Brevet FR2010573A1 — publié le 19700220

La présente invention concerne les machines de perçage pour aléser les surfaces internes de bagues de paliers ou de coussinets cylindriques ou semi-cylindriques. Il est connu, dans les machines de perçage 5 conçues dans ce but,de prévoir une barre d'alésage qui est fixée à l'une de ses extrémités à l'arbre d'un moteur électrique à grande vitesse et qui possède un ou plusieurs couteaux radiaux et est supportée dans un palier situé entre le moteur et les couteaux. Aux hautes vitesses de "rotation' employées dans de telles machines, 10 par exemple de 10 000 à 30 000 tours minute, tout jeu dais le.palier dû à l'usure a pour effet de faire tourner la barre d'alésage selon un trajet excentrique. Dans le but de remédier à.cet inconvénient, il' a déjà été proposé dans le brevet anglais n° 979 098 de supporter l'extrémité de la barre d'alésage la plus éloignée du moteur 15 électrique dans un palier additionnel. Cependant, il a été découvert que, à moins que l'axe du palier additionnel et l'axe des paliers de l'arbre moteur soient parfaitement alignés, ce qui représente une opération très difficile et longue à réaliser, la surface interne d'un palierou 20 coussinet taillée par la machine de perçage tend à présenter des ondulations. Dans le brevet anglais n° 1 065 039, il est proposé pour remédier à cette difficulté, de placer un joint universel entre la barre d'alésage et l'arbre du moteur électrique afin de compenser le défaut d'alignement entre l'axe du pa'.ier additionnel 25 et l'axe de l'arbre moteur. Cependant, l'apport d'un joint universel nécessite un entretien supplémentaire et, de plus, toute usure du joint résultant de la très haute vitesse de rotation de la barre d'alésage entaîne la vibration de cette dernière. Un inconvénient supplémentaire des types de machines de perçage décrits ci-30 dessus, dans lesquels un palier additionnel est prévu à l'extrémité de la barre d'alésage la plus éloignée du moteur électrique, réside dans le fait que la machine ne convient pas pour percer des manchons cylindriques de palier ou des coussinets cylindriques. La présente invention vise essentiellement 35 à remédier aux inconvénients présentés par les machines de perçage connues décrites ci-dessus. A cet effet, la machine de perçage selon l'invention destinée à aléser la surface interne de manchons de paliers ou coussinets cylindriques ou semi-cylindriques, est 40 caractérisée en ce qu'elle comprend une barre d'alésage rotative munie d'un outil radial de coupe, au moins un palier à gaz dans 69 18903 2010573 lequel la barre d'alésage est* montée rotative, des moyens pour entraîner ladite barre en rotation, un support pour un manchon de palier ou coussinet, et des moyens pour charioter la barre d'alésage et ledit support l'un par rapport à l'autre de telle sorte 5 que la surface interne dudit manchon ou coussinet placé dans le support soit percée par l'outil de coupe. Le palier à gaz peut être du type comportant deux surfaces espacées rotatives l'une par rapport à l'autre et des moyens pour envoyer un gaz sous pression dans l'espace compris 10 entre lesdites surfaces afin de les maintenir écartées l'une par rapport à l'autre. L'outil de coupe peut être situé au voisinage de lrune des extrémités de la barre, tandis que les moyens pour entraîner en rotation ladite barre peuvent agir sur l'autre 15 extrémité de cette barre, celle-ci étant supportée dans un palier à gaz placé entre l'outil de coupe et les moyens d'entraînement. Dans l'un quelconque des arrangements décrits ci-dessus, les moyens d'entraînement de la barre d'alésage peuvent comprendre un moteur électrique possédant un arbre de 20 rotor qui est supporté dans un palier à gaz. Le ou chaque palier à gaz peut présenter une rigidité radiale d'au moins 8.10^ kg/cm. La barre d'alésage peut-être immobilisée ■3 axialement par deux paliers de butée à gaz agissant dans des direo-25 tions opposées sur des parties axialement espacées de la barre d'alésage. Les paliers de butée à gaz peuvent agir sur une partie de la barre d'alésage située entre l'outil' de coupe et les moyens d'entraînement. 