Brevet FR2245864A1 — publié le 19750425

t'wention concerne un dispositif de commande et de mise au repère,en particulier de magasins d'outils, de porte -pièces ou éléments analogues de machines-outils,enune ouplusieurs positions, par exemple angulaires, ledit dispositif comprenant une pompe à fluide sous pression, un moteur hydraulique de commande du magasin à outils, un distributeur de commande monté sur le conduit de sortie de ce moteur et un disque de manoeuvre comportant des cannelures de positionnement et solidaire en rotation de l'arbre moteur du magasin à outils ; le fluide sous pression est destiné à déplacer un tiroir mobile dans la cage du distributeur et formant avec une are te de commande située à ltévacuation du moteur hydraulique un étranglement variable qui est réglé par des plans inclinés du disque de manoeuvre entre lesquels s'applique une broche de mise au repère dudit tiroir ; un conduit de dérivation comportant un étranglement constant fait passer la décharge du moteur hydraulique à ltentérieur du distributeur. le principe du dispositif de l'invention est basé sur celui de la demande de brevet allemand (DOS) mise à l'inspection publique sous le n0 2 146 289. Le dispositif de l'invention diffère de celui qui est décrit dans cette demande de brevet, car il est destiné en particulier à assurer un positionnement à partir d'une position de repos. Par ailleurs, le dispositif permet de passer au-delà des cannelures de positionnement sans provoquer un arrêt intermédiaire. Le dispositif connu permet certes aussi de passer au-delà d'un nombre quelconque de cannelures de positionnement sans encliquetage dans ces dernières, mais nécessite une commande très compliquée. Par ailleurs, le mode de retenue de la broche de mise au repère et le verrouillage mécanique de cette broche au moyen d'un cliquet cl'arrêt associé à des mentonnets de dégagement soulève le risque d'accident en cas de défaillance et de remise incontrôlée en circuit du système hydraulique poursuivant les opérations de mise au repère. Ce dispositif connu a par ailleurs l'inconvénient que le tiroir de commande relié à la broche de mise au repère dépend des variations de pression apparaissant dans la décharge du moteur hydraulique ? de sorte que certaines charges et certains couples exercés sur le moteur hydrostatique et dûs par exemple à des couples élevés d'entrainement à l'intérieur des embrayages ouverts de la transmission ris2aunt de aire apparaître à la décharge une pression qui ne descend pas sous celle de l'admission, de sorte que la broche de mise au repère reste bloquée par le circuit hydraulique et donc que le positionnement de l'arbre moteur est impossible L'invention a pour objet un groupe hydraulique de commande qui évite les inconvénients du dispositif connu. Ce groupe de commande est par ailleurs réalisé de manière à permettre le passage par plusieurs points de positionnement sans arrêt intermédiaire, et ensuite la mise au repère, la séquence des positions occupées étant par exemple déterminée par un programme-machine. Le dispositif de commande et de mise au repère de l'invention a l'avantage que la broche de mise au repère est commandée indépendemment des pressions régnant dans les conduits d'admission et de départ du moteur hydraulique. Il est ainsi possible d'attaquer la broche de mise au repère par une électrovanne manoeuvrée de son coté par des générateurs électriques de signaux. Ces générateurs de signaux sont constitués par des contacts d'interrupteurs placés devant chaque cannelure de positionnement et peuvent être déclenchés suivant une séquence quelconque en fonction d'un programme-machine. Une force élastique retient la broche de mise au repère dans la cannelure de positionnement, contrairement au dispositif connu. La poursuite incontrôlée de la rotation du magasin à outils à la suite d'une défaillance et d'un rétablissement du circuit hydraulique est ainsi évitée. La conception du dispositif selon l'invention apporte l'avantage de supprimer le mécanisme de verrouillage de la broche de mise au repère, l'embrayage entre le moteur hydraulique et l'arbre moteur, la vanne de remplissage et la soupape de limitation de pression. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure la est une semi-coupe longitudinale d'un dispositif de commande et de mise au repère selon l'invention, dont la broche de mise au repère est en position d'arrbt dans une cannelure ; la figure lb est une élévation de l'autre moitié du dispositif de la figure la, mais dont la broche de mise au repère est en position relevée la figure 2 est-un schéma du circuit hydraulique du dispositif de l'invention et en représente le moteur et l'alimentation en huile ; et la figure 3 est un diagramme de la vitesse de réglage en fonction du temps d'un processus de positionnemqnt. la figure la représente le tiroir 7 de commande logé dans la cage 7a du distributeur dans la position dans laquelle la broche il de mise au repère, qui est en une pièce avec ce tiroir, est engagée dans une cannelure 14 de positionnement du disque 55 de manoeuvre. Un galet palpeur 17 est rotatif dans l'extrémité inférieure f05 en fourche de la broche 11. Ce galet fait pénétrer cette broche dans la cannelure 14 en roulant sur un plan incliné 20 d'approche. L'appui des flancs de l'extrémité 103 de la broche contre les surfaces cunéiformes 104 de la cannelure détermine la mise au repère définitive du positionnement. Lorsque le tiroir de commande est dans la position représentée sur la figure la, il subsiste entre une gorge annulaire 4a de la cage et un collet 35 du tiroir un interstice annulaire 36 qui forme une chambre de poussée permettant de dégager la broche de mise au repère Lorsque la broche occupe la position de la figure la (correspondant à la position de fonctionnement À sur la figure 2), elle est retenue hydrauliquement ainsi que mécaniquement par un ressort 8 dans la cannelure 14 de positionnement. Le ressort prend appui dans une chambre 22 d'une vis 12 de butée et dans une chambre 23 du tiroir 7. Les chambres 22 et 23 du ressort font partie de la chambre 37 sous pression. La gorge annulaire 5a communique avec l'arrivée D en provenance du moteur hydrostatique 2 et, par l'intermédiaire d'un étranglement constant 33, avec le reflux R. La figure 1b représente le tiroir 7 à la position dans laquelle la broche Il de mise au repère est sortie de la cannelure 14, c'est-itidire se trouve à la position de manoeuvre B de la figure 2. Une butée 12 réglable au moyen de son filetage 13 limite la course du tiroir 7 de commande extrait hydrauliquement de la cannelure de positionnement. Deux rainures longitudinales 24 décalées de 1800 à la périphérie du tiroir et une cheville 101 située dans la cage 7a permettent le montage et le positionnement du tiroir à deux positions dm-'s de i806. Deux encoches 32 d'étranglement et une encoche plus courte 32t sont taillées dans le bord supérieur 27D d'une gorge annu laire 27 du tiroir. la cage comporte un trou semi-cylindrique 28 situé devant le plan du dessin et formant une arête de commande qui devance la gorge annulaire 30A. Dans la position représentée de montage et à la position de commande du tiroir illustrée sur la.figure Ib, l'encoche 32A se trouve face au trou 28 et forme avec ce dernier et la gorge 30A un orifice d'étranglement ouvert vers le reflux es Les encoches 32 forment deux autres canaux d'étranglement ouverts sur la gorge 108. Lorsque le tiroir 7 est monté en étant tourné de 1800, l'encoche 32L reste inactive. La butée réglable 12 détermine l'importance de la section d'étranglement des encoches 32 et 324. La fonction de ces encoches sera décrite plus bas. Le tiroir 7 comporte une encoche 19 d'étranglement et un trou de commande 38 destinés à régler la montée en pression dans la chambre 37. L'encoche dérive une partie du flux d'huile provenant du trou F d'admission et de la gorge annulaire 4b dans le canal 25. Avant que la broche de commande ne pénètre dans la cannelure 14, le canal 25 communique par le trou 38 avec le reflux R. La pression ne peut donc pas encore monter fortement dans la chambre 37 de sorte que le galet palpeur est initialement poussé contre le disque cannelé 15 essentiellement par la force du ressort 8. La figure 2 illustre le schéma du circuit hydraulique. La section 6 entourée d'un trait mixte représente le dispositif de commande et de mise au repère illustré sur les figures la et lb. Un groupe d'alimentation comprend la pompe à huile (réservoir de pression) 45 et le moteur 46, un réservoir 21 d'huile et une soupape 43 de limitation de pression. Une électro-vanne 44,49 à deux positions a et b commande la montée et la descente du tiroir de commande. Le conduit 4 raccorde le moteur hydraulique 2 directement à la pompe 45. Son arbre moteur 1 commande le disque cannelé 15 par l'intermédiaire d'une transmission non représentée. Le tiroir 7 