Brevet FR2005509A1 — publié le 19691212

î 2005509 La présente invention se rapporté à un procédé pour le réglage fin de parties d'une machine-outil, par exemple, d'une butée, d'un coulisseau, d'un porte-outil ou de parties analogues, ainsi qu'à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce 5 procédé. Le réglage fin de ces parties s'effectue généralement de manière que des erreurs qui apparaissent lors de l'usinage d'une pièce par suite de tolérances des parties constitutives d'une machine-outil, par suite d'une usure de 1*outil ou 10 suite de variations de température ou qai sont produites par des forces extérieures lors de l'usinage d'usé pièce ou par d'autres causes au eours dé l'opération dHisinage, soient réduites ou soient même éliminées» Pour le réglage fin, on a déjà proposé des servo-15 moteurs pneumatiques et des porte-outil . Ces dispositifs présentent tous l'inconvénient- d*être relativement encombrants, ce qui fait qu'il est nécessaire de tenir compte du moatag© de tels dispositifs de eorrection, déjà lors de la construetios des machines-outils. Un montage ultérieur de tels dispositifs de corree-20 tion présente des difficultés considérables et par expérience, on peut affirmer que ce montage e&t même fréquemment impossible» Pour des raisons économiques? le remplacement de ces machines-outils par dé nouvelles machines-outils équipées de tels dispositifs de correction n'est pas possible, 25 La présente invention vise à remédier à ces is- convénients par un nouveau procédé pour le réglage fin de parties d'une machine-outil, conçu de manière que les dispositifs pour la mise en oeuvre du procédé puissent être montés sur toute machine-outil déjà existante. 50 En partant du fait qu'une énergie auxiliaire peut être transformée en pression de travail hydraulique au moyen d'un amplificateur, on obtient ce résultat, selon l'invention, par le fait q.ue l'on effectue la transformation de l'énergie auxiliaire, de préférence pneumatique en pression de travail hydraulique de 35 façon séparée dans l'espace du servo-moteur proprement dit et par le fait que l'on amène la pression de travail ainsi produite au servo-moteur par des ftanalisations mobiles. Il est ainsi passible de transformer la pression de commande pneumatique fournie par un régulateur, dans un poste 40 de transformation particulier q.ui peut être monté en un endroit 69 09928 2 2005509 quelconque à l1 extérieur de la machine—outil ou au voisinage immédiat de cette dernière, en une haute pression de travail hydraulique qui est envoyée au servo-moteur coopérant avec la partie de la machine-outil, sur laquelle doit être opéré le ré-5 glage fin. la haute pression de travail hydraulique permet de produire des forces relativement importantes sous un encombrement réduit, ce qui fait que les servo-moteurs peuvent être réalisés de façon compacte et peuvent ainsi être moatés sur toute machine- QUtilo 10 Suivant une autre caractéristique de l'invention, on transforme l'énergie auxiliaire par cycles de travail successifs en une pression de travail supérieure d'un facteur 100 à 1000 et on amène le servo-moteurs de préférence pendant les intervalles de repos* de la position de travail qu'il a prise sous 15 1*effet de la- pression de travail, à la position de repos. On surveille les fuites du fluide sous pression et dans le cas où. ces fuites dépassent une valeur limite prédéterminée, on les compense pendant le retour du servo-moteur à sa position de repas, par un nouvel apport de fluide soua pression. 20 II est ainsi possible de contrôler de façon sûre l^influenee du frottement dans le poste de transformation et dans le servo-moteur, ainsi que des effets &?®xcursion des pistons» Suivant un mode de réalisation préféré de l'in-25 vention, on maintient la pression de travail, à l'aide d'un système d'asservissement, proportionnelle à la pression de l'énergie auxiliaire pneumatique. Un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé est caractérisé, selon 1'invention, par un boîtier à mem-30 brane solidaire d'un cylindre hydraulique et dont le plateau de membrane comporte un piston pénétrant de façon étanche dans le compartiment sous pression du cylindre hydraulique, et par un servo-moteur actionnant une butée, un coulisseau, un porte-outil ou un élément analogue, ce servo-moteur étant relié au com-35 partiment sous pression par une canalisation mobile sous pression. Le boîtier à membrane solidaire du cylindre hydraulique, le piston ainsi que les raccords pour la