Brevet FR2730438A1 — publié le 19960814

Titre: Système d'ébavurage de pièces mécaniques par fatigue alternée du métal, engendrée par un jet alternatif de liquide pulsé arrachant et évacuant les bavures. L'invention concerne un système d'ébavurage par cisaillement et fatigue alternée du métal engendrée par un jet alternatif de liquide non émulsionnant pulsé sous pression arrachant et évacuant les bavures hors de la pièce mécanique. Les bavures sont généralement considérées comme dangereuses pour le bon fonctionnement des organes mécaniques ou hydrauliques. On s'efforce généralement de les enlever. Celles qui sont facilement accessibles sont actuellement éliminées par des outillages spécifiques. Or les bavures situées à l'intérieur des pièces mécaniques, engendrées généralement par des perçages fraisages ou alésages croisés, sont le plus souvent inaccessibles. Lorsque les trous de perçage croisés sont très petits, par exemple 1 ou 2 mm, il est impossible d'y glisser un outil d'ébavurage. Il n'existe pas à ce jour de dispositifs ou systèmes automatiques ou semi-automatiques aptes à éliminer les bavures intérieures pourtant dangereuses pour le bon fonctionnement des organes sensibles des composants mécaniques, utilisés notamment en aéronautique, moteurs d'automobile et particulièrement diesel, les organes hydrauliques etc. Le système d'ébavurage selon l'invention a pour objet de fournir un moyen d'éliminer les bavures internes ainsi que certaines bavures externes des pièces mécaniques sensibles. Suivant une réalisation avantageuse du système d'enlèvement de bavure dans des trous borgnes ou non, selon l'invention, les bavures sont éliminées par écoulement dans un premier sens, d'un fluide non émulsionnant, pulsé par pics de pression et par l'inversion du sens d'écoulement de ce flux pour provoquer l'arrachement de la bavure par cisaillement et par fatigue du métal et son évacuation hors de la pièce. Ce résultat est obtenu au moyen d'un double flux avec deux buses de projection du flux sous pression fonctionnant alternativement en sens inverse. Ces buses sont serrées ou non contre les trous d'accès à la bavure au moyen d'un outillage de bridage automatique comportant des moyens d'adaptation spécifiques.Ces moyens complémentaires sont réalisés suivant chaque forme particulière de pièces ou de familles de pièces mécaniques pour permettre leur mise en place dans le système d'ébavurage. Dans le cas de perçages par exemple débouchant dans un logement borgne, on utilise un seul flux pulsé par pics de pression. Dans le cas de bavures extérieures sur un profil irrégulier, on utilise la technique du double flux avec deux buses mobiles à pics de flux alternés fonctionnant en opposition. Ces buses sont montées sur une machine à plusieurs axes, dont les mouvements sont obtenus par une commande numérique permettant de faire suivre, aux deux buses d'ébavurage alterné, des profils quelconques. Les flux de fluide à pics de pression sont obtenus au moyen d'un dispositif hydraulique comportant une ou deux pompes hydrauliques équipées de moyens permettant la pulsion cyclique alternée des flux. Le système d'ébavurage selon l'invention présente les avantages suivants: - accès aux bavures inaccessibles par les moyens conventionnels de la mécanique; - conservation de la précision des pièces ébavurées dans le dispositif; - ébavurage possible des angles vifs sans destruction de l'arête; - possibilité de contrôle dimensionnel par la mesure de la différence de pression; - gain de temps par rapport aux moyens conventionnels dans le cas de bavures accessibles; - possibilité d'implantation sur les machines transfert; - fiabilité du système; - maintenance simplifiée. L'invention est décrite en détail dans le texte qui suit, en référence aux dessins donnés à titre d'exemples non limitatifs et montrant: - figure 1, 2 et 3, la succession des opérations alternées aboutissant à l'arrachement d'une bavure et à son évacuation de la pièce; - figure 4, la technique du simple flux d'ébavurage dans un trou borgne; - figure 