Brevet FR2656673A1 — publié le 19910705

L'invention concerne l'usinage de trous, d'alésages ou de lamages dans des blocs de métal. Pour cet usinage on se sert de broches tournantes portant des outils de coupe, qui sont guidées et supportées dans des paliers convenablement placés et munis généralement de roulements. Il est usuel de lubrifier ces paliers au moyen d'une circulation d'huile et l'on prévoit des joints pour éviter des fuites d'huile, celle-ci étant généralement récupérée après filtration. On a constaté que pendant l'usinage il se produit des vibrations qu'il est impossible de maîtriser et qui nuisent à la précision Or la précision recherchée est devenue très importante dans la technique moderne Par exemple dans les boîtes de vitesses d'automobiles les paliers des arbres portant les engrenages demandent un parfait état de surface et une tolérance de diamètre très fine avec une précision de plus ou moins 1/100 mm pour les entraxes Les vibrations sont un obstacle à l'obtention d'une telle précision et d'un bon état de surface. Au cours de ses recherches, la Demanderesse a trouvé, ce qui est surprenant, que les vibrations peuvent être supprimées en réalisant les paliers de l'outil sans roulement et en remplaçant la circulation d'huile par une circulation d'eau, l'eau pouvant simplement contenir un peu d'huile soluble et pouvant être par conséquent identique à celle qui sert à arroser la pièce en usinage à l'endroit o se fait le travail de l'outil. On obtient de la sorte non seulement les avantages de simplification des paliers et d'une plus grande facilité pour maintenir constante la température de la broche mais aussi celui d'augmenter la précision d'usinage, résultat expérimental qui n'était pas prévisible Les jeux du palier, adaptés aux caractéristiques physiques de l'eau, peuvent être plus petits que dans le cas du lubrifiant habituel à base d'huile, ce qui est encore un avantage au point de vue de la précision. Que le palier soit fixe ou qu'il soit muni d'une pièce intérieure tournante, on prévoira sur lui une tubulure d'arrivée d'eau munie de préférence d'un canal circulaire pour amener l'eau en circulation centripète sur la surface active du palier, ce canal communiquant avec des rainures réparties sur ladite surface et des orifices étant prévus pour l'évacuation de l'eau qui pourra être récupérée avec le fluide de coupe. Un dispositif de refroidissement ou au contraire de chauffage de l'eau sera de préférence prévu pour que l'eau introduite dans le palier ait et conserve une température bien déterminée, de l'ordre par exemple de 200 C La pression de l'eau doit être suffisante pour permettre sa circulation dans le palier Une valeur de 1 à 3 bars peut convenir. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Les figures 1, 2 et 3 représentent en coupe axiale des réalisations différentes de paliers à eau conformes à l'invention. La figure 4 représente également en coupe axiale une broche d'usinage disposée et guidée dans deux paliers. Sur la figure 1, on voit en 1 une broche d'usinage qui porte un ou plusieurs outils de coupe 2 convenablement placés sur sa longueur On voit aussi un palier 3 qui se compose d'une enveloppe fixe 4 à l'intérieur de laquelle se trouve une bague 5 fixée sur la broche 1 de manière à tourner avec elle, cette fixation pouvant se faire au moyen d'une clavette 6 ou encore par emmanchement dur, par collage ou par vissage Une rainure 5 a est prévue pour permettre le passage de l'outil 2 quand on enfile la broche dans le palier. Une tubulure d'arrivée d'eau 7 traverse l'enveloppe 4 et débouche dans un canal circulaire 8 qui entoure la bague 5 Cette eau peut être additionnée d'huile soluble dans la même proportion que l'eau servant à arroser l'endroit o travaille l'outil Au moyen d'un dispositif non figuré elle est maintenue à une température constante de l'ordre de 20 'C par exemple. Des rainures 9 hélicoïdales sont prévues sur l'interface enveloppe 4bague 5 Ces rainures peuvent être tracées soit sur la face interne de l'enveloppe 4, soit sur la face externe de la bague 5, soit sur les deux. Elles communiquent avec le canal circulaire 8 et assurent par conséquent l'arrivée de l'eau sur toute l'interface susdite Un ou plusieurs orifices tels que 10 assurent l'évacuation de l'eau qui peut être recueillie et filtrée pour être réutilisée. Dans la variante de réalisation de la figure 2, la disposition est sensiblement la même mais la bague 5 est supposée collée ou emmanchée à force sur la broche 1. Dans le cas de la figure 3, le palier ne comporte pas de partie tournante, la bague 5 étant par conséquent supprimée La disposition générale reste la même, mais on remarque que les rainures hélicoïdales pratiquées sur la surface intérieure de la partie fixe 4 du palier débouchent directement à l'extérieur en 11. Sur la figure 4, on voit une broche 1 qui est guidée dans deux paliers 4 a-4 b. Chacun de ces paliers comporte un manchon fixe 12 a- 12 b qui est traversé par la broche et qui est muni d'une rainure hélicoïdale 13 a-13 b sur l'interface broche- manchon Cette rainure (il pourrait d'ailleurs y en avoir plusieurs disposées en parallèle) s'ouvre en 14 a-14 b dans l'espace annulaire 15 situé entre la broche et l'enveloppe et débouche à l'extérieur en 16 a-16 b. L'eau amenée par une tubulure centrale 17 pénètre en 14 a-14 b dans les rainures et s'en échappe en 16 a-16 b. Comme dans les modes de réalisation précédents, il n'y a pas de joint sur la broche pour permettre la récupération de l'eau. REVENDICATIONS 1 Machine d'usinage comportant une broche rotative portant au moins un outil de coupe et tournant dans des paliers, caractérisée en ce que les paliers, sans roulement, sont lubrifiés par de l'eau, additionnée de préférence d'huile soluble, qui est amenée à circuler dans un réseau de canaux ( 8,9) aménagés sur les interfaces des pièces en rotation relative. 2 Machine selon la revendication 1, caractérisée par des moyens permettant de maintenir à une valeur fixe convenablement choisie, la température de l'eau envoyée aux paliers. 3 Machine selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par l'absence de joint sur la broche pour la récupération de l'eau.