15 correspond à celle qui est néces saire pour vaincre la résistance au frottement des extrémités des bras 9 appuyant radialement sur le manchon 10. Cette force de frottement tend à entraî ner la broche vers la gauche, mais la pression de l'air sur la face interne de la bague 13, qui est dirigée vers la droite, la compense exactement.
Le dispositif décrit présente donc l'avantage d'évi ter toute poussée axiale sur la broche, autre que celle qui résulte de l'action des outils travaillant en bout sur l'extrémité de la barre à usiner.
Le dispositif décrit a aussi l'avantage de ne pas encombrer la poupée. La vanne qui alimente alterna tivement les tubes connectés aux logements 30, 31 est commandée à partir d'une came montée de façon connue sur l'arbre à cames du tour. En variante, elle pourrait aussi être commandée de façon différente, par exemple, électriquement. Au lieu d'être comman dée par une seule vanne, la distribution de l'air com primé pourrait être aussi commandée par plusieurs vannes distinctes. La ou les vannes de commande, de même que la source d'air comprimé peuvent être placées en un endroit quelconque du tour. Ces orga nes ne doivent donc pas nécessairement être montés sur la poupée.
Le dispositif décrit a enfin l'avantage de pouvoir être adapté à des tours de construction standard, sans nécessiter de modifications essentielles de ceux-ci.