5, la technique du double flux alterné d'ébavurage par buses mobiles suivant une bavure d'arête à éliminer; - figure 6, la technique du double flux pour l'élimination d'une bavure dans un perçage en circuit ouvert; - figure 7, un exemple de schéma hydraulique du système d'ébavurage; - figure 8, une vue en élévation de la pompe hydraulique à double flux pulsé; - figure 9, une vue de dessus de la pompe hydraulique selon la figure 8;; - figure 10, une vue de gauche montrant le chariot portant les pistons de la pompe hydraulique selon la figure 9; - figure 11, un exemple de schéma d'une installation d'ébavurage; - figure 12, un exemple de tableau de commande à distance. Sur les figures 1, 2, on a montré, sur une pièce I représentee en coupe la succession des opérations alternées aboutissant à l'arrachement d'une bavure 2 résultant de deux perçages perpendiculaires 3, 4, de même diamètre, débouchant l'un dans l'autre à leur extrémité. Une succession de pics de pression de flux de liquide pulsé sous pression, dans un sens 5, puis en sens inverse 6, exercent alternativement une poussée sur la bavure 2 dans le sens 5 (figure 1), puis en sens inverse 6 (figure 2). La succession d'alternances de pics de flux fatiguent le métal et finissent par le rompre et l'un des flux 5 sur la figure 3, l'évacue de la pièce. La figure 4 montre un exemple de technique du simple flux pulsé d'ébavurage, mettant en oeuvre une seule buse 10 engagée dans un trou Il débouchant dans une cavité borgne 12, le perçage ayant engendré une bavure 13 sur le bord de la cavité. La succession de pics de flux pulsés pousse la bavure dans la cavité, cependant que le retour de flux 12 s'écoulant entre la buse et la paroi du trou 11 repousse ladite bavure vers le trou 1 1. Il s'ensuit une fatigue du métal qui s'arrache et s'évacue hors de la pièce 14 par le trou I 1. Pour les trous plus petits que le diamètre de la buse, on place celle-ci contre le trou. La figure 5, montre un exemple de la technique du double flux alterné d'ébavurage au moyen de deux buses mobiles 15, 16 déplacées automatiquement le long d'une bavure d'arête 17 d'une pièce 18. Cette opération peut être effectuée sur une machine transfert équipée de chariots à 5 axes, à commande numérique, pour permettre de suivre des profils d'arêtes quelconques. La figure 6 montre un exemple d'utilisation de la technique du double flux pour l'élimination d'une bavure 20 provoquée au débouché du perçage d'un premier trou 21 dans un second trou 22, de diamètre égal, plus petit ou plus grand, d'une pièce 23 et formant un circuit ouvert. Une première buse envoie des pics de flux pulsé 24 dans le premier trou 21 et qui s'évacuent en 25 par le second trou 22, et une seconde buse envoie des pics de flux 26 par le second trou 22 et qui s 'évacuent en 27 par le premier trou 21 fatiguant et rompant la bavure qui s'évacue par l'un des deux trous. Lorsque le circuit hydraulique d'une même pièce comporte plus de deux trous débouchant, on ajoute des buses fonctionnant par paires. La figure 7 montre un exemple de schéma hydraulique du système d'ébavurage. n comporte: - la pièce à ébavurer 30 que l'on fixe sur le plateau du système, un outillage spécifique à la forme de la pièce pour serrer, de façon étanche, l'extrémité des buses sur chaque orifice des trous 31, 32 d'accès à la bavure au moyen, par exemple, de vérins de bridage 33; - un capteur de pression 34, électronique, mécanique ou autre, mis en circuit entre les deux trous de la pièce 30, - des conduits 35 et ;6 du flux pulsé connectés chacun à leur buse respective (non représentée); - un répartiteur 37 du flux pulsé qui récupère les retours à une sortie 38 et les envoyant au travers de filtres 39 récupérant les bavures, ces filtres sont équipés d'un indicateur électrique de colmatage;; - deux pompes hydrauliques 40, 41, à flux pulsé, mues par un moteur électrique 42 et comportant chacune un clapet anti-retour de décharge tarable 44 et un clapet anti-retour d'aspiration 45; - un distributeur 46; - un réservoir bâche 47 avec son