Brevet FR2469977A1 — publié le 19810529

La présente invention concerne un appareil pour mainte- nir un ensemble d'éléments et, plus particulièrement, un ap- pareil tel ceux utilisés pour A.ainten:run ensemble d'électro- des dans une machine à décharge électrique utilisée pour usiner simultanément dans une pièce un ensemble de petits trous. On a utilisé des machine à décharge électrique dans le passé pour usiner simultanément un ensemble de petits trous dans une grande variété de pièces. Ces machines utilisent une série de déchargesélectriquescommandéespour enlever du métal de la surface de la pièce. Plus particulièrement, chacune des décharges provoquent l'échauffement rapidement, la fusion et la vaporisation partielle d'une quantité minime du métal. La pression de vapeur du métal expulse le métal liquide de la surface de la pièce dans un fluide diélectrique en écoulement qui transporte la quantité minime de métal loin de la pièce. Les décharges électriques commandées apparaissent à une fré- quence, classiquement de 15.000 à 30.000 par seconde, pour enlever continuellement du métal du site. Au fur et à mesure que le métal est enlevé de façon continue,il se forme une dépres- sion et on rapproche de la pièce l'électrode utilisée pour en- gendrer la décharge pour maintenir un intervalle de décharge choisi. Ainsi, le métal est enlevé du site jusqu'à ce que la quantité voulue de métal soit électriquement enlevée. Il est connu dans la technique d'utiliser un ensemble d'électrodes mutuellement isolées pour enlever simultanément du métal d'un nombre de sites proches les uns des autres. Ce type demachine à décharge électrique comprend une grappe ou ensemble, d'électrodes mutuellement isolées bloquées et por- tées dans une cartouche et avancées sélectivement en tant qu'un groupe vers la pièce.Durant l'opération d'usinage par décharge électrique, du matériau est enlevé ou érodé de l'électrode aussi bien que de la pièce. L'érosion des bouts d'électrodes pendant l'opération d'usinage peut ne pas être uniforme sur toutes les électrodes. En conséquence, à la fin de l'opération d'usinage, afin d'obtenir un fonctionnement satisfaisant pen- dant l'opération d'usinage suivante, on doit placer les bouts d'électrodes dans le même alignement qu'ils avaient au début de l'opération d'usinage. Le réalignement des bouts d'électro- des s'effectue en libérant la bride de serrage fixant les électrodes à la cartouche, en avançant les électrodes choisies vers la pièce jusqu'à ce que les bouts d'électrodes soient alignées suivant la relation voulue et en rebloquant les élec- trodes dans la cartouche. Dans le passé, l'appareil de l'art antérieur pour le réalignement des bouts d'électrodes conduisait à des résultats satisfaisant pour réaligner des électrodes qui se trouvaient généralement parallèles dans le même plan. Avec les électrodes agencées pour se trouver dans le même plan, des brides de serrage utilisées pour bloquer les électrodes sur la cartouche peuvent être très simplement constituées d'une paire d'élé- ments plats ou d'une paire de galets entre lesquels sont coincées les électrodes. Cependant, les structures de l'art antérieur ne se sont pas rév!lées en fait totalement satis- fa'santes pour assurer le réalignement lorsque les électrodes ne se trouvent pas dans le même plan, mais sont plutôt dis- posées suivant un réseau tridimensionnel. La présente invention concerne donc les problèmes posés par le réalignement des élec- trodes disposées en un réseau tridimensionnel. Par conséquent, la présente invention a pour objet de fournir des moyens pour maintenir de façon libérable un ensemble d'élements. L'invention a aussi pour but de fournir des moyens pour maintenir de façon libérable des électrodes dans une opéra- tion d'usinage par décharge électrique. La présente invention a enfin pour but de fournir des moyens pour maintenir de façon libérable des électrodes dlispo- sées en un réseau tridimensionnel. En bref, selon la présente invcnzion on réaiise un appareil pour maintenir un ensemble d'élements comprenant une enceinte délimitant