Brevet FR2452353A1 — publié le 19801024

L'invention est relative a' un dispositif de commande hydraulique à cycle de séquence comportant, en particulier, une avance lente et une avance rapide et complétée éventuellement avec un déplacement rapide et un retour rapide. D'une façon générale, des blocs fonctionnels de commande hydraulique d'un cycle de travail automatique à telles séquences, ne permettaient pas de réaliser d'une manière fiable les petites avances. En effet, d'une part, les régulateurs de débit, utilisés pour la commande des avances, ne permettaient pas un réglage fiable en dessous de débits de l'ordre de 60 à 80 cm3/minute et, d'autre part le tiroir de sélection d'un bloc par sa nature même était à l'origine des fuites qui étaient de l'ordre de 15 à 30 cm3/minute. Il en résultait que ces fuites dont l'importance est fonction de la pression, perturbaient la constance et la régularité des avances. L'huile traversait, en effet, aussi bien le tiroir de sélection que le ou les régulateurs de débit de telle sorte que les fuites s'additionnaient au débit contrôlé par le ou les régulateurs de débit. Or, ltévolution de la conception et de la technologie des régulateurs de débit a permis la régulation de débits très faibles de l'ordre de 5 à 20 cm3/mn, ce qui autorise la réalisation de très faibles avances des unités d'usinage à commande hydraulique. Bien entendu, pour réaliser des faibles avances à l'aide des régulateurs de débit permettant des débits régulés aussi faibles et incorporés dans un bloc fonctionnel de commande, il faut pratiquement supprimer toutes les fuites dans le bloc en question et notamment à travers son tiroir de sélection. On peut, certes, réduire les fuites en réduisant le jeu fonctionnel du tiroir de sélection dans l'alésage du bloc et en assurant la cylindricité aussi bonne que possible aussi bien de l'alésage du bloc que des portées du tiroir Mais, il est toutefois connu que la valeur minimale du jeu fonctionnel ne peut pas être réduite au-dessous de sa valeur comptatible avec les conditions dtun bon coulissement du tiroir malgré les déformations du bloc dues, par exemple, au serrage des vis de fixations. La présente invention a pour but un bloc de commande dans lequel les fuites à travers le tiroir de sélection sont entièrement supprimées. L'invention a pour objet un bloc de commande hydraulique d'une unité d'usinage dont la séquence de travail comporte le passage d'une avance rapide à une avance lente comprenant un tiroir de sélection de débit correspondant à ces avances et un régulateur de débit à avance rapide et un régulateur à très faible débit de l'avance lente, caractérisé en ce que le débit commandé par le tiroir est contrôlé en amont par un clapet étanche piloté par le tiroir de telle sorte que ledit clapet est maintenu ouvert pendant la grande avance et qu'il isole le tiroir pendant l'avance lente. Selon une caractéristique, le régulateur de débit d'avance lente est alimenté en amont du clapet étanche, et l'échappement du régulateur de l'avance lente s'effectue au travers du régulateur de l'avance rapide. Selon une autre caractéristique, le clapet étanche est du type antiretour. Le dispositif peut avantageusement comporter un bloc fonctionnel comprenant le tiroir, le clapet étanche et les moyens de commande du clapet. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description d'un mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention donné à titre d'exemple et illustré dans les figures. La figure 1 représente le schéma hydraulique de principe d'un dispositif de commande hydraulique selon l'invention. La figure 2 représente une vue en coupe schématique d'un bloc de commande hydraulique correspondant au dispositif de la figure 1. Dans le schéma de la figure 1, on a désigné par 1 le distributeur de sens de marche d'un vérin 2 entraînant une unité d'usinage 3. Le vérin 2 comporte un piston 20 de type différentiel présentant une pleine section du côté d'une chambre d'avance 21 et une section réduite du côté d'une chambre de retour 22. Le distributeur 1 de sens de marche est relié en amont d'une part par des canalisations 11 et 12 à une source de pression 10 et à une bâche de récupération 15 du fluide de retour. Il est relié en aval d'une part par la