indicateur électrique de niveau 48. Les figures 8, 9 et 10 montrent un exemple de pompe à double flux pulsé alternativement au moyen d'un excentrique 60 déplaçant alternativement un chariot 61 porteur de deux pistons 62, 63, se mouvant chacun dans un cylindre 64, aspirant et refoulant alternativement le flux pulsé aux travers d'orifices 65, 66. Un joint spécial 67, à très bas coefficient de frottement, évite le frottement du piston 62, 63, sur une partie métallique, conférant à cette pompe une très grande longévité. L'excentrique 60 est monté claveté sur le bout d'arbre 67 d'un moteur électrique 68, fixé par une collerette sur le bâti 69. Un roulement à billes 70 est monté sur l'excentrique 60 et roule sur des rails d'usure 71, 72.. Le chariot se déplace sur deux tiges de guidage 73, 74, par l'intermédiaire de paliers linéaires 75 à billes ou non.Le bâti 69 repose sur le sol par l'intermédiaire de supports élastiques anti-vibratoires 76 réglables en hauteur. Des capots 77 ferment le corps de pompe pour le rendre étanche notamment aux poussières. Le dispositif comporte un pupitre de commande à distance que l'on fixe sur la machine qui reçoit les pièces à ébavurer. Il comporte un séquenceur à partir duquel on programme la durée d'une séquence pendant laquelle la pièce à ébavurer sera soumise au double flux. La pompe fonctionne de façon suivante: la rotation de l'arbre moteur 67 entraîne l'excentrique 60 en rotation, le roulement à billes 70 roule sur les rails 71, 72 en déplaçant alternativement le chariot 61 porteur des pistons 62, 63; les pistons pénètrent alternativement dans leur cylindre 64 en aspirant et refoulant un fluide sous pression en provoquant chacun, à chaque fin de course de refoulement, un pic de pression correspondant à la levée maximale de l'excentrique. La figure 11 montre un exemple de schéma d'une installation d'ébavurage. Elle comporte la pompe hydraulique à double flux 80, montée sur un châssis 81, le répartiteur 37, le filtre 39, un échangeur 82, une pompe transfert 83, un bac de décantation 84, un réservoir d'huile 47. Les tuyaux hydrauliques souples alimentant les buses se connectent sur les sorties du répartiteur, comme montré sur le schéma hydraulique figure 7. La figure 12 montre un exemple de tableau de commande à distance. Il comporte un programmateur 86 de durée de cycles de fonctionnement, un bouton 87 de mise sous tension, un bouton d'arrêt 88, un bouton d'arrêt d'urgence 89, un manomètre 90, un indicateur de température 91, un indicateur de niveau d'huile 92, un bouton 93 de mise en marche de l'échangeur. REVENDICATIONS: 1 - Système d'ébavurage par fatigue alternée du métal caractérisé en ce qu'elle est engendrée par une succession de jets, de sens alterné, de liquide non émulsionnant, pulsés par pics de pression arrachant la bavure par cisaillement et par fatigue l'évacuant hors de la pièce 2 - Système d'ébavurage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre une technique à double flux pulsés pour l'élimination des bavures (20) provoquées au débouché du perçage d'au moins un trou (21) dans au moins un second trou (22) de diamètre égal, plus petit ou plus grand, d'une pièce mécanique (23) et formant ensemble un circuit ouvert, en ce qu'une première buse envoie des pics de flux (24) dans le premier trou (21), qui s'évacuent en (25) par le second trou (22) et une seconde buse envoie des pics de flux (26) dans le second trou (22) qui s'évacuent en (27) par le premier trou (21), fatiguant et rompant la bavure qui s'évacue par l'un des trous. 3 - Système d'ébavurage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre une technique à simple flux pulsé d'ébavurage, au moyen d'une seule buse (10) engagée ou non dans un trou (11) débouchant dans une cavité borgne (12), comportant une bavure (13), une succession de pics de flux pulsés pousse la bavure dans la cavité, cependant que le retour de flux (12) s'écoulant entre la buse et la paroi du trou (11) repousse ladite bavure vers le trou (11) l'arrache et l'évacue hors de la pièce (14). 