canalisation dFarrivée de l'énergie auxiliaire et pour la canalisation mobile sous pression constituent le poste de transformation déjà men-40 tionné, susceptible d1être monté di façon séparée dans l'espace 69 09928 3 2005509 du servo-moteur actionnant, par exemple une butée. Un mode de réalisation préféré du dispositif servant à la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention est caractérisé par un boîtier à membrane solidaire d'un cylindre 5 hydraulique et dont le plateau de membrane comporte un piston pénétrant de façon étanche dans le compartiment sous pression du cylindre hydraulique, par un servo moteur actionnant une butée, un coulisseau, un porte-outil ou un élément analogue, ce servomoteur étant relié au compartiment sous pression par une canali-10 sation mobile sous pression, et par un système à buse-palette relié au compartiment sous pression et dont la buse reliée au côté sous pression du boîtier à membrane est portée par un soufflet élastique sollicité par un ressort et soumis à la pression de l'énergie auxiliaire pneumatique» 15 Dans ce dispositif, un équilibre s'établit entre la pression pneumatique dans le boîtier à membrane et la pression hydraulique dans le compartiment sous pression, et cela indépendamment du frottement qui se produit lors du déplacement du piston» 20 La canalisation mobile sous pression est, de pré férence un tube capillaire métallique enroulé en nélice, tandis que la butée est portée dans le cas le plus simple par un tube ondulé élastique, relié de façon étanche au compartiment sous pression par la canalisation sous pression. Cependant, la butée 25 peut également 8tre portée par un piston dont le cylindre communiquant avec la canalisation mobile sous pression est obturé frontalement par un ressort rigide sollicitant le piston, par exemple par une ou plusieurs rondelles Beileville» Suivant un autre mode de réalisation de l'inven-30 tion la butée peut également être portée par un élément de jonction comportant plusieurs tubes élastiques montés en parallèle quant à leur action et communiquant avec la canalisation mobile sous pression, cet élément de jonction étant assujetti par des ressorts rigides à un autre élément de jonction contre lequel 35 portent les tubes élastiques. Pour la description plus détaillée de l'objet de l'invention, on va se référer au dessin annexé qui représente sehématiquement plusieurs exemples de réalisation non limitatifs du dispositif conforme à l'invention ; sur ce dessin : 40 - " la figure 1 représente un premier mode de 69 09928 4 2005509 réalisation du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention ; la figure 2 représente Un exemple de réalisation d'une butée pour le dispositif de la figure 1 } ^ la figure 3 est une coupe suivant A-A de la fi gure 2 ; les figures 4 à 7 représentent d'autres exemples de réalisation d'une butée pour le dispositif selon la figure 1 ; la figure 8 représente un second mode de réali-]_ sation tu dispositif pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention ; la figure 9 représente un autre exemple de réalisation d'une butée pour les dispositifs suivant les figures 1 à 8c Dans le dispositif représenté sur la figure 1, une membrane 2 s'appuyant sur un plateau de membrane rigide 3 est fixée dans un boîtier à membrane 1. le boîtier à membrane est solidaire d'un cylindre hydraulique 4o Un piston 5 placé dans le cylindre est relié par une tige de piston 6 au plateau 2q de membrane et il est isolé hermétiquement à l'aide d'un tube élastique 8 par rapport au compartiment hydraulique sous pression 7<> Une canalisation mobile sous pression 9 relie le compartiment sous pression 7 rempli de liquide hydraulique à une butée de réglage fin 10» Cette butée sert à limiter de façon 2ÇJ précise la course de travail d'outils ou de pièces lors de l'usinage ou formage à l'aide d'une machine-outil non représentée, afin d'éliminer les erreurs apparaissant au cours de l'usinage ou formage» la butée 10 se compose d'un tube élastique rigide 11 obturé à l'une des faces frontales par une pièce de raccordement 12 et à l'autre face frontale par la tête de butée 13 proprement dite. Dans le cas où l'on envoie de la"pression pneumatique dans le boîtier à membrane 1 en fonction d'un dispositif ^ non représenté, déterminant lesdites erreurs, tel qu'il est décrit, par exemple dans les-brevet, français n°"1.460.139 et 1.518.14-2 le plateau de membrane 3 exerce une pression sur le piston 5, en passant par la tige de piston 6 et "produit