règle la vitesse de l'arbre moteur en étranglant le flux d'huile dans le conduit 5 d'évacuation du moteur hydraulique. le conduit 5 aboutit au raccord D du groupe 6 de commande. Celui-ci est attaqué au moyen de l'électrvanne 44 de commande par un circuit d'huile 4k, 4B qui est indépendant du moteur hydraulique. Lorsque le positionnement doit être effectué dans un sens déterminé de rotation, c'est-à-dire lorsque doit se faire dans certaines cannelures, déterminées par un programme, du disque 15, le rocessus qui se -1éroute est le suivant. La rocne il de mise au reperde est engagée dans la cannelure 14, comme représenté sur la figure la, c'est-à-dire lorsque le tiroir occupe la position de manoeuvre A représentée sur la figure 2. L'électro-vanne de commande 44 occupe la position b.Le groupe 45, 46 d'alimentation est enclenché et envoie de l'huile sous presslon par l'embranchement 48 dans les conduits 4 et 4A. L'huile arrive par le conduit 4 d'admission au moteur hydraulique 2 et parvient de ce dernier par le conduit 5 d'évacuation au raccord D du groupe 6 de commande. Dans ce dernier, l'huile passe par la gorge annulaire 5a de la cage dans le canal 34 et de là par ltétran- glement constant 33 dans la gorge annulaire 30A et dans le conduit R de reflux. Le faible flux d'huile limité par l'étranglement constant 33 exerce un faible couple sur le moteur hydraulique et donc sur le disque 15 de manoeuvre relié à un arbre moteur (par exemple d'un magasin à outils). Le disque 15 exerce ainsi une force sur la broche 11 de mise au repère qui a pénétré dans la cannelure 14 sans etre capable de l'en faire sortir. A la fin d'une opération d'usinage, un signal non décrit excite ltélectro-aimant 49 de la vanne 44 qui se met en position a. En conséquence, l'huile sous pression passe par le conduit 4B et l'admission H dans la chambre de poussée 4a, 36 située entre le tiroir 7 de commande et la cage 7A.Le tiroir 7 et avec lui la broche il de mise repère sont soulevés hydraulique- ment contre la force du ressort 8 et dégagés de la cannelure 14. Dès que le tiroir monte, le moteur hydraulique com mence de tourner "en rampant", sa vitesse étant fonction des dimensions de l'étranglement 33. Peu avant que le tiroir ne parvienne contre la butée 12, les deux encoches 32 d'étranglement à elles seules ou accompagnées de l'encoche 32 À ouvrent d'autres sections de passage à l'huile d'échappement provenant des gorges Sa et 27. En conséquence, la vitesse du moteur 2 augmente et atteint celle de réglage à laquelle il commande le disque 15 de manoeuvre. Lorsque le tiroir est monté en étant tourné de 1800, la troisième encoche 32A est active et augmente la section d'oaver- ture libérée à l'évacuation du moteur hydraulique. La vitesse de ré- glage du disque augmente donc sans qu'il soit nécessaire de modifier la distance s séparant la broche 1 1 de mise au repère et le disque cannelé (par rotation e la butée 12). La vis de butes est utilisée umiquement pour faire varier le réglage de précision de la vitesse. Le faible couple mentionné qi s'exerce sur la broche 11 occupant la position de manoeuvre (figure 2) a pour effet que cette broche sort de la cannelure 14 dès l'instant du passage de l,électro-vanne 44 à la position a. Le disque 15 peut passer devant différents contacts 16. d'interrupteurs selon le nouveau positionnement choisi. Un commutateur-séleeteur non représenté permet de régler manuellement ou en fonction d'un programmele nombre des cannelures de positionnement devant autre sautées. Ce commu tateur-sélecteur est commuté vers l'arrière d'un cran à chaque fermeture d'un contact 16, 16.1, etc.Lorsque la position zéro, c'est-àdire la position présélectionnée 16.0 a été atteinte, le groupe 49 de commande est débranché et donc la force élastique ramène la vanne 44 à la position b. Ainsi, la gorge 4b reçoit de l'huile sous pression du conduit 41 et de l'admission F. La chambre 4a et le raccord H peuvent se vider dans le réservoir. Le ressort de compression 8 peut repousser la broche de mise au repère contre la surface extérieure 105 du disque de manoeuvre contre lequel le galet 17 stapplique. L'encoche 19 d'étranglement et le trou 38 de commande empêchent initialement la pression de monter dans la chambre 22, comme mentionné plus haut. Lorsque le galet 17 atteint le plan incliné 20 de régulation qui aboutit dans la cannelure, ce plan assume la commande du tiroir. L'encoche 32 et éventuellement l'encoche 