Brevet FR2251738A1 — publié le 19750613

L'invention concerne les dispositifs de commande de la marche des machines-transferts, c"est-à-dire des machines-outils comportant plusieurs unités ou postes d'usinage, les pièces à usiner restant fixes pendant chaque opération d'usinage et se déplaçant mécaniquement de poste en poste. La commande de chaque outil se fait généralement par un dispositif hydraulique comportant notamment un appareil distributeur placé sous le contrôle d'un programmateur. Après une période dytravail le retour de l'outil se fait très rapidement. Lorsque les différents circuits hydrauliques sont alimentés à partir d'une centrale hydraulique unique, le retour rapide de l'outil d'un poste d'usinage provoque une baisse de pression momentanée dans l'ensemble des circuits, et en conséquence un à-coup sur le ou les outils en cours de travail des autres postes d'usinage. Cela entraîne un usinage défectueux inacceptable, en particulier sur un poste de finition. On constate même souvent des bris d'outils. Cette difficulté peut être éliminée en combinant les cycles de travail pour obtenir une synchronisation des mouvements conduisant à des temps de travail et des temps de retour simultanés des outils sur tous les postes d'usinage. Une autre solution du problème consiste à doter chaque poste dune centrale hydraulique. Dans les deux cas le coût de la machine en est très sensiblement majoré. L'invention a pour objet de réaliser un dispositif de commande hydraulique pour machine-transfert qui puisse, à l'instant du retour rapide de l'outil d'un des postes usinage, isoler momentanément du circuit général d'alimentation de la machine le circuit particulier commandant la marche de lloutil d'un autre poste d'usinage. Un dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que le circuit particulier d'un poste d'usinage comporte essentiellement, d'une part en amont de l'appareil distributeur chargé de commander les mouvements de l'outil, un distributeur hydraulique spécial capable sous l'effet d'une baisse de pression dans le circuit principal de couper momentanément la communication entre le circuit particulier et le circuit principal pour la rétablir dès que la pression remonte, et d'autre part, en dérivation sur la liaison distributeur spécialappareil distributeur, un accumulateur hydraulique destiné à assurer l'alimentation de l'appareil distributeur commandant les mouvements de l'outil pendant le temps-ou la communication avec le circuit principal est coupée. Pour réaliser cette fonction un distributeur hydraulique special selon l'invention comporte, d'une part un corps à cinq alvéoles alignés encadrés par deux cylindres, l'alvéole central étant en communication avec le circuit principal fournissant le fluide sous pression, les deux alvéoles situés de part et d'autre étant l'un isolé de l'extérieur et l'autre en communication avec le circuit particulier du poste d'usinage tandis que les alvéoles extrêmes sont en communication avec la canalisation de retour de fluide au réservoir d'aspi- ration de la pompe du circuit principal, et d'autre part un tiroir à deux collets dont les deux extrémités pénètrent dans les cylindres et sont soumises à l'action respectivement, l'une d'un premier piston ayant un certain diamètre et pouvant parcourir une course 2 L dans l'un des cylindres, et l'autre deuxième piston de même diamètre pouvant parcourir la même course 2 L et entouré d'un troisième piston annulaire pouvant parcourir une course L dans l'autre cylindre, le cylindre premier piston étant en communication d'un côté avec le circuit particulier du poste d'usinage et de l'autre côté avec l'alvéole extrême correspondant, tandis que le cylindre des deux autres pistons concentriques est en communication d'un côté avec le circuit principal et de l'autre côté avec l'autre alvéole extrême. Le tiroir peut prendre trois positions : deux positions extrêmes dans lesquelles il se trouve à fond de course d'un côté ou de l'autre et une position intermédiaire. Ltune des positions extrêmes correspond aux périodes de travail de l'outil, l'autre correspond aux périodes d'arrêts de la machine-transfert. La position intermédiaire correspond aux périodes de retour rapide de l'outil d'un poste d'usinage voisin. La longueur de la course totale du tiroir, d'une