30 Chaque palier de butée à gaz peut présenter une rigidité radiale d'au moins 12,5- 10^ kg/cm. Dans l'un quelconque des arrangements décrits ci-dessus pour aléser des manchons de paliers semi-cylindriques, la barre d'alésage peut être munie de deux outils de coupe radiaux espacés axialement l'un par rapport à l'autre , et elle peut être supportée dans le palier à gaz de manière à tourner autour d'un axe qui est incliné suivaxvt un petit angle par rapport à l'axe d'un manchon de palier ou coussinet situé dans le support, de telle sorte qu'un premier des deux couteaux tourne autour d'un A) ca±re qui est plus éloigné de l'axe dudit manchon de palier ou coussinet 69 18903 2010573 que l'autre couteau, et la longueur des couteaux, peut être telle que l'extrémité dudit premier couteau soit située à une plus grande distance de l'axe de rotation du palier que l'extrémité de l'autre couteau, grâce à quoi une zone de contact de glissement est 5 formée sur Ta plus grande, partie de la surface interne du manchon de palier ou coussinet et des zones de dégagement ou dépouilles sont formées au voisinage des extrémités dudit manchon de palier ou coussinet. Dans l'un quelconque des arrangements dé-10 crits ci-dessus, les moyens pour entraîner en rotation la barre' d'alésage et le palier à gaz destiné à supporter cette barre d'alésage peuvent être montés sur une glissière guidée dans une coulis-se;et des moyens peuvent être prévus pour déplacer ou charioter • ladite glissière le long de ladite coulisse afin de produire ledit 15 mouvement relatif entre la barre d'alésage et le support de manchon de palier. On donnera maintenant, à ti.tre d'exemple, ■une description détaillée d'une forme préférée d'exécution de l'invention en référence aux dessins ci-annexés sur lequels : 20 La figure 1 est une vue en élévation par tiellement en coupe d'une machine de perçage selon l'invention. La figure 2 est une vue schématique en coupe d'un palier à gaz destiné à supporter une barre d'alésage 25 de ladite machine. La figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne 3 - 3 de la figure 2. La figure 4 est une vue schématique en coupe d'un palier de butée axial à gaz pour ladite,barre d'alésage. ^0 La figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne 5-5 de la figure 4. La machine de perçage représentée dans les dessins comprend une base horizontale 10 à l'une des extrémités de laquelle est fixé un montant vertical 11. Le long du coté gauche ^5 de ce montant 11 est formée une coulisse 12 dans laquelle est logée une glissière 13. Le cylindre 14 d'un vérin hydraulique est fixé sur le coté gauche du montant 11, su voisinage de l'extrémité supérieure de ce montant, et la .tige de piston 15 de ce. vérin est fixée à l'extrémité supérieure de la glissière 13. Des conduites d'alimen-40 tàtion commandées par vanneset des moyens de commande ( non représentés) sont prévus pour commander le fonctionnement du^vérir hydraulique de telle sorte que celui-ci déplace la glissière de haut. 69 18903 4 2.") 10573 en bas et de bas en haut le' long de "a coulisse, de la manière requise. Un moteur électrique 16 à grande vitesse est fixé sur la glissière 13 au moyen d'un dispos"tif de support 5 et de fixation 17. Le moteur électrique lô possède un" rotor (non représenté) qui tourne autour d'un axe indiqué en 18. Ce rotor est supporté, à l'intérieur du châssis du moteur., dans un palier à gaz dont !a construction sera décrite en détail plus loin. Une barre d'alésage PO est fixée de manière amovible au rotor à l'extré-10 mité inférieure du moteur, et cette barre d'alésage est supportée à l'intérieur d'un boîtier de palier 21 contenant un palier a ..gaz à son extrémité supérieure et cfes paliersde butée à gaz à son extrémité inférieure, lesquels paliers à gaz seront décrits en détail plus loin. Au voisinage ae l'extrémité de la barre d'alésage 20 est 15 formée une tête cylindrique 22 sur laquelle sont montés en des point axialement espacés des couteaux 23 et 24. L'extrémité du couteau 23 possède un rayon de rotation, autour de l'axe 18, qui est plus grand de quelques dizaines de microns que le rayon de rotation de l'extrémité du couteau 24. 