une pression hydraulique amplifiée dans le rapport de la surface de la membrane par la surface du piston, cette pression agissant par la 69 09928 5 2005509 canalisation de liaison également sur la tête de butée 13. la rigidité du tube élastique 11 est choisie de manière que la tête de butée exécute de très faibles courses, comme cela est désiréo Dans le cas où. les pressions hydrauliques ne 5 sont pas trop élevées, on peut utiliser un tube élastique 20 u-suel dans le commerce, représenté sur les figures 2 et 3, ce tube étant brasé à une pièce de raccordement 21. l'autre face frontale est obturée par un fond 22 fixé également par brasageo Un capuehon 23 formant la tête de butée est engagé sur le tube 10 élastique 20 et se trouve relié par un pas de vis à la pièce de raccordement 21. la partie tubulaire du capuchon comporte des fentes 24 pratiquées en croix et elle est ainsi élastiquemeirfc mobile en direction longitudinale» Dans 1*exemple de réalisation représenté sur la 15 figure 4, la têts de butée porte la référence 28 et fait partie d'un ressort 26 en forme de tige, dont loutre extrémité constitue la pièce de raccordement portant la référença 27» le tubs élastique 29 est engagé sur la tête de butée 28 st se trouve relié par brasage à cette tête ainsi qu'à la pièce d® ra c c or d q me at t 20 Pour des pressions hydrauliques plus élevées,, oa prévoit un tube élastique 30 à forte épaisseur de paroi et à ondes plates, la rigidité de ee tube étant telle qu'il puisse supporter en même temps aussi bien les mouvesneats axiaux que les efforts axiaux (voir figure 5). la tête de buté© 23 et la pièce 25 de raccordement 21 sont reliées directement au tube élastique 30. Pour des pressions très élevées9 le tuba élastique 30 est fabriqué par.enlèvement de copeaux et présente la forme selon la figure 6. la tête de butée et la pièce de connexion 21 sont reliées par des pas de vis aux faces frontales de ce tube, 30 -Au lieu des butées de réglage fin comportant un compartiment sous pression fermé de façon hermétique et un tube élastique permettant un mouvement longitudinal, on a prévu dans l'exemple de réalisation selon la figure 7, en tant que support de la tête de butée 44, un piston 43 coulissant dans un compar-55 timent de cylindre 42. le piston 43 s'appuie contre une rondelle Belleville 45 fixée dans sa position par la face frontale rabattue d'un cylindre 46 renfermant le compartiment de cylindre 42. Pour assurer un meilleur appui à la rondelle Belleville, on a prévu une bague 47 qui peut également être remplacée par plusieurs 40 rondelles Belleville ou par d'autres ressorts, et un joint 69 09928 6 2005509 torique élastique 48 assure 1'étanchéité du piston 43* la pression de travail arrivant par la canalisatioa mobile sous pression 9 est transmise au compartiment de sylindre 42 au moyen d'un raccord à vis 40, en passant par ues vis de réglage gros-5 sier 41« la figure 9 représents finalement un exemple de réalisation d'une "butée dont la tlte do butés 23 est portée par îib élément de jonction 34 comportant plagiera:s tubes élastiques 31? 32 et 33 montés en parallèle qaast à l®ar action» mais dis-10 posés en série dans 1'espace, cet- élément âs jonction étant assujetti par des ressorts rigides 35 à ur satre élémènt de jonction 36 contre lequel portent les tubes élastiques« la pression de travail est amenée sn commun à tous Igs' tubes élastiques par as canal de liaison 37-15 la description qui précède met en évidence que ia pression de travail hydraulique est produite,non pas dans la "butée de réglage fin, mais de façon séparée dans l'espace de cette butée, dans le compartiment sous pression relié au boîtier à membrane, par le mouvement du pistoe 5 dont llétanchéité est 20 assurée par un tube élastique. Ces éléments constitutifs forment lo poste de transformation déjà aeatloasé qai peut être disposé sa un endroit prévu à cet effet sur la ss&eMae-oatil ou qui paat sème être monté séparément de caiis s^eMne-outil. la pression de* travail arrive alors à la butée 25 par la canalisation mobile sous pression 3■- l'agencement est cosçu de manière que la butée 10 soit à la fin de chaque cycle de travail, à sa position estrlsa petit être amené® de cette dernière à sa position de travail,, Ppre conséquent, le frottement n'agit toujours que dans un seul soaa et si ce frottement 30 reste constant, il n'a pas d'influence b$x le positionnement de la butée® Pour des pressions hydrauliq'v-:'^ t>1hs élevées, il faut assurer l'étanchéité du piston 5? com«M