Brevet FR2312328A1 — publié le 19761224

L'invention concerne les machines-outils qui comportent une broche porterpièce ou porte-outil montée à rotation dans des paliers. On sait que le frottement qui se produit dans lesdits paliers, aussi faible soit-il, provoque un dégagement de chaleur qui élève leur température et, par conséquent, celle de la broche et de l'organe de machine qui les supporte, à une valeur, d'autant plus élevée que la vitesse de rotation de la broche est plus grande. Cette élévation de température provoque des effets de dilatation qui produisent un déplacement de l'axe géométrique de la broche, d'une amplitude qui est faible, mais néanmoins incompatible avec les travaux de précision souvent exigés dans l'état actuel de la technique. Pour remédier à cet inconvénient, on a déjà proposé de stabiliser la température des paliers de broche, à une valeur de préférence voisine de la température ambiante, en faisant circuler l'huile de graissage desdits paliers dans un circuit fermé qui comporte une enceinte équipée d'une installation frigorifique. Ce procédé présente cependant l'inconvénient de nécessiter une installation de refroidissement importante et conteuse. Le but de l'invention est de réaliser une stabilisation thermique des broches par un procédé qui ne présente pas les inconvénients précités de ce procédé connu. A cet effet, le procédé suivant l'invention consiste à faire circuler de l'huile de graissage des paliers dans lesquels tourillonne la broche dans un circuit fermé qui comporte lesdits paliers et une enceinte de chauffage dont on contrôle la température de manière telle que la température des paliers soit maintenue à une valeur qui corresponde à leur température de régime à la vitesse de rotation considérée de la broche. Pour mettre ce procédé en oeuvre, lors de la mise en route de la machine, on commence par porter l'huile de graissage des paliers de broche à la température de régime correspondant sensiblement à la vitesse à laquelle la broche va travailler. Dans ces conditions, le travail effectif de la broche ne modifiera pas sensiblement la température de ses paliers, de sorte que son axe géométrique conservera une position invariable permettant un travail d'usinage de grande précision. Dans une machine qui comporte un circuit de commande hydraulique, par exemple dans une machine à commande numérique, on fera circuler l'huile de stabilisation thermique amenée aux paliers de broche par un circuit complètement indépendant du circuit de commande hydraulique Lorsque les paliers de la broche sont montés dans une poupée qui comporte d'autres arbres rotatifs, on fera avantageusement circuler l'huile de stabilisation thermique également dans les paliers desdits autres arbres. L'invention a également pour objet une installation pour la mise en oeuvre du procédé en question. l'installation de stabilisation thermique suivant l'invention comporte des moyens de mise en circulation d'huile de graissage des paliers de broche dans un circuit qui comporte une enceinte équipée de moyens de chauffage de l'huile à la température de régime des paliers pour la vitesse de rotation considérée de la broche, sous le contr8le d'au moins un thermostat disposé dans lesdits paliers. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé qui montre à titre d'exemple, non limitatif, un mode de réalisation d'une installation suivant l'invention pour la stabilisation thermique d'une broche rotative de tour. La figure unique du dessin représente schématiquement l'ensemble de l'installation, la poupée porte-broche étant supposé coupée par un plan vertical passant par l'axe de ladite broche. La broche de tour 1 représentée sur le dessin est destinée à supporter les pièces à usiner. Elle tourillonne dans deux paliers 2, 3 montés dans les parois verticales d'extrémités 4, 5 d'une poupée 6 fixée sur le baatl 7 du tour. Le graissage des deux paliers 2, 3 est assuré par de l'huile aspirée par une pompe 11, à travers un filtre 12, dans une enceinte 13 et refoulée sous pression par une canalisation 15 qui débouche dans des conduits 16, 17, 18 aboutissant à ces paliers. Une partie de l'huile refoulée par la pompe est prélevée dans le conduit 16 pour être projetée, par des gicleurs 21, en pluie dans l'intérieur de la poupée 4, qui est creuse. Le retour de l'huile à la bâchfooffstituée par l'enceinte 13 se fait par un orifice 23 qui se trouve à la base de ladite poupée et auquel est raccordée une canalisation de retour 24. A l'intérieur de l'enceinte 13, est disposée une canne chauffante 25 alimentée en courant électrique par l'intermédiaire d'ur. programmateur 26 auquel nont associés un thermostat 27 de prise de température de l'un, au moins, des