position extrême à est égale à 2 L, tandis que la longueur de la course du tiroir pour passer d'une position extrême à la position intermédiaire ou vice versa est égale à (L). La longueur (L) est déterminée dans chaque cas particulier selon les critères bien connus de l'homme de l'art appelé à calculer un tiroir de distribution. Cette longueur (L) est normalement l'addition de deux dimensions, premièrement le recouvrement minimum nécessaire pour assurer l'étanchéité entre deux alvéoles successifs pour certaines positions du tiroir, et deuxièmement l'ouverture minimum nécessaire pour assurer le débit voulu entre deux alvéoles pour d'autres positions du tiroir. La présente invention est expliquée ci-dessous plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisation illustré au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est un schéma représentant le circuit hydraulique de commande d'une machine-transfert dont le poste de finition est équipé conformément à l'invention - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale du distributeur hydraulique spécial de la figure 1. Le circuit hydraulique montré sur la figure 1 comporte une centrale hydraulique constituée d'un réservoir d'huile 10 et d'une pompe 11 débitant dans une canalisation principale 12 alimentant simultanément en huile les trois unités de travail d'une machine-transfert au moyen des canalisations 13, 14 et 15 alimentant respectivement chacune le circuit particulier d'une des trois unités de travail. Seul le circuit particulier alimenté par la canalisation 15 est montré, les deux autres étant identiques. La canalisation 15 équipée d'un clapet anti-retour 16 amène l'huile sous pression à un distributeur hydraulique spécial 17 à trois positions I, II, III, relié par ailleurs à une canalisation 18 de départ d'huile vers l'organe de commande de l'outil et à une canalisation 19 de retour huile vers le réser voir 10. ta canalisation 18 sur laquelle est branché en dérivation un accumulateur 20 alimente un électro-distributeur à deux positions 21 équipé d'une canalisation de retour 22 reliée à la ganalisation 19. Le distributeur 21 est, par ailleurs, relié par les canalisations 23 et 24 aux deux extrémités du cylindre d'un vérin à huile 25 actionnant l'outil (non représenté) de l'unité de travail. Sur le trajet de la canalisation 23 est disposé un diaphragme réglable 26 muni d'un premier by-pass 27 équipé d'un clapet 28, anti-retour dans le sens vérin 25, d'un distributeur 21 et d'un deuxième by-pass 29 équipé d'une électro- vanne 30. Le diaphragme 26 contrôle le retour d'huile du vérin par la canalisation 23 lors de la période de travail de l'coutil afin de régler à une valeur relativement lente la vitesse d'avance de ce dernier, le clapet 28 étant fermé. Au temps suivant lors du retour lapide de l'outil la canalisation 23 sert à alimenter le vérin, et le débit d'huile n'est pas limité car il passe alors essentiellement par le by-pass 27 dont le clapet 28 s'ouvre. Le distributeur spécial 17, montré en détail figure 2, comporte un corps en trois éléments principaux 31, 32, 33 à l'intérieur desqueIs est susceptible de se déplacer un tiroir 34 sous la poussée, d'un côté, d'un piston 35 et de autre, d'un double piston, l'un 36 identique au piston 35 et l'autre 37 concentrique extérieurement au piston 36. L'élément 32 du distributeur 17 comprend un alvéole central 38 alimenté en huile par la canalisation 15, deux alvéoles intermédiaires 39 et 40 débouchant à l'extérieur par des conduits 41 et 42, et deux alvéoles extrêmes 43 et 44 communiquant entre eux par un passage 45, la chambre 43 débouchant à L'extérieur par le conduit 46. Le conduit 42 est fermé par un bouchon tandis que le conduit 41 est relié à la canalisation 18. Le conduit 46 est relié à la canalisation 19. Le piston 35 est susceptible de se déplacer dans un cylindre 47 de l'élément 33 relié à la canalisation 18 par unecanalisation 48 équipée d'un clapet 49 comportant un by-pass 50 muni d'un diaphragme réglable 51. Le piston 37, à l'intérieur duquel peut se déplacer le piston 36, est susceptible de se déplacer dans un cylindre 52 de l'élément 31 relié à la canalisation 15 par une canalisation 53. Le tiroir 34 comporte au droit des alvéoles intermédiaires 39 et 40 deux collets 54 et 55. Suivant les