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Raboteuse rapide à commande hydraulique.
La présente invention a pour objet une raboteuse rapide à commande hydraulique, dans laquelle un fluide comprimé agit sur le piston disposé dans un cylindre de travail et comportant une tige de piston sur une seule de ses faces.
L'invention est essentiellement caractérisée par la combinaison d'une pompe à débit variable avec un dispositif de commande pour l'alimentation échelonnée du piston, de telle sorte que pour des vitesses plus faibles, c'est à dire lors des passes de dégrossissage, la petite face du piston se trouve mise sous pression pendant l'avance, et la grande faoe du piston pendant le retour, tandis que pour des vitesses d'usinage plus élevées, c'est à dire lors des passes.de finissage, les deux faces du piston sont soumises à la pression pendant l'avance et la petite face seulement pendant le retour.
Il devient ainsi possible d'entraîner la raboteuse tant pour les passes de dégrossissage que pour les passes de finissage à des vitesses d'usinages régulièrement variables avec une pompe relativement petite.
Jusqu'à présent, on était obligé d'utiliser pour oha-
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aune de ces deux opérations une raboteuse rapide comportant des pompes différentes. La combinaison objet de l'invention permet donc, tout en conservant une pompe relativement petite conduisant à une construction ramassée, d'étendre notablement les possibilités d'utilisation et de réglage de la raboteuse.
Le dispositif de distribution interposé entre la pompe et le piston de travail, et dont l'organe inverseur est actionné par une pompe auxiliaire spéciale, est agencé de telle sorte qu'un robinet inverseur, manoeuvré à la main, permet de passer directement du travail de dégrossissage au travail de finissage, et aussi d'assurer l'arrêt immédiat quelle que soit la vitesse d'usinage utilisée.
Par ailleurs, et afin de réaliser, quelle que soit la position de travail, le retour à la vitesse maximum possible et constante, l'organe d'inversion est relié à la pompe d'alimentation au moyen d'organesd'accouplement qui, lorsque l'organe inverseur est amené à sa position correspondant au retour, amènent eux-mêmes la pompe à son débit maximum.
Enfin, la prévision d'un espace mort dans les organes d'accouplement disposés entre la pompe et l'organe d'inversion assure un mouvement d'inversion. Le déplacement de l'organe d'inversion s'effectue à l'aide d'une pompe auxiliaire dont l'huile sous pression est utilisée après l'inversion pour le graissage sous pression. L'organe inverseur est d'autre part relié directement à un arbre assurant l'avance de la table et, lorsqu'il est désaccouplé, un entraînement uniforme de la table.
La raboteuse est essentiellement constituée par une embase formant en même temps récipient d'huile, par un coulisseau déplaçable sur un support et entrainé par un cylindre moteur situé au dessous, par un compresseur d'huile
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à clapet inverseur avec ses canalisations, et par une table portant la pièce à usiner et munie d'un mécanisme d'avance.
Les dessins annexés ne représentent de ces organes que les. parties essentielles pour faciliter la compréhension de l'a- gencement et du fonctionnement du dispositif objet de l'invention, dont ils représentent sohématiquement et à titre d'exemple nullement limitatif, une forme d'exécution :
La fig. 1 montre la commande hydraulique et le dispositif inverseur pour le piston aotionnant le coulisseau, ainsi que la commande de l'avance de la table également reliée à ce dispositif;
La fig. 2 est une coupe suivant l'axe II-II de la fig. 1 et
Les figs. 3 à 6 sont des coupes suivant l'axe III-III de la fig. 1 du clapet inverseur pour différentes positions de l'organe de oommande.
La commande de la raboteuse s'effectue par exemple au moyen d'un moteur électrique 1 entraînant une transmission hydraulique 2 dont le carter 3 est déplaçable. Lorsque le carter occupe la position horizontale de la fig. 1, -le débit est nul. En faisant pivoter le carter vers le haut jusque dans la position indiquée en pointillé, le débit peut être augmenté jusqu'à une valeur maximum. L'huile est puisée dans le réservoir 4 au moyen d'une conduite d'aspiration 5, et envoyée depuis le côté compression de la transmission hydraulique à travers une conduits 6 jusqu'à un organe inverseur 7, d'où elle arrive par des conduites 8 ou 9 dans le cylindre moteur 10. Dans ce cylindre coulisse un piston 11 muni d'une tige de piston sur une seule de ses faces, et qui est rendu solidaire du coulisseau de la raboteuse de toute manière appropriée et connue.