généralement une cavité avec au moins un des élément faisant saillie à l'intérieur de la cavité. Un milieu fluide adapté pour la pressurisation hydrostatique est disposé à l'intérieur de la cavité et on prévoit des moyens également disposés à l'intérieuat de la cavité et. sensible à la pressurisaL.Lor.n hydrostatique du milieu pour engendrer une force de bloquage de l'élément. La suite de la description se réfère aux figures annexées qui représentent respectivement, Figure 1, un schéma d'un appareil d'usinage par dé- charge électrique Figure 2, une vue schématique-agrandie d'une partie de l'appareil de la figure 1; Figure 3, une vue schématique agrandie d'une partie de l'appareil de la figure 2; et Figure 4, une vue en coupe faite suivant la ligne 4-4 de la figure 3. On a représenté schématiquement sur la figure-1, en un appareil d'usinage par décharge électrique incorporant la présente invention. Une crémaillère 12 reliée à une table mobile ou chariot 14,est agencée pour être entraînée par l'en- grenage 16 grâce à l'énergie motrice fournie par un moteur 18 par l'intermédiaire d'un accouplement à engrenage 20. Fixée au chariot 14, une bride de serrage d'électrodes,sélective- ment libérable,22 reçoit un ensemble d'électrodes 24 qui tra- versent cette bride 22 jusqu'à un endroit proche d'une pièce 26. La pièce 26 est supportée pendant l'opération d'usinage par un bloc de support fixe 28 et est baignée dans un flux de fluide diélectrique fourni par une buse 30. La pièce 22 est reliée électriquement par le conducteur 32 à une borne positive et le circuit électrique est complété enreliant élec- triquement chaque électrode 24 à une borne négative par des conducteurs 34. Pendant le fonctionnement de l'appareil 10, le moteur 12 avance le chariot 14 vers la pièce 26. Lorsque les bouts de chacune des électrodes 24 atteignent une distance prédéterminée ou intervalle de la pièce 26, l'usinage par décharge électrique est amorcé par l'excitation du circuit électrique pour enlever du métal de la pièce 26. Au fur et à mesure que du métal est enlevé de la pièce 26, le moteur 12 avance le chariot 14 et les électrodes 26 vers la pièce 12 afin de maintenir l'inter- valle mentionné ci-dessus entre chacun des bouts des électrodes 24 et la pièce 26. De cette manière, alors, l'usinage de la pièce 26 s'effectué jusqu'à ce que la quantité voulue de métal ait été enlevée et alors le moteur 12 retire le chariot 14 et éloigne les électrodes 24 de la pièce 26. Puisqu'il apparaît une érosion inégale des-électrodes pendant ltopération d'usinage, les bouts des électrodes 26 ne seront pas en alignement à la fin de l'opération. Afin d'obtenir un cammencement simultané de l'usinage par décharge électrique à tous les bouts d'électrodes pendant l'opération suivante, on doit aligner les bouts d'électrodes. L'alignement s'effectue en libérant suffisamment la bride de serrage 20 de son serrage ferme sur les électrodes 24 jusqu'à un degré permettant aux électrodes 24 d'être portées par la bride de serrage 22 et de pouvoir être translatées par glissement par rapport à celle -ci. Le chariot 14, et la bride de serrage 22,sont alors avancés vers la nouvelle pièce (ou une surface de référence). Puisque les électrodes 24 sont portées de façon lâche par la bride de serrage 22, elles sont également avancées vers la nouvelle pièce. Pendant cette avance, unpremier bout d'électrode entrera en contact avec la nouvelle pièce (ou surface de réfé- rence) empêchant une avance supplémentaire de cette électrode et obligeant cette électrode à glisser par rapport à la bride de serrage 22 au fur et à mesure que l'on avance la bride de serrage 22. Des avancements supplémentaires amènent un second bout d'électrode en contact avec la pièce 26, obligeant cette électrode 24 à glisser par rapport à la bride de serrage 22. De cette manière, chacune des électrodes 24 est amenée en contact avec la nouvelle pièce. Lorsque la dernière électrode 24 est amenée en contact, les électrodes sont alignées et la bride de serrage 22 peut être resserrée pour bloquer toutes les électrodes 24 