décrit plus erv détail par la suite., à l'aide de joints d'étanchéité ou par un rodage du piston avec un faible jeu dans le cylindre formant le compar-35 timent sous pression» Dans le. premier cas5 un certain frottement est inévitable, dans le second cas le frottement peut être rendu pratiquement nul par rotation du piston» Cependant, il faut alors . compenser les fuites inévitables» A cet effet, il faut ramener le piston de pression entièrement à sa position de repos après 40 chaque cycle de travail et aspire:' du. liquide sous pression par BAD ORIGINAL 69 09928 i 2005509 an clapet de retenue non représenté. Cependant, il est également possible de déclencher, par le déplacement du piston sous l'effet des fuites, un mécanisme de remplissage non représenté qui remplit de nouveau entièrement le compartiment sous pression 5 lorsque le piston 5 se trouve à l'état de repos. Du fait qu'il n'est jamais possible d'empêcher entièrement, à l'aide de moyens simples, un frottement entre des pièces mobiles, on prévoit, suivant un second exemple de réalisation de l'invention représenté sur la figure 8, un asservisse-10 ment pneumatique pour éliminer l'influence du frottement sur le réglage fin de la butée» Ici également, une membrane 51 est fixée entre des plateaux de membrane 52 qui sont reliés à leur tour à un piston 53* le piston pénètre dans un vase sous pression 54 et son étanchéité est assurée par une garniture 55 qui peut être 15 sollicitée à l'aide de vis 57» en passant par un presse-étoupe 56. le compartiment sous pression 58 communique par une canalisation mobile sous pression 59 avec une butée de réglage fin 60 du type décrit ci-dessus.Un ressort Bôurdon 61 relié au compartiment sous pression 58 est fixé au vase sous pression 54*le ressort Bourdon 20 porte à son extrémité la palette 62 d'un système à buse-palette dont la buse 63 est fixée à un soufflet élastique 64 sollicité par un ressort 65. la buse 63 est reliée par une canalisation mobile 66 à une canalisation de cascade 67 menant vers le boîtier à membrane 68. Une canalisation d'arrivée d'air 68 donne en pas-25 sant par un détendeur 69, dans la canalisation de cascade 67. là mode de fonctionnement de ce dispositif est le suivant : lorsqu'une pression pneumatique est envoyée par une canalisation d'impulsions 70 dans le soufflet élastique 64, 30 ce dernier se dilate à l1encontre de la force du ressert 65 et réduit ainsi l'écartement de la buse 63 à la palette 62. Cela entraîne une augmentation de la pression dans la canalisation de cascade 67 et, par conséquent, de la force agissant par la membrane 51 sur le piston 53* Il en résulte une augmentation de la 35 pression hydraulique dans le compartiment sous pression 58 et, en passant par la canalisation mobile 59, également dans la butée 60o Sous l'effet de la pression plus élevée, le ressort Bourdon 61 se redresse quelque peu, ce qui fait que la palette 62 s'écarte 69 09928 8 2005509 de la "buse 63. Il s'établit ainsi un état d'équilibre entre la pression hydraulique dans le compartiment sous pression 58 et la pression pneumatique dans la conduite d'impulsions 70, et cela indépendamment du frottement qui se produit pendant le mouvement 5 du piston 53» Pa£ conséquent, la butée 60 effectue de très faibles courses, de façon proportionnelle à la pression de l'énergie auxiliaire pneumatique, la pression de travail hydraulique étant supérieure à la pression de l'énergie auxiliaire pneumatique d'un facteur compris entre 100 et 1000. 69 09928 9 2005509 REVENDICATIONS 1. Procédé pour ie réglage fin, avec commande par fluide sous pression, de parties d'une machine-outil, par exemple d'une butée, d'un coulisseau, d'un porte-outil ou d'un 5 élément analogue, une énergie auxiliaire de préférence pneumatique étant transformée par un amplificateur en une pression de travail ûydraulique, caractérisé par le fait que l'on transforme l'énergie auxiliaire en pression de travail de façon séparée dans l'espace du servo-moteur proprement dit «t que l'on amène 10 la pression de travail ainsi produite au servo-moteur par des canalisations mobiles. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que I'ob transforme l5écargie auxiliaire par cycles de travail successifs en une pression de travail supé- 15 rie Lire d'un facteur 100 à 1000 et que l'on ramène le servo-moteur pendant les intervalles de repos, de la positioa de travail qu'il a pris sous l'effet de la pression de travail^ à la position de repos. 