paliers, soit le palier 3 dans l'exemple, et d'un autre thermostat 28 de prise de la température de l'huile dans l'enceinte 13. La pompe 11 est entrainée par exemple par un moteur électrique 29. le fonctionnement de l'installation est le suivant On règle le programmateur 26 pour la température des paliers 2 et 3 qui est leur température de régime stable à la vitesse à laquelle la broche doit tourner pour effectuer le travail. De préférence, on effectue donc la montée en température de l'huile dans l'enceinte 13 aussi rapidement que possible. Dès que la température de régime des paliers est atteinte, le thermostat 27 assure automatiquement la coupure de l'alimentation de la canne électrique chauffante 25 et on peut commencer le travail sur la machine. Pendant toute la durée du travail, la température des paliers sera automatiquement maintenue à la valeur de régime sous le contrôle des deux thermostats 27, 28. Si la broche doit effectuer des travaux successivement à différentes vitesses, on réglera le programmateur d'avance pour que la température de l'huile de graissage corresponde à la telpéra- ture de régime des paliers pour chacune desdites vitesses. La transmission de la chaleur dégagée par les paliers au reste de la poupée, ne risque pas de produire des dilatations du corps de la poupée nuisibles à la précision de l'usinage, puisque tout l'intérieur de ladite poupée est maintenu à une température stable qui est celle assurée par l'huile projetée en pluie par les gicleurs 21. Si d'autres arbres étaient montés à rotation dans la poupée, il conviendrait que le graissage de leur paliers soit assuré également par le même circuit que celui des paliers 2 et 3 de la broche 1. Par ail#eurs, si la machine comportait un circuit de commande hydraulique, le circuit de graissage qui assure en même temps la stabilisation thermique de la broche devrait être complètement distinct du circuit de commande hydraulique. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté ; on peut y apporter des modifications, suivant les applications envisagées, sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention. REVENDICATIONS. 1. Procédé de stabilisation thermique d'une broche de machine-outil tourillonnant dans des paliers, caractérisé# en ce qu'il consiste à faire circuler de l'huile de graissage desdits paliers, dans un circuit fermé qui comporte ces paliers et une enceinte de chauffage dont on contrôle la température de manière que la température des paliers soit maintenue à une valeur qui correspond à leur température de régime à la vitesse de rotation considérée de la broche. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, dans une machine qui comporte un circuit de commande hydraulique, on fait circuler l'huile de stabilisation thermique amenée aux paliers par un circuit complètement indépendant du circuit complètement indépendant du circuit de commande hydrau lique. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque les paliers de la broche sont montés dans une poupée qui comporte d'autres arbres rotatifs, on fait circuler l'huile de stabilisation thermique également dans les paliers desdits autres arbres. 4. Installation de stabilisation thermique d'une broche de machine-outil tourillonnant dans des paliers, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (11) de mise en circulation dthuile de graissage desdits#(2, dans un circuit (15,256, 23, 24) qui comporte une enceinte (13) équipée de moyens/de chauffage de l'huile à la température de régime des paliers pour la vitesse de rotation considérée de la broche (1), sous le contrôle d'au moins un thermostat (27, 28) disposé dans lesdits paliers. 5. Installation suivant la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte un programmateur (26). 6. Installation suivant la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte aussi un thermostat (28) dans ladite enceinte (13). 7. Installation suivant la revendication 4, caractérisée en ce que les paliers (2, 3) sont montés dans les parois d'une poupée creuse (6) et le circuit d'huile précité comporte, en outre, des gicleurs (21) d'arrosage de l'intérieur de ladite poupée. 8. Installation suivant la revendication 4, caractérisve en ce que les paliers (2, 3) de la broche (1) sont montés dans les parois (4, 5) d'une poupée (6) qui comportent d'autres paliers dans lesquels tourillonnent des arbres et le circuit d'huile précité passe également par lesdits paliers. 9. Installation suivant la revendication 4, caractérisée en ce que la machine comporte un circuit de commande hydraulique et en ce que le circuit d'huile de graissage et de stabilisation thermique précité est complètement distinct du circuit de commande hydraulique.