4 - Système d'ébavurage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre une technique à double flux pulsé alterné d'ébavurage, au moyen d'au moins deux buses mobiles (15, 16), montées en opposition, déplacées automatiquement le long d'une bavure d'arête (17) d'une pièce (18). 5 - Système d'ébavurage selon la revendication 4, caractérisé en ce que la bavure d'arête à une forme quelconque, en ce que cette opération d'ébavurage est effectuée sur une machine transfert équipée de chariots à 5 axes, à commande numérique, déplaçant lesdites buses en suivant la forme quelconque de l'arête. 6 - Système d'ébavurage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte:une pompe hydraulique à double flux (80), montée sur un châssis (81), un répartiteur (37), un filtre (39), un échangeur (82), une pompe transfert (83), un bac de décantation (84), un réservoir d'huile (47), des tuyaux hydrauliques souples alimentant les buses d'ébavurage, se connectent sur les sorties du répartiteur, en ce que les buses d'ébavurage sont fixées sur la pièce à ébavurer au moyen d'un outillage spécifique correspondant à la forme de ladite pièce et à la position des trous de passage du flux pulsé, en ce qu'il comporte un pupitre de commande à distance que l'on fixe sur la machine qui reçoit les pièces à ébavurer, il comporte un séquenceur à partir duquel on programme la durée d'une séquence pendant laquelle la pièce à ébavurer sera soumise au double flux. 7 - Système d'ébavurage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pompe à double flux comporte deux pistons (62, 63), se mouvant chacun dans un cylindre (64), aspirant et refoulant alternativement le flux aux travers d'orifices (65, 66), l'étanchéité de ces pistons dans leur cylindre étant assurée par un joint spécial (67) à trés bas coefficient de frottement, en ce que les pistons sont mûs alternativement par un moyen électro-mécanique 8 - Système d'ébavurage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pompe à double flux pulsés alternativement comporte des pistons (62, 63) mûs au moyen d'un excentrique (60) déplaçant alternativement un chariot (61) porteur desdits pistons, en ce que l'excentrique (60) est monté claveté sur le bout d'arbre (67) d'un moteur électrique (68), fixé par une collerette sur un bâti (69), un roulement à billes (70) est monté sur l'excentrique (60) et roule sur des rails d'usure (71, 72), en ce que le chariot se déplace sur deux tiges de guidage (73, 74), par l'intermédiaire de paliers linéaires (75). 9 - Système d'ébavurage selon les revendications I à 8 prises dans leur ensemble, caractérisé en ce que schéma hydraulique du système d'ébavurage comporte: - la pièce à ébavurer (30) que l'on fixe sur le plateau du système, un outillage spécifique à la forme de la pièce pour serrer, de façon étanche, l'extrémité des buses sur chaque orifice des trous (31, 32) d'accès à la bavure à l'aide de moyens de bridage automatiques (33); - un capteur de pression (34) mis en circuit entre les deux trous de la pièce (30), - des conduits (35 et 36) du flux pulsé connectés chacun à leur buse respective; - un répartiteur (37) du flux pulsé qui récupère les retours à une sortie (38) et les renvoyant à la bâche, au travers de filtres (39) récupérant les bavures, ces filtres sont équipés d'un indicateur électrique de colmatage; ; - un ensemble hydraulique (40, 41), à flux pulsé, mû par un moteur électrique (42) et comportant chacune un clapet anti-retour de décharge tarable (44) et un clapet anti-retour d'aspiration (45); - un distributeur (46); - un réservoir bâche (47) avec son indicateur électrique de niveau (48). 10 - Système d'ébavurage selon les revendications 1, 6 et 9, caractérisé en ce que le tableau de commande à distance du système comporte: un programmateur (86) de durée de cycles de fonctionnement, un bouton (87) de mise sous tension, un bouton d'arrêt (88), un bouton d'arrêt d'urgence (89), un manomètre (90), un indicateur de température (91), un indicateur de niveau d'huile 92, un bouton (93) de mise en marche de l'échangeur.