32A d1étrangle- ment se ferment progressivement et la vitesse du moteur hydraulique diminue jusqu'au moment où elle atteint celle de rampage, c'est-à-dire celle de ralenti. La broche il de mise au repère et le galet 17 peuvent donc pénétrer sans à-coup dans la cannelure. Dès que la broche a passé au-delà du tronçon de régulation, la chambre annulaire Ab aboutissant à l'admission F d'huile sous pression s'ouvre entièrement et le conduit 25 débouchant sur le trou 38 est obturé. La broche de mise au repère est poussée rapidement dans la cannelure et retient le disque cannelé 15 par la pression d'huile et la force élastique et au moyen des flancs 103 du support enfourche du galet contre la faible couple résiduel du moteur hydraulique. Les flancs 103 s'appliquent contre les flancs 104 de meme pente de la cannelure 14, de sorte que les forces élevées de blocage ne surciargent pas le galet 17. Celui-ci est dimen sionne en conséquence et monté sur la broche 11 de manière à ne ressort tir de cette dernière que le long du bord circulaire inférieur 103S, mais non pas le long des flancs rectilignes 103. La figure 3 est un diagramme de la vitesse de réglage en fonction du temps et illustre le processus de positionnement. Les différents instants t à t7 seront expliqués de la manière suivante : o le diagramme en traits pleins concerne le cas dans lequel le tiroir de commande est monté dans la cage 7A en étant tourné de 1800 par rapport à la position qu'il occupe sur les figures la et fb. Les encoches 32 et 32A sont derrière le plan du dessin. Le trou semi-cylindrique 28 de la cage se trouvant devant le plan du dessin, 1'encoche 32 À n'est pas active. t à t1 :L'électro-vanne 44de commande passe de la position b à la o position a, le processus de manoeuvre est déclenché à l'instant t par o un sigral de commande du groupe électro-magnétique 49 de réglage, ce signal étant émis à la fin de l'opération d'usinage affectée à la cannelure 14. Le tiroir 7 et la broche il ressortent de cette cannelure. L'étranglement constant 33 détermine la vitesse vl de ralenti du moteur hydraulique et donc du disque de manoeuvre. t1 à t :Lorsque la broche de mise au repère continue de sortir de la cannelure, les emplacements à étranglement variables des encoches 32 entrent en fonction et augmentent les sections d'évacuation du moteur hydraulique. La vitesse de réglage du disque cannelé augmente et atteint la valeur v2. t2 à t3 La course maximale et donc les orifices les plus grands possible d'étranglement sont atteints. Le disque 15 tourne à la vitesse maximale de réglage v2. À l'instant t3, le point de contact 16.0 correspondant à la cannelure suivante d'arrêt 14.0 est atteint. L'électrovanne 44 retourne à la position b. L'orifice H d'admission 'et la chambre 36 sous pression sont branchés sur la décharge. La descente du tiroir de commande commence. t à t ; Le tiroir 7, Il de commande et de mise au repère se déplace vers le disque 15 de manoeuvre. Le rétrécissement des sections de passage ces encoches 32 augmente ltétranglement de la décharge du moteur hu 2rlique et la vitesse da réglage diminue pour atteindre la valeur v3. t à t5: Le galet palpeur 17 s'est posé sur le disque 15 et a par 45 couru la course s de descente. Lorsque le plan incliné 20 de régala- t on a éte atteint, les 32ctions 32 et 33 d'étran0--lement rotent constantes et déterminent la vitesse de réglage v3. t5 à t Le galet palpeur 17 a atteint le trajet 20 de régulation et 5 6 obture en continu les étranglements variables 32 de manière qu'il ne subsiste plus que l'étranglement constant 33. La vitesse de réglage tombe à celle de ralenti v1. t6 à t7 : La broche 11 de mise au repère roule à la vitesse de ralenti ou de rampage dans la cannelure 14 de positionnement dans laquelle elle est verrouillée hydrauliquement et mécaniquement. Le centrage de cette broche est assuré par les flancs 103 et non pas par le galet 17. Lorsque le positionnement du magasin à outils est achevé, un contact b2 de fin de course est actionné et émet le signal de mise en marche de la machine. Le diagramme en traits interrompus illustre la manière dont se déroule le processus de positionnement lorsque le tiroir de commande est monté de la manière représentée sur les figures la et 1b L'encoche 328 devient active avec les encoches 32. la section totale de passage de l'huile d'évacuation du moteur hydraulique augmente et la vitesse de réglage v2' augmente aussi. La