Lors de l'avance du ooulisseau, c'est la totalité de la face antérieure lla du piston qui agit, tandis que lors du retour ,la surface
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aotive est constituée par la surface annulaire llb du piston 11. Le rapport entre ces deux surfaces est d'environ 2 à 1.
Le clapet inverseur se compose d'un boîtier 1 sur lequel est monté un boisseau perforé 12, dont l'alésage 13 contient un arbre 14 déplaçable axialement. Le boîtier 7, ainsi que le boisseau 12 comportent les ouvertures et entailles nécessaires pour amener l'huile sous pression aux conduites de refoulement 8 et 9. Ces conduites, ainsi qu'une conduite d'évacuation 15, se oontinuent dans le plan III-III jusqu'à l'alésage 13 du boisseau. En ce point, le boisseau présente deux chambres 16 et 17 ouvertes vers l'alésage 13.
La conduite de refoulement 9 comporte par ailleurs, à l'intérieur du boîtier 7 et perpendiculairement au boisseau 12, un robinet interrupteur ou inverseur 18 qui permet de faire communiquer la conduite 9 avec une conduite de by-pass 19 débouchant dans la conduite 8 en face de l'alésage 13.
Toutes les conduites débouchant dans l'alésage 13 sont décalées entre elles d'un angle droit.
L'arrivée de l'huile sous pression s'effectue par un canal 20 relié à la conduite de refoulement 6 qui débouche dans la chambre 16 du boisseau 12. Le bottier 7 comporte par ailleurs un canal 21 diamétralement opposé, qui traverse le robinet inverseur 18 et peut être dégagé au moyen d'une ouverture 22 prévue dans ce robinet.
Le réglage du boisseau 12 s'effectue hydrauliquement au moyen d'une pompe auxiliaire à engrenage 34, entraînée par l'arbre 2a au moyen d'une transmission à pignons 23 aspirant de l'huile dans le réservoir 4 par une conduite d'aspiration 25 pour la refouler par une conduite 26 dans une chambre 27 prévue dans un couvercle 28 monté sur le carter 7. Ce couvercle recouvre une chambre annulaire semicirculaire 29 prévue dans le carter 7, et qui se trouve à
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moitié remplie par une aile 30 solidaire du boisseau.
La chambre 27 communique par des canaux 31 et 32 avec les deux extrémités de l'espace annulaire 29, et comporte par ailleurs un tiroir à pistons étagée 33, déplacé par des organes de transmission actionnés depuis le piston 11 ou le coulisseau, et muni de butées réglables qui, suivant la position qu'il occupe, amène l'huile sous pression sur l'une ou l'autre race de l'aile 30, de sorte que le boisseau 12 est déplacé d'un angle droit dans un,sens ou dans l'autre (voir fig.2).
La limitation de la course est donnée par la renoontre avec le carter.
L'huile débitée par la pompe auxiliaire 24 ne retourne pas directement dans le réservoir après chaque déplacement du boisseau, mais est envoyée dans une canalisation 34-35 servant à assurer le graissage de l'ensemble de la machine, les conduites 35 étant, lors de l'inversion, reliées alternativement à l'espace annulaire 29 rempli d'huile.
L'avance de la table est prise sur l'arbre 14 porté par le boisseau qui agit par l'intermédiaire d'un accou- plement irréversible à cliquet 36, et d'une transmission à pignons d'angle 37 et 38, sur le mécanisme d'avance habituel de la table. Dans la position de la fig. 1, cet arbre est rendu solidaire du boisseau 12 grâce à l'entraîneur 39 porté par son extrémité de gauche, et pénétrant par des saillies 40 dans des encoches correspondantes du boisseau 12, de sorte que l'arbre 14 peut suivre les mouvements de rotation du boisseau.
Le déplacement longitudinal de l'arbre 14, au moyen d'un levier 41 permet de réaliser le débrayage, l'entraîneur 39 étant alors amené en prise aveo un bout d'arbre 42 constamment entraîné par la nompe à engrenage 24, de sorte que dans ce aas l'arbre 14 se trouve entraîné uniformément.
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le couvercle 28 porte un levier 43 relié par un câble 44 au carter 3 de la transmission hydraulique. Si alors le boisseau 12 est déplacé dans le sens de la rotation, le bras 43 soulève le carter 3 et règle ainsi la pompe prin- cipale 3 au débit maximum.