afin d'empêcher tout déplacement relatif entre la bride de serrage 22 et ses électrodes 24. Le chariot 14, et par suite les électrodes 24, sont alors légèrement éloignés de la-pièce pour réaliser l'intervalle diélectrique mentionné ci-dessus et on peut alors effectuer l'usinage par décharge électrique de la nouvelle pièce. En se référant maintenant à la figure 2, on a repré- senté une vue schématique agrandie d'une partie du chariot 14 et de la bride de serrage 22 représentés à la figure 1. La bride de serrage 22 est constituée d'une enceinte 36 creuse généralement étanche au fluide destinée à supporter les élec- trodes 24 et agencée pour recevoir un milieu hydrostatiquement pressurisé tel qu'un fluide par l'intermédiaire d'un conduit 38'relié à une source de pressurisation hydrostatique sous la forme d'une pompe 39. On observera que l'ensemble d'électrodes 24 est disposé suivant un réseau tridimensionnel. Comme on le décrira ci-dessous, en pressurisant sélectivement le milieu ou fluide à l'intérieur de l'enceinte 36, on peut obtenir le bloquage du réseau tridimenssionnel d'électrodes 24. La figure 3 est une représentation schématique agrandie d'une partie d'une des électrodes 34 en relation avec l'encein- te 36. L'enceinte 36 entoure généralement une cavité 38 dans laquelle est retenu le milieu fluide mentionné précédemment. L'enceinte 36 comprend une paire d'ouvertures alignées oppo- sées 40 et 42, traversant respectivement une paire de parois généralement parallèles 44 et 46 dans l'enceinte 36. Un élé- ment creux, rigide, allongé et cylindrique ou douille 48 traverse l'ouverture 40, la cavité 38 et se termine de façon adjacente à l'ouverture 42 de la paroi 46. Un second élément creux, rigide, cylindrique ou douille 50 se loge dans l'ouver- ture 42 de la paroi 46. Les douilles 48 et 50, qui peuvent être réalisées en une seule pièce, comportent des surfaces inté- rieures 49 et 51, respectivement, qui délimitent des passages allongéscentrés 52 et 54, respectivement, alignés l'un avec l'autre et agencés pour recevoir et entourer une électrode unique 24 traversant l'enceinte 36. On doit noter que les pas- sages 52 et 54 sont d'un diamètre légèrement plus grand que le diamètre de l'électrode 24. En se référant maintenant à la figure 4, en liaison avec la figure 3, on observera que l'élément rigide ou douille 48 comporte un dégagement 56 dans lequel se loge un segment mobile 58. Le segment mobile 58 comporte une face intérieure 60 qui définit une partie du passage 52 et dont la forme est complémentaire decelle de l'électrode 24 afin de venir en contact avec celle-ci. Un moyen mobile ou souple sous la forme d'un élément souple à paroi mince, cylindrique,creux ou diaphragme 62 est disposé entre le milieu fluide dans la cavité 38 et l'élec- trode 24. Plus particulièrement, le diaphragme 62 est agencé pour s'ajuster étroitement autour des éléments rigides 48 et et généralement co-axial avec ceux-ci et traverse l'ouver- ture 40, la cavité 38 et l'ouverture 22. On observera que le diaphragme souple 62 est, à ses extrémités, emprisonné entre la douille 48 et les parois de l'ouverture 40 et entre la douille 50 et les parois de l'ouverture 42. Emprisonné de cette manière, le diaphragme 62 réalise un joint d'étanchéité empêchant la fuite du milieu fluide hors de la cavité 38 par les orifices 48 et 50. De plus, le diaphragme souple 62 est constitué d'un matériau électriquement isolé et puisqu'il sépare les douilles 48 et 50 de l'enceinte 36, empêche le passage d'électricité entre l'ensemble 36 et les douille 48 et 50. De cette manière, chaque électrode 24 est électriquement isolée des autres élec- trodes 24. Le diaphragme 62, imperméable au passage du milieu fluide, fournit un écran disposé entre les électrodes 24 et le milieu fluide dans la cavité 38. On observera que l'élec- trode 24 est entourée par des éléments rigides 48 et 50 dis- poséschacun entre l'électrode 24 et le diaphragme souple 62. Le diaphragme 62 empêche les éléments 48 et 50 et l'élec- trode 24 d'un contact direct avec le milieu fluide dans la cavité 38. On