conditions de pression d'huile sur le piston 35 d'une part et sur les pistons 36 et 37 d'autre part, le tiroir 34 occupe soit une position neutre (celle montrée sur la figure 2) où les collets 54 et 55 isolent les alvéoles intermédiaires 39 et 40 a la fois de l'alvéole central 38 et de l'alvéole extrême 43 ou 44 voisin, soit une position extrême vers la droite ou vers la gauche pour laquelle les alvéoles intermédiaires sont mis en communication l'une avec l'alvéole central et l'autre avec I'alvéole extrême voisin et vice versa. Si "L" est la course du tiroir 34 pour passer de la position neutre à l'une des positions extrêmes, la course totale possible des pistons 35 et 36 est de "2 L" tandis que celle du piston 37 est de "L" seulement. De son côté la course relative du piston 36 à l'intérieur du piston 37 est limitée à "t" par une bague d'arrêt 56. Le fonctionnement du dispositif de commande hydraulique est le suivant. Lors de l'arrêt de la machine-transfert, en fin de journée par exemple, on arrête la pompe 11. La pression tombe dans les canalisations 15 et 53 et par conséquent dans le cylindre 52. L'accumulateur 20 est chargé et le cylindre 47 est donc en pression à travers la canalisation 48 et le clapet 49 qui s'ouvre. Le tiroir 34 part à fond vers la gauche et prend la position I. L'alvéole 40 est mis en communication avec l'alvéole 44 et l'accumulateur se vide par 18, 40, 44; et 19. C'est un avantage car la machine, en dehors des heures de travail, ne reste pas avec un accumulateur chargé, ce qui peut être dangereux. Lors de la remise en route de la machine on met en marche la pompe 11. La pression s'établit par 15 et 53 dans-le cylindre 52. L'accumulateur 20 étant vide il n'y a pas de pression dans le cylindre 47. Le piston 37 et le piston 36 entraînant le tiroir 34 se déplacent vers la droite. Le piston 37 arrive en butée sur le fond du cylindre 52, le tiroir 34 se trouvant alors en position II et tel que représenté sur la figure 2. Le piston 36 continue jusqu a venir en butée sur le fond du piston 37 et le tiroir 34 atteint la position III. L'alvéole 40 est mis en communication avec l'alvéole central 38 qui est alimenté en huile sous pression par la canalisation 15. Par la canalisation 18 la pression s'établit au niveau de l'accumulateur 20, qui se charge, dans le distributeur 21 et dans le cylindre 47 par la canalisation 48 et le clapet 49.Cependant le tiroir 34 reste en position III car la même pression s'exerce à droite sur le piston 35 et à gauche sur le piston 36 de même section que 35. Les différentes unités de la machine-transfert étant en fonctionnement, à chaque retour rapide de ltoutil de l'une ou l'autre des unités alimentées respectivement par les canalisations 13 et 14 il se produit un appel important d'huile par 13 ou 14 et donc une brusque chute de pression dans les canalisations 12, 15 et 53 et donc dans le cylindre 52. Par ailleurs, le clapet anti-retour 16 se ferme et comme ltaccumulateur 20 est chargé la pression dans le cylindre 47 demeure. Le piston 35, le tiroir 34 et le piston 36 se déplacent vers la gauche jusqu'à ce que le piston 36 vienne en butée sur la bague 56.Le tiroir 34 se trouve en position neutre II, position pour laquelle la commande hydraulique de l'unité de travail alimentée par la canalisation 15 est isolée du circuit général et peut continuer à fonctionner normalement, l'accumulateur 20 continuant à en assurer l T alimentation. Evidemment, si la chute de pression dans le circuit général était totale, le tiroir 34 continuerait à se déplacer vers la gauche pour atteindre la position I et l'accumulateur 20 se viderait, comme il le fait lors de l1arrêt volontaire de la pompe 11. En realité, la chute de pression n'est que partielle et il suffit pour s'y adapter de proportionner convenablement la section annulaire du piston 37 à celle du piston 36. Par exemple pour une chute de pression inférieure à 50 Z, il suffit de donner à la section annulaire du piston 37 une valeur au moins égale à celle de la section du piston 36. En effet dans ce cas, lorsque le piston 36 arrive en butée sur la bague 56 du piston 37, l'effort vers la droite de la pression restante s'exercant sur le piston 37 vient s'ajouter à celui de l'effort sur le piston 36 et le tiroir demeure en position II. Si la chute de