D'autre part, le carter 3 de la pompe principale peut être réglé à un débit déterminé fixant la vitesse d'avance, au moyen d'une came excentrée 45. La manoeuvre et le fonctionnement du dispositif ci-dessus décrit sont alors les suivants :
On admet que la pompe principale 2-3 est réglée au moyen de la came excentrée à un débit déterminé qui, transmis par la conduite 8 en avant de la face lla du piston 11, produit la vitesse d'avance voulue du coulisseau. a) Travail de dégrossissage :
Dans ce cas les organes de commande occupent la position représentée dans les figs. 2 à 4. Les figs. 2 et 3 montrent plus particulièrement la position de ces organes lors du retour du piston 11.
La chambre 16 recevant l'huile sous pression par la conduite 6 et le canal 20 communique par le by-pass 19 et le robinet inverseur 18 avec la conduite 9, de sorte que l'huile sous pression peut exercer son action sur la face annulaire 11b du piston 11 et déplace ce dernier vers la gauche. Dans cette position du boisseau 12 le bras 43 soulève le carter 3 de la pompe principale et règle celle-ci au débit maximum.
Le retour du piston est donc notablement accéléré par rapport à l'avance, non seulement en raison de la différence entre les surfaces de piston en jeu, mais aussi du fait du débit maximum de la pompe.
Très peu avant la fin de la course de retour, les butées actionnées par le coulisseau déplacent le tiroir 33, pour l'amener de la position de la fig. 2 vers la
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gauche d'une quantité b. De ce fait, l'huile sous pression fournie par la pompe auxiliaire 24 est alors amenée par le oanal 32 en avant de l'aile 30, celle-ci étant de ce fait tournée de 90 dans le sens des aiguilles d'une montre. Lors du déplacement de l'aile 30, l'huile qui se trouve dans la chambre 29 est envoyée par le canal 31 dans la conduite de graissage 35 dégagée à ce moment. Après l'inversion, l'huile sous pression de la pompe auxiliaire peut à nouveau s'éoouler par la conduite de graissage 34.
Du fait de la rotation du boisseau 12, le bras 43 s'est abaissé, de sorte que le carter 3 de la pompe principale repose à nouveau sur la came excentrée 45, et se trouve donc au réglage correspondant à la vitesse d'avance.
Comme le montre la fig. 4, la chambre 16 communique lors de l'avance avec la conduite de refoulement 8, en agissant ainsi sur la face lla du piston 11, pour assurer de la sorte l'avance du coulisseau. L'huile qui se trouve sur la face arrière du piston peut arriver à la conduite d'écoulement 15 par la conduite 9 du robinet inverseur 18, le by-pass 19 et le canal 17. b) Travail de finissage :
Afin de permettre l'emploi du même dispositif pour des travaux de finissage qui exige des vitesses plus élevées, il suffit de déplacer le boisseau de telle sorte que, lors de l'avance, les deux faces du piston 11 se trouvent soumises à la pression. Les organes de oommande occupent alors la position de la fig. 6.
L'arrivée du fluide-moteur sur les deux faces du piston double la vitesse de celui-ci, étant donné le rapport 2 à 1 existant entre les surfaces des deux faces du piston.
Dans ce cas, le robinet d'inversion est manoeuvré d'un quart de tour et produit ainsi la coupure du by-pass 19 et la mise en communication des deux conduites 8 et 9
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avec la chambre 16. Lors de l'avance, l'huile qui se trouve derrière le piston est envoyée à travers la conduite 9 dans la chambre 16, et de celle-ci dans la conduite 4, en même temps que l'huile débitée par la pompe principale à travers la conduite 8 en avant du piston 11. De ce fait, le volume débité se trouve augmenté de la quantité d'huile déplacée derrière le piston, et la vitesse d'avance est augmentée dans les mêmes proportions.
Pour le retour, le boisseau 12 est amené dans la position de la fig. 5 dans laquelle la chambre 16 communique par le robinet inverseur avec la conduite, tandis que l'huile située en avant du piston 11 pour s'écouler par la conduite 8, le canal annulaire 17 et la conduite 15. Dans cette position, la pompe se trouve également réglée au débit maximum. c) Position d'arrêt :
Pour pouvoir arrêter immédiatement le coulisseau quelle que soit sa position, il suffit d'amener le levier 46 commandant le robinet d'inversion 18, dans sa position médiane. En effet, cette manoeuvre dégage le canal 21 précédemment obturé par le dit robinet et faisant communiquer la chambre 16 aveo l'extérieur grâce à la prévision de l'ouverture 22 dans le robinet, de sorte que l'huile débitée par la pompe 3 retourne sans pression dans le réservoir.