va maintenant décrire le fonctionnement de la pré- sente invention. Lorsque le processus d'usinage par décharge électrique se trouve dans la partie de la séquence d'usinage dans laquelle on souhaite bloquer les électrodes, le milieu dans la cavité 38 est pressurisé hydrostatiquement. L'élément souple ou diaphragme 62 est sensible à lapressurisation hydro- statique et engendre une force et-transmet cette force à l'élec- trode 24 pour bloquer l'électrode 24. Due plusparticulièrement à la pression du milieu dans la cavité 38 agissant sur la sur- face du diaphragme 62, une force est engendrée en direction de l'électrode 24. Puisque le diaphragme 62 est souple, il se déplace ou s'infléchit à proximité du dégagement 56 de la douille 48 en direction de l'électrode 24. En fléchissant de cette manière, le diaphragme 62 porte contre l'élément 58 dans le dégagement 56 et déplace l'élément 58 en direction de l'électrode 24 grâce à quoi la surface 60 de cet élément 58 porte contre l'électrode 24. Ainsi, la pression du milieu fluide dans la cavité 38 agit sur la surface du diaphragme 62 pour engendrer uneforce faisant flèchir ce diaphragme 62. L'élément 58 est mobile en réponse à la flexion du diaphragme 62 pour bloquer l'électrode 24 entre la surface 60 de cet élément 58, de la paroi intérieure 49 de la douille 48. De cette manière, alors, l'électrode est maintenue fer- mement contre tout déplacement par rapport à l'enceinte 36. On doit noter que le blocage de l'électrode 24 contre la paroi intérieure 49 de la douille 48, qui est électriquement reliée à la charge 34, fournit un contact superficiel étendu entre l'électrode 24 et la douille 48. Ce contact superficiel assure un excellent contact électrique entre la douille 48 et l'élec- trode 24 afin de fermer le circuit électrique mentionné précé- demment. Comme mentionné précédemment, l'élément souple 62, isole électriquement chaque électrode des autres. Cet aspect est important car il est usuel dans la technique de vérifier l'intégrité électrique de chaque électrode et de son circuit. Par suite, puisque chaque circuit d'électrode est électriquement isolé des autres, on peut vérifier son intégrité en dépit d'un mauvais fonctionnement d'un circuit d'électrode adjacent. Lorsque l'appareil d'usinage par décharge électrique se trouve dans la partie de la séquence d'usinage dans laquelle on souhaite un déblocage des électrodes 24, on supprime la pressurisation du milieu fluide dans la cavité 38. La dépres- surisation supprime la force appliquée au diaphragme souple 62 ce qui permet à l'élément-58 d'être libéré de son contact de blocage, de l'électrode 24. Avec la cavité 38 dépressurisée, le déplacement par glissement de l'ensemble des électrodes 24 par rapport à l'enceinte 36 peut avoir lieu et l'ensemble des électrodes 24 peut être aligné comme décrit précédemment. Selon la présente invention, on muni chaque électrode du réseau tridimensionnel représenté à la figure 2, avec le dispositif de blocage décrit aux figures 3 et 4. Avec un tel agencement, chacune des électrodes 24 de l'ensemble peut être simultanément et efficacement bloquée en simplement pressuri-- sant hydrostatiquement le milieu fluide dans la cavité 38. Puisque chaque électrode de l'ensemble est pourvue avec les douilles, l'élément et le diaphragme souple mentionnés précé- demment et soumis à un milieu fluide commun, l'amplitude de la force de blocage engendrée pour chaque électrode est indé- pendante de la force de blocage des autres électrodes dans le réseau. Cet aspect est une amélioration importante par rapport- au dispositif de l'art antérieur dans lequel les variations de tolérance entre les électrodes et le dispositif de blocage commun conduisaient à une interdépendance entre l'amplitude de la force de blocage engendrée aux diverses électrodes. Avec le dispositif de l'art antérieur, les variations de tolérance résultaient en une force de blocage élevée pour certaines élec- trodes et peu ou pas de force pour les autres électrodes du réseau. Par suite, la présente invention apporte une amélioration importante par rapport aux dispositifs de l'art antérieur. 