20 Un manchon de palier semi-cylindrique 25 destiné à être alésé est logé dans un bloc 26 qui est supporté à l'extrémité d'une glissière 27, laquelle peut être déplacée dans une coulisse 28 au moyen d'un vérin hydraulique 29 dont la tige de piston 30 est fixée à l'extrémité gauche de la glissière. Des 25 conduites et des moyens de commande à vannes.( non représentés) sont prévus pour actionner le vérin 29 afin de déplacer la glissière de manière à amener le manchon de palier, placé dans le bloc 26, vers et hors d'une position de coupe dans laquelle ledit manchon de palier se trouve en contact avec les couteaux 23 et 24, position de jO coupe qui est représentée en traits mixtes en 3- dans la figure 1. /■près avoir- été alésés les manchons de palier ou coussinets sont éjectés du bloc 26 au moyen d'un plongeur 32 qui agit contre l'action d'un ressort (non représenté) se trouvant dans le bloc 26 et qui est susceptible d'entrer en contact avec l'arrière du manchon 25 de palier ou coussinet se trouvant dans ledit bloc. Le plongeur 32 est agencé de manière à être actionné, par L'intermédiaire d'un mécanisme convenable, par un vérin hydraulique ( non représenté) auquel sont connectées des conduites commandées par vanne pour alimenter ce vérin en fluide hydraulique afin de lui faire actionner le plongeur 32 et de faire sortir ce dernier après qu'un manchon 5 69 18953 2010573 de palier ou coussinet placé dans le bloc a été alésé et après que le bloc a été écarté de la position de coupe. Le bloc 26 supportant le manchon de palier est agence de telle sorte que, lorsqu'il se trouve dans la position 5 de coupe, l'axe du manchon de palier soit parallèle à la coulisse 12, L'axe 18 du rotor de la barre d'alésage 20 converge suivant un petit angle vers la coulisse 12. Mnsi le couteau 23 tourne autour d'un axe qui est plus écarté de l'axe du manchon de palier que le couteau 10 24, mais l'extrémité du couteau 23 s'étend plus loin de l'axe de rotation 18 que l'extrémité du couteau 24. L'écartement de l'axe de rotation de la barre d'alésage par rapport à celui du manchon de palier est tel que le plus petit couteau 24 agit sur la totalité de la surface du manchon de manière à former une surface de contact 15 de glissement, tandis que le plus grand couteau 23 ne fait que couper des petites portions de la surface du manchon adjacente aux extrémités de ce dernier de manière à former des zones de dégagement ou dépouilles. 20 Un conduit 33 pour un liquide de refroidis sement est fixé au montant 11 au voisinage de l'extrémité inférieure de la barre d'alésage 20 et il est muni d'un ajutage 34 qui dirige le liquide de refroidissement vers les couteaux 23 et 24 et vers la face du manchon de palier qui est en train d'être alésée. 25 On' se référera maintenant aux figures 2 et 3 des dessins, dans lequelles est représenté le palier à gaz qui est situé à l'extrémité supérieure du boîtier de palier 21. Le palier à gaz comprend des manchons concentriques intérieur 35.et extérieur 36 qui forment entre eux un 30 espace annulaire 37. Les extrémités adjacentes des manchons sont réunies par des parois d'extrémité 38. Un conduit 39, qui est connecté à une source d'air sous haute pression ( non représentée) traverse une ouverture formée dans le manchon extérieur 36 de manière à remplir l'espace annulaire 37 d'air sous très haute pres-35 sion. Le manchon intérieur 35 est muni d'un certain nombre de trous radiaux 40 qui sont espacés à la fois axialement le long de et circonférentiellement autour dudit manchon. Une partie de la barre d'alésage 20 s'étend 40 axialement à l'intérieur du manchon 35, avec un faible jeu par rapport à ce