canalisation 13 à la chambre d'avance 21 et d'autre part par les canalisations 14 et 24 et au travers d'un clapet anti-retour 16 à la chambre de retour 22. Le clapet anti-retour 16 ne laisse passer le fluide que dans le sens de la canalisation 14 vers la canalisation 24.La tige 23 du piston 20, qui entrasse l'unité d'usinage 3 le long d'une glissière 26, est solidaire d'une came 30 ; la came présente en extrémité une plage de grande avance 31 c#omportant une rampe 33 débouchant sur une zone libre 35 de déplacement rapide ; du côté du vérin, la came comprend une rampe 34 débouchant sur une plage 32 d'avance lente. La machine-outil comporte d'autre part une came 36 coopérant avec un contact de fin de course d'avance 37 et un contact de fin de course de retour 38. Le distributeur de sens de marche comporte trois positions l'une supérieure 1A correspondant à l'avance du vérin 3, l'autre inférieure 1B correspondant au retour du vérin et l'autre centrale 1C correspondant à l'arrêt. Au cours du déplacement du vérin la came 30 coopère avec un galet de manoeuvre 40 d'un distributeur de commande 4 à tiroir 5 soumis de l'autre côté à l'action d'un ressort antagoniste 41. Le tiroir 5 peut ainsi occuper une position SA dans laquelle le galet 40 est disposé dans la zone libre 35, une position 5B dans laquelle le galet 40 est au contact de la plage 31 et une position 5C dans laquelle le galet est au contact de la plage 32. Ainsi qu'on le verra par la suite la position SA correspond à une grande avance et la position 5C à une avance lente. Le distributeur 5 est relié d'un côté par un conduit 61 à un clapet étanche 6, par exemple du type anti-retour, et par une canalisation intermédiaire de pilotage 62 à un circuit de pilotage du clapet 6. Il est relié d'un autre côté par une canalisation 51 à une source de pilotage constituée par la canalisation 13 ; il est relié par une canalisation 52 et à travers un clapet anti-retour 17 à la source de pression 10 ; enfin, il est relié par une canalisation 53 à une bâche 18 de retour du fluide. Le clapet 17 ne laisse passer le fluide que dans le sens de la canalisation 52 vers la canalisation 11. Il est également relié par une canalisation 54 à la canalisation d'entrée 71 d'un régulateur de grande avance 7 et à la canalisation de sortie 82 d'un régulateur de faible avance 8.Le tiroir 5 comporte d'autre part un drainage 55 relié à une canalisation 63 de retour à la bâche 18 du circuit de pilotage du clapet 6 à travers la canalisation 53. Le régulateur de grande avance 7 est relié par une canalisation de sortie 72 à la canalisation 14 tandis que la canalisation 24 est reliée par une canalisation 25 à la canalisation d'entrée 65 du clapet 6, et à la canalisation d'entrée du régulateur de faible avance 8. Le fonctionnement du dispositif est le suivant. Le schéma correspond à la position d'arrêt 1C du distributeur de sens de marche 1 et à la position SA du tiroir 5 qui correspond à la fin de course de retour du vérin 3, le galet 40 étant dans la zone libre 35. Dans cette position la source de fluide sous pression 10 n'alimente aucun circuit, tandis que les canalisations 13, 14 sont en communication avec la bâche 18. Lorsque le distributeur de sens de marche 1 est placé dans la position 1A correspondant à la position d'avance, le fluide sous pression de la source 10 alimente la canalisation 13 et la canalisation de pilotage 51, ce qui provoque d'une part l'ouverture du clapet 6, le fluide du circuit de pilotage faisant retour à la bâche 18 à travers les canalisations 63 et 53, et d'autre part le déplacement rapide du vérin 3 sous l'action du fluide parvenant dans la chambre 21. Le fluide contenu dans la chambre 22 est repoussé, sous une pression supérieure du fait du rapport des sections sur les faces de piston 20, dans les canalisations 24, 25, 65 d'où il traverse le clapet 6. Le fluide en surpression est conduit à la sortie du clapet 6 par la canalisation 61 dans le tiroir en position SA d'avance rapide, d'où il fait retour à travers la canalisation 52, et le clapet 17 à la source de pression 10. Vers la fin de la course de déplacement rapide la rampe 33 attaque le galet 40 pour atteindre la plage 31, ce qui fait passer le tiroir en position 5B de grande avance. Dans cette position