9 2469977 REVENDICATIONS - 1. Appareil pour maintenir un ensemble d'éléments (24),ca- ractérisé en ce qu'il comprend: une enceinte (36)définissant gé- néralement une cavité,(38),au moins un deséléments faisant saillie à l'intérieur de l'enceinte; un milieu adapté pour être pres- surisé disposé-dans la cavité; et des moyens (62,58) disposés dans cette cavité sensibles à cette pressurisation du milieu pour engendrer une force et transmettre cette force à l'élé- ment pour bloquer cet élément. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens comprennent des moyens mobiles (62,58) soumis au milieu et déplaçables en réponse à la pressurisation pour en- gendrer cette force de blocage. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens mobiles comprennent des moyens souples (62) pour engendrer cette force de blocage. 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble des éléments fait saillie à l'intérieur de la cavité et en ce que les moyens comprennent un ensemble de moyens mobiles en contact avec l'ensemble d'éléments pour engendrer une force pour bloquer chaque élément de cet ensemble d'éléments. 5. Appareil pour bloquer un ensemble d'électrodes,(24) caractérisé en ce qu'il comprend une enceinte (36) définissant une cavité,(28) l'ens&tledEs électrodes traversant cette cavité un milieu adapté pour une pressurisation hydrostatique dis- posée dans la cavité, des moyens (62,5J) disposés dans cette cavité et agencés pour venir au contact de chacune des électrodes et sensibles à cette pressurisation hydrostatique afin d'en- gendrer une force et transmettre cette force aux éléments pour bloquer chacune des électrodes de l'ensemble. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le milieu entoure l'ensemble d'électrodes et en ce que les moyens fournissent un écran disposé entre les électrodes et le milieu, cet écran étant imperméable au passage du milieu. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'écran comprend un élément souple (62) fléthissant en réponse 2469977 à la pressurisation hydrostatique pour engendrer une force de blocage de l'ensemble des électrodes. 8. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens comprennent un élément souple cylindrique creux entourant une des électrodes et formant un écran entre cette électrode et le milieu, cet écran étant imperméable au passage du milieu et étant flexible en réponse à la pressuri- sation hydrostatique pour engendrer la force de blocage. 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens comprennent en outre un élément rigide cy- lindrique creux (48) entourant une des électrodes et disposé entre cette électrode et l'écran, cet élément rigide cylindrique comportant un dégagement agencé pour recevoir un élément mobile (58), cet élément mobile se déplaçant en réponse à la flexion de l'élément souple (62) pour bloquer l'électrode entre lui et l'élément rigide. 10. Machine à décharge électrique-pour l'enlèvement de métal d'une pièce, caractérisée en ce qu'elle comprend un chariot (14) mobile vers et loin de la pièce; une enceinte (36) mobile avec ce chariot, cette enceinte définissant une cavité (38) destinée à recevoir au moins une électrode (24) un milieu adapté pour être pressurisé disposé dans la cavité, des moyens pour fournir cette pressurisation; et des moyens (62,58) disposés dans la cavité sensible à cette pressurisation du milieu pour engendrer une force et transmettre cette force à l'électrode, bloquant ainsi l'électrode. 11. Machine selon la revendication 1.0, caractérisée en ce que les moyens engendrant la force comprennent un moyen souple (62) mobile en réponse à la pressurisation pour engen- drer la force de blocage de l'électrode. 12. Machine selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'elle comprend, en outre, des moyens (12, 16, 18,20) pour déplacer le chariot vers et loin de la pièce; des moyens (28) pour supporter la pièce pendant l'enlèvement du métal et des moyens 30 pour baigner la pièce avec un fluide diélec- trique durant l'enlèvement du métal.