pression était de 75 Z il faudrait donner au piston 37 une section annulaire trois fois-plus grande que celle du piston 36. Lorsque la baisse -momentanée de pression est passée, le tiroir 34 revient en position III. Il y a intérêt à ce que ce retour ne soit pas trop brutal, sous peine de provoquer un à-coup de-pression dans le circuit du vérin 25 au moment où l'on repasse de l'alimentation par l'accumulateur ltalimentation par le circuit général, alors qu'au contraire il est hautement souhaitable que le passage de la position III à la position II lors de la baisse de pression dans le circuit général se fasse aussi rapidement que possible. Ceci est réalisé par l'ensemble clapet 49 et diaphragme 51. Lors de la baisse de pression dans le circuit général l'huile sous pression venant de l'accumulateur 20 par la canalisation 48 s'écoule librement vers le cylindre 47 à travers le clapet 49 qui s'ouvre en grand. Lors de la remontée de pression dans le circuit général, qui provoque le retour du tiroir 34 en position III, le clapet 49 se ferme et l'écoulement de l'huile du cylindre 47 vers la canalisation 48 s'effectue lentement par le by-pass 50 et le diaphragme 51. REVENDICATIONS 1/-Installation de commande hydraulique des postes d'usinage d'une machinetransfert à partir d'un circuit général d'alimentation en huile sous pression sur lequel sont branchés en dérivation les circuits particuliers alimentant chaque 4spositif de commande de 11outil d'un poste d'usinage, dispositif comportant un organe de manoeuvre de l'outil du type vérin hydraulique relié à un appareil distributeur placé sous le contrôle d'un programmateur, installation caractérisée en ce que le circuit particulier d'un poste d'usinage comporte essentiellement d'une part, en amont de l'appareil distributeur chargé de commandeur les mouvements de l'outil, un distributeur hydraulique spécial capable sous l'effet d'une baisse de pression dans le circuit principal de couper momentanément la couinunication entre le circuit particulier et le circuit principal pour la rétablir dès que la pression remonte, et d'-autre part, en dérivation sur la liaison distributeur spécial - appareil distributeur, un accumulateur hydraulique destiné à assurer l'alimentation de l'appareil distributeur commandant les mouvements de l'outil pendant le temps où la communication avec le circuit principal est coupée. 2/ Installation selon la revendication 1, dans laquelle le distributeur hydraulique spécial comporte, d'une part un corps à cinq alvéoles alignés encadrés par deux cylindres, l'alvéole central étant en communication avec le circuit principal fournissant le fluide sous pression, les deux alvéoles situés de part et d'autre étant l'un isolé de l'extérieur et l'autre en communication avec le circuit particulier du poste d'usinage tandis que les alvéoles extrêmes sont en communication avec là canalisation de retour de fluide au réservoir d'aspiration de la pompe du circuit principal, et d'autre part un tiroir à deux collets dont les deux extrémités pénètrent dans les cylindres et sont soumises à l'action respectivement, l'une d'un premier piston ayant un certain diamètre et pouvant parcourir une course 2 t dans l'un des cylindres, et l'autre d'un deuxième piston de même diamètre pouvant parcourir la même course 2 L et entouré d'un troisième piston annulaire pouvant parcourir une course L dans l'autre cylindre, le cylindre du premier piston étant en communication d'un côté avec le circuit particulier du poste d'usinage et de l'autre côté avec l'alvéole extrême correspondant, tandis que le cylindre des deux autres pistons concentriques est en communication d'un côté avec le circuit principal et de l'autre côté avec l'autre alvéole extrême. 3/ Installation selon la revendication 2 ou 3, dans laquelle la canalisation de communication du circuit particulier du poste d'usinage avec le premier cylindre comporte un clapet anti-retour et, en dérivation by-pass sur celui-ci, un diaphragme réglable. 4/ Installation selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, dans laquelle l'une des canalisations de liaison entre l'appareil distributeur et le vérin hydraulique comporte un diaphragme réglable, en dérivation by-pass sur celui-ci un clapet anti-retour, et en dérivation sur l'ensemble une électro-vanne.