manchon et des jets d'air sous très haute pression, provenant des trous 40, maintiennent la barre concentricuement à 69 18903 2010573 l'intérieur dudit manchon 35 •„ La pression d'air est suffisante pour produire une rigidité d'au moins 8.10^ kg/cm à l'encontre d'un déplacement radial de la barre d'alésage. Un palier à gaz similaire ayant la même 5 rigidité est prévu pour supporter l'arbre de rotor du moteur électrique 16. On se référera maintenant aux figures 4 et 5 des dessins, dans lequelles est représenté l'un des paliers de butée à gaz situés dans la partie inférieure du boîtier de palier 10 21. • ■ Une partie de la barre d'alésage 20 est située dans un manchon 4l et cette barre PO présente un épaulement 42 qui' se trouve à une faible distance de la face d'extrémité dudit manchon. 15 Un passage d'air annulaire 43 s'étend autour dudit.manchon au voisinage de son extrémité, ce passage étant relié par une conduite à une source d'alimentation d'air sous haute.pression ( non représentée). Un certain nombre de trous 44 espacés cir_ conférentiellement s'étendent à partir du passage annulaire 43 20 jusqu'à la face d'extrémité du manchon et dirigent des jets d'air sous haute pression vers 1'épaulement 42 formé sur la barre d'alésage. La pression d'air est suffisante pour produire une rigidité d'au moins 12,5. 10^ kg-'cm à l'encontre d'un déplacement axial de l'épaulement en direction de l'extrémité du manchon. Mnsi est 25 empêché tout mouvement axial de la barre d'alésage dans une direction, tandis que tout mouvement axial de la barre d'alésage dans la direction opposée est également empêché par un palier de butée à gaz similaire agissant dans la direction opposée et possédant "a même rigidité. 30 La machine de perçage fonctionne de la "manière suivante. Un manchon de palier ou coussinet devant être alésé est inséré dans le bloc 26 par des moyens non représentés, . alors que ledit bloc est dans sa position rétractée, c'est-à-dire dans sa position écartée de la position de coupe. Le vérin 35 hydraulique 29 est alors activé de manière à amener Le bloc 26 et le manchon de papier qu'il porte dans la position 31 permettant l'alésage dudit manchon de palier; un interrupteur est alors actionné afin de brancher le moteur électrique 16, puis le vérin hydraulique 14 est actionné de manière à amener la glissière en 40 direction dudit manchon de palier de telle sorte que Les couteaux 7 69 18903 2010573 23 et 24 découpent axialement la surface interne de ce manchon de palier, tandis que pendant ce temps un liquide refroidissant est projeté à partir de "'ajutage 34 vers les couteaux et, dans un certain sens, vers ledit manchon de palier. Lorsque les couteaux 3 *nt traversé ce manchon de palier et ont atteint leur position de fin de course, la glissière 13 entre en contact avec "a face supérieure de la base 1.0. L'alimentation en liquide réfrigérant est alors coupée, le vérin 29 est actionné de manière à écarter ledit manchon de palier vers la position représentée dans les des-10 sins, puis le vérin associé au plongeur 32 est actionné afin d'éjecter ledit manchon de palier hors du bloc 26. La glissière est alors ramenée à sa position extrême représentée dans les dessins. Il va de soi que la forme préférée d'exécution de la machine de perçage selon l'invention qui a été décrite 15 ci-dessus a été donnée à titre d'exemple purement indicatif et nullement limitatif et que de nombreuses modifications peuvent être apportées sans pour cela sortir du cadre de la présente invention. Par exemple, lorsque l'on désire aléser des manchons cylindriques ou des coussinets cylindriques, l'axe de la barre d'alésage 20 peut être disposé coaxialement par rapport à l'axe du manchon ou coussinet devant être alésé,et un unique coutes.u est utilisé. Par ailleurs, les vérins hydrauliques sus-mentionnés peuvent être remplacés par des vérins actionnés pneumatiquement. 