3. Procédé suivant les revendications 1 et 2, 20 caractérisé par le fait que l'on surveille les fuites du fluido sous pression et qu'on les compease par apport de fluide sous pression, pendant le retour du servo-moteur à sa position de repos, dans le cas où ces pertes dépassent une valeur limite prédéterminée» 25 4. Procédé suivant les revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'on maintient la pression de travail, à l'aide d'un système d'asservissement, proportionnelle à la pression de l'énergie auxiliaire pneumatique» 5. Dispositif pour la mise en oeuvre du pro-30 cédé suivant les revendications 1 à 3, caractérisé par un boîtier à membrane solidaire d'un cylindre hydraulique et dont le plateau de membrane comporte un piston s'engageant de façon é-tanche dans le compartiment sous pression du cylindre hydraulique, et par un servo-moteur actionnant une butée, un coulisseau, 35 un porte-outil ou un élément analogue et relié au compartiment sous pression par une canalisation mobile sous pression» 6» Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant les revendications 1 à 4, caractérisé par un boîtier à membrane solidaire d'un cylindre hydraulique et dont le pla-40 teau de membrane comporte un piston pénétraùt de façon étanche 69 09928 10 2005509 dans le compartiment sous pression du cylladre hydraulique, par un servo-moteur actionnant une butée, r.n coulisseau, un porte-outil ou un élément analogue et relié au compartiment sous pression par une canalisation mobile sous pression, et par un systè-5 me à buse-palette relié au compartiment -c pression et dont la buse, reliée au coté sous pression du boîtier à membrane, est portée par un soufflet élastique sollicité par un ressort et soumis à la pression auxiliaire pnemiat:'.çtk.e« 7c Dispositif suivant le? revendications 5 fit 6 10 caractérisé par le fait que la conduit© mobile sous pression est constituée par un tube capillaire métallique enroulé en hélice 80 Dispositif suivacst. revendications 5 et 6 caractérisé par le fait que la buté© ac+iocflée par le servomoteur est portée par un tube ondulé elastique, relié de façon 15 é-canche au compartiment sous pressica et» passant par la canalisation sous pression (figures 1, 5 et 6/o 9o Dispositif suivant les revendications 5 et 6 caractérisé par le fait que la butée aetiounée par le servomoteur est constituée par la face frontale dfun ressort rigide 20 se présentant sous la forme d'an tobe contre la face in térieure frontale duquel s'appuie un tuoe ^tidulé communiquant avec la canalisation mobile sous pressioa (figure 2). 10. Dispositif suivaa*2 X-3à revendications 5 et 6y caractérisé par le fait que la butéy actionnée par le servo-25 moteur est portée par un ressort en forme de tige, disposé à l'intérieur d'un tube élastique oomnuiii^asat avec la canalisation mobile sous pression (figure 4}o 11o Dispositif suivant le4 revendications 5 et 69 caractérisé par le fait que la butée actionnée par le servo-30 moteur est portée par un piston dont le communiquant avec la canalisation mobile sous pression•* obturé frontale-meut par un ressort rigide sollicitant le piston (figure 7)0 12. Dispositif suivant I33 revendications 5, 6 et 11, caractérisé par le fait que le ressort précité est un 35 ressort tubulaire entourant la cylindre 35 ...oat le collet frontal s'appuie contre le piston (figure 2), 13. Dispositif suivant la revendication 12, caractérisé par le fait que le ressort tabulaire comporte des é-videments augmentant son élasticité, par exemple des trous ou 40 des fentes traversant sa paroi ".a .érale (figure 2)„ BAD ORIGINAL" 69 09928 ii 2005509 14o Dispositif suivant la revendication 13» caractérisé par le fait que le ressort précité se compose d'une ou plusieurs rondelles Belleville. 15. . Dispositif suivant les revendications 5 et 6, 5 caractérisé par le fait que la butée actionnée par le servo-moteur est constituée par l'organe de fermeture frontal à vis d'une partie tubulaire tournante, formant un ressort rigide,, dont la face frontale opposée est reliée par un autre raccordvis à la canalisation mobile sous pression. 10 16. Dispositif suivant les revendications 5 et 6, caractérisé par le fait que la butée actionnée par le servomoteur est reliée à un élément de jonction portant plusieurs tubes élastiques montés en parallèle quant à leur action et communiquant avec la canalisation mobile sous pression, cet élé-15 ment de jonction étant assujetti par des ressorts rigides à un> autre élément de jonction contre lequel portent les tubes élastiques (figure 9).