vitesse v31 à laquelle le disque de positionnement tourne lorsque la boche de mise au repère s'applique contre lui augmente aussi. Le point suivant 16.0 de contact est donc aussi atteint plus rapidement. La même vitesse de réglage v21 pourrait aussi etre- atteinte par dévissage de la butée 12. La courbe de la vitesse suivrait alors la ligne en traits mixtes Nais dans ce cas la distance maximale s (figure lb) séparant le galet palpeur et le disque cannelé augeen- ternit aussi et la vitesse de réglage diminuerait trop fortement dès l'instant où ce galet se poserait sur le disque cannelé. La distance s doit rester aussi faible que possible. Dans un exemple avantageux de réalisation, cette vitesse s = 0,5 mm. La courbe en traits interrompus de la figure 3 indique l'influence du réglage grossier de la vitesse par adjonction d'un autre orifice étranglé 32 À. Le réglage de précision de la course du tiroir de commande à l'aide de la vis 12 permet de modifier la courbe en traits pleins. A la limite, un grand déplacement de la vis 12 donnerait la courbe en traits mixtes avec les inconvénients mentionnes plus haut. Le disque rotatif de manoeuvre de l'exemple reré- senté de réalisation pourrait être remplace par un profilé cannelé exécutant des mouvements alternatifs rectilignes. Ce profilé pourrait etre commandé par une crémaillère et un pignon ou aussi par un piston hydraulique à mouvement alternatif. Il va de soi que le dispositif décrit et représenté peut subir diverses autres modifications sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Disppsitif de commande et de nise au repère, notam- Wa-t- ment de magasins à outils, de porte-outils ou d'autres éléments de machines-outils,en une ou plusieurs positions, par exemple anZll2ipe3, ledit dispositif comprenant une pompe à fluide comprime, un moteur hydraulique de commande du magasin à outils, un distributeur de com rende monté sur le conduit d'évacuation du moteur hydraulique et un disque de manoeuvre comportant des cannelures de positionnement et solidaire en rotation de l'arbre moteur du magasin à outils, un tiroir de commande, qui est mobile dans la cage du distributeur et que le fluide sous pression peut déplacer, formant avec une arête de commande placée dans la décharge du moteur hydraulique un étranglement varia blequerègle,au moyen de plans inclinés, une broche de mise au repère reliée audit tiroir après qu'elle s'est posée sur le disque de ma nosuvre, et un conduit eu dérivation,qui comporte un étranglement cons tant,faisant passer le fluide sous pression du conduit d'évacuation du moteur hydrostatique à l'extérieur du distributeur de commande, ledit dispositif étant caractérisé en ce que ledit distributeur de commande est monté dans un circuit d'huile qui est indépendant du moteur hydraulique et qui est commandé par une vanne actionnée par des éléments de manoeuvre du disque correspondant et lorsque le tiroir de commande est en position de verrouillage (position A), l'éva- cuation du moteur hydraulique communique avec le reflux par l'étranglement constant, tandis que lorsque le tiroir est en position dégagée (B), cette évacuation communique avec le reflux par les étranglements variables. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tiroir placé dans la cage du distributeur est soumis à la contrainte initiale d'un ressort et, en cas de défaillance de l'alimentation en pression, ce tiroir est maintenu élastiquement dans la cannelure de positionnement. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'une butée limite la course d'ouverture des encocnes d'étranglement variable lorsque le tiroir est en position dégagée, cette butée étant réglable dans la cage du distributeur au moyen d'un filetage. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendica tions 1 à 5 destiné à immobiliser l'arbre moteur d'une machine-oubil, caractérisé en ce qu'une arete de commande qui précède la gorge de reflux du distributeur met en action ou non une troisième encoche d'étranglement selon que le tiroir est monté dans l'une ou l'autre de deux positions à 1800 l'une de l'autre dans la cage du distributeur 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, calractérisé en ce que le tiroir de commande comporte un étranglement qui, lorsqu'il est en position dégagée, intersecte la gorge par laquelle passe le fluide sous pression et libère un orifice débouchant sur le reflux par une arête de commande qui précède cette gorge.