l'écoulement du fluide provenant de la chambre 22, des canalisations 24 et 25 dans le tiroir 5 n'effectue plus le retour à la source 10 mais à la bâche 15 à travers la canalisation 54, la canalisation 71, le régulateur de grande avance 7, les canalisations 72, 14, le distributeur 1 et la canalisation 12. Vers la fin de la course de grande avance, la rampe 34 attaque le galet 40, ce qui fait passer le tiroir en position de 5C d'avance lente. Dans cette position la canalisation intermédiaire de pilotage 62 n'est plus alimentée et est reliée à la bâche 18 par la canalisation 53, ce qui provoque la fermeture du clapet étanche 6. Le fluide provenant de la chambre 22, par les canalisations 24 et 25 circule dans la canalisation d'entrée 81 du régulateur d'avance lente 8, le régulateur 8, la canalisation de sortie 82, puis la canalisation d'entrée 71 du régulateur de grande avance 7 pour faire retour à-la bâche 15 comme précédemment. Le terme de la course d'avance lente est alors interrompu par la came 36 agissant sur la fin de course 37. Le fin de course: 37, ainsi que le fin de course de retour 38 sont reliées de manière connue par des canalisations et un dispositif d'inversion du sens de marche non représentés du distributeur 1. Le distributeur 1 étant alors placé en position 1B, la chambre 21 et la canalisation de pilotage 51 sont reliés par l'intermédiaire de la canalisation 13 du distributeur 1 et de la canalisation 12 à la bâche 18. Le fluide de sous pression 10 est envoyé à travers le distributeur 1 à la canalisation 16 et à travers le clapet anti-retour 16 dans la chambre de retour 22 du vérin 3, ce qui assure son retour r#apide, libère le galet 40 dans la zone libre 35 et fait passer le tiroir 5 du distributeur 4 dans la position 5A. La figure 2 montre un mode de réalisation du dispositif selon l'invention qui comporte un bloc de commande 9 comprenant le tiroir 5 du distributeur 4, le clapet 6 et un piston de pilotage 64 du clapet 6. Le distributeur 4 est constitué de manière connue par un alésage cylindrique 90 du corps du bloc 9 le long duquel coulisse le tiroir 5. L'alésage 90 comporte de bas en haut - une chambre de drainage 91 destinée à être reliée par l'intermédiaire du perçage 101 du corps du bloc 9 à la canalisation 53 du dispositif de la figure 1 - une chambre intermédiaire de pilotage 92 - une chambre de pilotage 93 destinée à être reliée, par l'intermédiaire d'un perçage 103 du corps du bloc 1, à la canalisation 51 - une chambre de déplacement rapide 94, destinée à être reliée par l'intermédiaire d'un perçage 104, à la canalisation 52 - une chambre de liaison 95 - une chambre de grande avance 96, destinée à être reliée par l'intermédiaire d'un perçage 106, à la canalisation 54. Le tiroir 5 comporte de bas en haut une gorge de pilotage 51, une gorge de déplacement rapide 152, et une gorge de grande avance 153. Il porte à son extrémité inférieure un épaulement# 143 formant butée contre l'alésage 90 en coopération avec un ressort de rappel 41 disposé dans la chambre de drainage 91 et à son extrémité supérieure le galet 40 destiné à coopérer avec la came 30. Le corps du bloc 9 comporte parallèlement à l'axe du distributeur 4 et du tiroir 5 une succession de trois alésages coaxiaux et communiquant de bas en haut 111, 112, 113. Un bouchon 117 obture à la partie inférieure du bloc des orifices d'accès aux alésages 111 et 90. Dans l'alésage 111 on a disposé un piston de pilotage 64 qui se déplace entre une chambre inférieure de commande de pilotage - 121 comportant une butée 118 et une chambre supérieure 122. La chambre 121 communique par le perçage 62 avec la chambre intermédiaire de pilotage 92. La chambre 122 communique par le conduit 63 avec la chambre de drainage 91. Dans l'alésage 113 on trouve le clapet étanche 6 qui coopère avec un siège fixe 66 disposé entre une chambre d'alimentation 67 et une chambre intermédiaire 68. La chambre 67 est reliée, par l'intermédiaire d'un perçage 69 du corps du bloc 9 à la canalisation 65. La chambre 68 communique par le perçage 61 avec la chambre de liaison 95. Un poussoir 114 est interposé entre le clapet étanche 6 et le piston de pilotage 64 dans l'alésage 112. Un ressort 115 interposé entre le clapet 6 et un bouchon 116 du bloc tend à appuyer le clapet 