Les opérations ci-dessus décrites permettent de se rendre compte que la commande de la machine pour le travail de finissage ou de dégrossissage ou son arrêt, peuvent s'effectuer par le seul levier 46. En même temps la durée du retour est réduite au minimum par un réglage simultané de la pompe 3 au débit maximum, et maintenue constante pour toutes les vitesses d'avance.
En vue d'adoucir le renversement du déplacement du piston 1, les organes d'accouplement reliant le boisseau 12 à la partie réglable de la pompe d'alimentation présentent
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une certaine course morte. Ce résultat peut par exemple être obtenu en donnant à l'angle de rotation du boisseau 12 et, partant à celui du bras 43, une valeur double de celle de l'angle de rotation du carter de pompe. De ce fait, la pompe n'est soulevée, lors du passage de l'avance au retour, qu'à l'instant où.le boisseau a déjà effectué la moitié de son parcours, de sorte que très peu avant le changement de sens du piston, de l'huile peut arriver par la conduite 9 sur l'autre face de celui-oi.
L'accélération est de ce fait peu importante, c'est à dire que les coups de bélier qui peuvent se produire lors de l'inversion de la totalité du volume d'huile sont évités.
D'autre part, lors du passage du piston du retour à l'avance, le débit de la pompe est diminué pendant la première moitié de la course du boisseau, et la dérivation du courant d'huile ne s'effectue qu'ensuite. On obtient donc un effet optimum en ne reoourant qu'à des mesures extrêmement simples. d) Avance et retour rapide :
L'avance par saccades de la table est commandée, comme il a été dit plus haut, par le boisseau 12; en faisant pivoter le levier 41 vers la droite (fig. 1), le boisseau est rendu solidaire de l'arbre 14 qu'il contient et qui actionne, lors du retour du piston, le mécanisme d'avance par l'intermédiaire du mécanisme irréversible à cliquet.
Si alors l'arbre 14 est amené vers la gauche au moyen du levier 41, les saillies 40 de l'entraîneur 39 sont progressivement dégagées des rainures correspondantes du boisseau, de sorte que, suivant l'importance de ce déplacement, il se crée un jeu plus ou moins important entre ces deux organes qui a pour conséquence un glissement plus ou moins important de l'arbre par rapport au boisseau. De ce fait, la totalité
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du mouvement rotatif du boisseau n'est plus transmise à ltarbre 14, et l'avance communiquée à la table diminue.
On voit donc que l'avance de la table peut être réglée entre certaines limites grâce au levier 41.
En vue de diminuer les durées de marche à vide, il est nécessaire de prévoir le déplacement continu de la table non seulement à la main, mais aussi mécaniquement; ce déplacement eontinu ne doit d'ailleurs pourvoir s'effectuer qu'après déclenchement du mouvement discontinu. Ce résultat est obtenu en séparant entièrement l'arbre 14 du boisseau 12 par un déplacement plus important vers la gauche et en amenant l'entraîneur 39 en contact avec l'arbre 42 entrainé par le moteur et tournant constamment. L'avance, ainsi que le retour rapide se trouvent donc commandés par un seul levier et la succession des opérations s'effectue toujours dans l'ordre voulu.
Un avantage particulièrement intéressant de l'invention réside dans le fait que tous les réglages tels que ceux de la vitesse de travail de dégrossissage, de travail de finissage et d'avance entre zéro et un maximum, ainsi que de celle de l'avance et du retour rapide peuvent s'effectuer pendant le fonctionnement de la machine.
D'autre part on est parvenu, grâce au clapet inverseur réunissant l'ensemble de la commande, à réduire le nombre de leviers de commande au minimum possible, ces leviers pouvant par ailleurs être disposés d'une manière commode et accessible sur la face extérieure de la machine et ne présentant qu'un encombrement très réduit.
Il va de soi que l'invention n'est aucunement limitée aux raboteuses rapides, et qu'elle s'applique tout aussi bien à d'autres machines-outil dans lesquelles soit l'outil, soit la pièce à usiner, effectue un mouvement alternatif;