4 69 18983 8 REVENDICATIONS 2010573 1 - Une machine de perçage destinée à aléser la surface interne de manchons de paliers ou de coussinets cylindriques ou semi-cylindriques, caractérisée en ce qu'elle comprend une barre d'alésage rotative, munie d'un outil radial 5 de coupe, au moins un palier à gaz dans lequel ladite barre d'alésage est montée rotative, des moyens pour entraîner en rotation cette barre d'alésage, un support pour un manchon de palier ou coussinet devant être alésé, et des moyens pour déplacer ou chario-ter la barre d'alésage et ledit support l'un par rapport à l'autre 10 de telle sorte que la surface interne dudit manchon de palier ou coussinet porté par le support soit alésée par l'outil de coupe. 2 - Une machine de perçage suivant la revendication 1, caractérisée en ce que 'le palier à gaz est du type comportant deux surfaces espacées rotatives l'une par rapport à 15 l'autre, et des moyens pour alimenter en gaz sous pression l'espace compris entre les deux dites surfaces afin de les maintenir écartées l'une par rapport à l'autre. 3 - Une machine de perçage suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'outil de coupe est 20 situé au voisinage de l'une des extrémités de la barre d'alésage, tandis que les moyens d'entraînement de cette barre d'alésage agissent sur l'autre extrémité de ladite barre d'alésage, celle-ci étant supportée dans un palier à gaz situé entre l'outil de coupe et lesdits moyens d'entraînement. 25 4 - Une machine de perçage suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdits moyens pour entaîner la barre d'alésage en rotation comprennent un moteur électrique ayant un arbre de rotor qui est supporté dans un palier à gaz. 30 5 - Une machine de perçage suivant la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que le ou chaaue palier à gaz présente une rigidité radiaI.e d'au moins 8.10 kg/cm. 6 - Une machine de perçage suivant l'une quelconque des revendications ) à 5, caractérisée en ce que la 35 barre d'alésage est immobilisée axialement par detjx paliers de butée à gaz agissant dans des directions opposées sur des parties 69 18983 2010573 axialement espacées de cette barre d'alésage. - 7 - Une machine de perçage suivant la revendication 6, caractérisée en ce que lesdits paliers de butée à gaz agissent sur la barre d'alésage entre l'outil de coupe et les 5 noyens d'entraînement. 8 - Une machine de perçage suivant la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que chaque palier de butée à gaz présente une rigidité axiale d'au moins 12,5-10^ kg/cm. 9 - Une machine de perçage suivant l'une 10 quelconque des revendications précédentes, destinée à l'alésage de manchons de paliers semi-cylindriques, caractérisée en ce que la-barre d'alésage possède deux outils de coupe radiaux espacés axialement l'un par rapport à l'autre, et en ce qu'elle est supportée dans un palier à gaz de manière à tourner autour d'un axe qui est 15incliné suivant un petit angle par rapport à l'axe du manchon de palier porté par ledit support, de telle sorte qu'un premier des deux couteaux tourne autour d'un centre qui est plus éloigné de l'axe dudit manchon de palier que l'autre couteau, la longueur des couteaux étant telle que l'extrémité dudit premier couteau se 20 trouve à une plus grande distance de l'sxe de rotation du palier que l'extrémité de l'autre couteau, grâce à quoi une surface de contact de glissement est formée autour de la plus grande partie (è la surface interne du manchon de palier et des zones de dégagement ou dépouilles sont formées au voisinage des extrémités dudit manchon 25de palier. 10 - Une machine de perçage suivant l'une quelconque des revendications précédentes,caractérisée en ce que les moyens d'entraînement de la barre d'alésage et le palier à gaz destiné à supporter cette barre d'alésage sont montés sur une 30 glissière guidée dans une coulisse, et en ce que des moyens sont prévus pour déplacer ou charioter ladite glissière le long de ladite coulisse afin de produire ledit mouvement relatif entre ladite barre d'alésage et ledit support de palier.