6 contre le siège 66. Des bouchons 131 et 132 obturent les orifices d'accès aux chambres 121 et 68. Le fonctionnement du bloc 9 est le suivant. Au repos, c'est-à-dire lorsque le distributeur 1 est en position d'arrêt où l'alimentation en pression de la source 10 est interrompue, les différents éléments du bloc 9 occupent la position représentée dans la figure 2, c'està-dire piston 64 en position inférieure, clapet 6 fermé et tiroir en position supérieure. Lorsque le distributeur 1 est placé en position d'avance, la pression de la source 10 est communiquée par la canalisation 51, le perçage 103, la chambre 93, la gorge 151, la chambre 92, et la perçage 62 à la chambre de commande 121 du piston de pilotage 64. Celui-ci se soulève et par l'intermédiaire du poussoir 114 ouvre le clapet 6. Sous la pression de refoulement du verin 3, le fluide parvient par l'intermédiaire de la canalisation 65 et du perçage 69 dans la chambre 67, puis dans la chambre 68 d'où il gagne par l'intermédiaire du perçage 61, la chambre 95, la gorge 152, la chambre 94 et le perçage 104, la canalisation 52, ce qui permet au vérin 3 d'accomplir la phase de déplacement rapide qui s'achève par l'enfoncement du tiroir 5 du fait du déplacement du galet 40 sur la rampe 33 et le passage sur la plage 31. Dans cette position, la communication de la chambre 95 avec la chambre 94 a été interrompue progressivement grâce à la présence d'une fente de progression 154 sur le tiroir 5, tandis que la communication est établie avec la chambre 96 et par l'intermédiaire du perçage 106 avec la canalisation 54 et le régulateur 7, ce qui n'autorise plus que le déplacement d'avance rapide du vérin. Cette phase s'achève par l'enfoncement du tiroir 5 du fait du déplacement du galet 40 sur la rampe 34 et le passage sur la plage 32. Dans cette nouvelle position, la communication de la chambre 95 avec la chambre 96 a été interrompue progressivement grâce à la présence d'une fente de progressivité 155 sur le tiroir 5 ; mais l'alésage 90 autorise cependant des fuites entre ces chambres, tandis que la communication entre la chambre de pilotage 93 avec la chambre intermédiaire 92 vient à être interrompue et que la chambre 92 est mise en communication par la gorge 151 avec la chambre de drainage 91. Le piston de pilotage 64 n'étant plus alimenté le clapet 6 se ferme d'une manière étanche, plus aucune fuite n'est admise à travers le distributeur 4 à tiroir 5. Le fluide émis par la pression de refoulement du vérin ne peut plus faire retour qu'à travers le régulateur d'avance lente 7 puis d'avance rapide, ce qui n'autorise plus qu'une avance lente jusqu'à ce que la came 36 n'entre en contact avec la fin de course 37. Il est évident que l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit et représenté et qui n'a été donné qu'à titre d'exemple en particulier, on peut, sans sortir du cadre de l'invention, modifier certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents, ou encore remplacer certains éléments par d'autres susceptibles d'assurer la même fonction technique ou une fonction technique équivalente. REVENDICATIONS 1/Dispositif de commande hydraulique d'une unité d'usinage dont la séquence de travail comporte le passage d'une avance rapide à une avance lente, comprenant un tiroir (5) de sélection de débit correspondant à ces avances et un régulateur de débit (7) à avance rapide et un régulateur à très faible débit (8) de l'avance lente, caractérisé en ce que le débit commandé par le tiroir est contrôlé en amont par un clapet étanche (6) piloté par le tiroir de telle sorte que ledit clapet est maintenu ouvert pendant l'avance rapide et qu'il isole le tiroir pendant l'avance lente. 2/ Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le régulateur de débit d'avance lente (7) est alimenté en amont du clapet étanche (6). 3/ Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'échappement du régulateur de l'avance lente (7) s'effectue au travers du régulateur de l'avance rapide. 4/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le clapet étanche (6) est un clapet du type anti-retour. 5/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un bloc fonctionnel (9) comprenant le tiroir (5), le clapet étanche (6) et les moyens de pilotage (64) du clapet.