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Rectifieuse-profileuse perfectionnée.
La présente invention concerne une rectifieuse-profileuse utilisée pour la rectification et le profilage de gaines d'éléments combustibles qui sont des tubes à parois, minces destinés à conte- nir des éléments combustibles nucléaires. L'opération de rectifica- tion sert à former,sur la surface externe du tube,un certain nombre d'ailettes de refroidissement radiales et circonférentielles et toutes les ailettes sont formées simultanément par une meule pro- filée.
Toutefois,la rectifieuse-profileuse suivant l'invention peu; ; être utilisée à d'autres fins,par exemple pour former des bagues sur une tige tubulaire ou pleine que l'on divise par la suite en
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un certain nombre de soupapes.
La rectifieuse suivant l'invention comprend une meule profilée;, un porte-ouvrage destine à porter un ouvrage cylindrique
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dont l'axe est parallèle à 1'axe de rotation de la ïùeule, im séca- nisme pour faire pivoter le porte-ouvrage par rapport à un support autour d'un axe parallèle à l'axe de rotation de la meu- le afin de déplacer le porte-ouvrage en regard de la meule suivant un trajet courbe, un mécanisme pour faire tourner la meule et
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le porte-"ouvrage dans le même sens et un mccnnisme pour rapprocher rapidement le support de la seule en vue d9uiao, opêration de rectifi- ' caHon jusque une position déterminée par une butée réglable et pour le rétracter par la suite.
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La rectification de 1?oavr>ag< est achevée après un seul passage de l'ouvrage en regard de la meule* Le mouvement de pivotement nécessaire pour déplacer l'ouvrage par rapport à la meule est communiqué au porte-'ouvrage par une came qui est profilée
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de façon que, pendant que 1-louvrago est en contact avec la meule, la vitesse d-lenlèveinent de la matiës-e de 1!, ouvrage diainue à mesure que l'ouvrage est aminci par meulage.
Le support peut être déplacé d'une pièce sur le bâti de la machine vers la meule et depuiscelle-ci sots la commande de deux vérins'pneumatiques qui comportent des pistons attachés
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au supporta près des, extrémités r, d:r eux bu: u3. pewentêtre ; réglées par des vis micrométriques sont de préférence prévues pour arrêter le déplacement du support vers ï3.rtêxieu et le ré- glage de ces butées détermine de manière correspondante la profon- deur de la rectification. Lyutil.isation deun tel mécanisme d'approche rapide réduit au minimum le temps requis pour rectifier un ouvrage.
On peut utiliser des vérins hydrauliques ou des vé- rins à vis entraînés mécaniquement au.lieu des vérins pneu-
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matiques pour assurer une approche et un recul rapidesdu support.
Une forme d'exécution d'une rectifieuse-profileuse suivant l'invention sera décrite ci-après à titre d'exemple avec référence aux dessins annexés dans lesquels: la Fig. 1 est une vue fragmentaire d'un ouvrage ache- vé ; la Fig. 2 est une vue en coupe verticale de la machiner la Fig. 3 est une vue en plan montrant les têtes de travail de la machine ; la Fig. 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la Fig. 3; la Fig. 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la Fig, 4; la Fig. 6 est une vue en coupe suivant la ligne VI-VI' de la Fig. 5; la Fig. 7 est une vue en coupe suivant la ligne
VII-VII de la Fig. 6; la Fig. 8 est une vue en coupe suivant un plan verti- cal montrant la vis mère de la tête de travail gauche ;
la Fig. 9 est une vue en coupe suivant la ligne IX-IX de la Fig. 8;' la Fig. 10 est une vue en coupe suivant la ligne X-X de la Fig. 9 ; la Fig. 11 est une vue en coupe suivant la ligne ¯
XI-XI de la Fig. 8; la Fig. 12 est une vue en plan montrant la lunette de la rectifieuse; la Fig. 13 est une vue en élévation arrière d'un des moteurs pneumatiques de la lunette la Fig. 14 est une vue en coupe suivant la ligne XIV-
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XIV de la Fig. 13; la Fig. 15 est une vue en coupe verticale montrant le mécanisme servant à faire osciller le porte-ouvrage; la Fige 16 est une vue en coupe verticale du mécanisme de chargement et de déchargement prise de l'extrémité gauche de la machine représentée à la Fig. 3;
la Fig. 17 est une vue en.coupe verticale du même mécanis- me prise près de l'extrémité droite de la machine; la Fig. 18 est une vue en coupe montrant un mécanisme de butée servant à régir le déplacement de la culasse; la Fig. 19 est une vue en coupe suivant la ligne XIX-XIX de la Fig. 18; la Fig. 20 est une vue en coupe suivant la ligne XX-XX de la Fig. 18, et la Fig. 21 est un schéma électrique.
La machine représentée aux dessins forme un certain nombre de bagues périphériques parallèles 14A (Fig.l) simultanément sur une pièce à rectifier tubulaire appelée ci-après ouvrage 14par un seul passage de l'ouvrage en regard d'une meule profilée rotati- ve 10 (Fig.2).Comme les bagues n'ont qu'une largeur de 0,38 mm et qu'il est difficile de former dans la meule des gorges cor-. respondantes d'une largeur inférieure à 0,76 mm, l'ouvrage est déplacé en va-et-vient et entrainé en rotation pendant son passage en regard de la meule par un mécanisme approprié.
Cornue indiqué à la Fig. 2, la machine comprend un bâti 9 sur lequel la reule 10 est montée. En fonctionnement' la meule
10 est entraînée en rotation sans interruption par un moteur élec- : trique 11 par l'intermédiaire d'une courroie 8,et des ouvrages
14 sont déplacés en regard de la meule successivement par le dé- placement en arc de cercle vers le haut en regard de la meule 10
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d'un porte-ouvrage 12 qui est monté sur des tourillons 120 (Fig.3)
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dans une culasse 13.
Chaque ouvrage est supporte pendant 1s rcc- , tif1cat1on,one décrit plus loin, par des têtes de travail 26 ' qui sont animées d'un mouvement de va-et-vient sur une glissière
16 (Fig. 2) sur le porte-ouvrage 12 pendit le déplacement du
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porte-ouvrage 12 vers le baut.L$ouvrage est entraîna en rote- tion et en va-at-viont, pendit cette phase du cycle, par un moteur électrique 17 qui entraîne un arbre eK, par .L D1,lLâ ' m6diaire du."J.<11 courroie z 'titAv86Ai",r tournent dans le aëse sens que la meule, Pour faire pivoter le por twv YHltr 6'.Pyia 12 vert, le haut -au moment 'voulue on introduit de l'huile dans deux vérins hydrau- tiques asServIÉ180PIae.éS de part et d'autre du porte-ouvra60,ct pour le faire redescendre, on évacue l'huile des vérins.
La culasse 13 est animée d'un mouvement de va-et-vient
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qui là rapproche et 1'écarté .le la. i1lHule"lHlI' deux Vérins pneU:::3 ti"", ques 19, un de chaque côté de la culasse,, la course de la. culasse vers l'intérieur ou vers l'ext6rieur étant déterminée par des buttes mécaniques 20t de part et d'autre de la culasse, qui peuvent être réglées éj?9â'w!T7,t au moyen de volants 21 et qui coopèrent avec les extrémités opposées de rainures 22 ménagées dans la culasse. Chaque butée 20 est montée sur un écrou 147 vissé sur une tige filetée 148 attachée au volant 21.
Comme indiqué à la Fig. 2, la culasse 13 est guidée d'un côté seulement pendant son mouvement de va-et-vient par une languette 95 engagée dans une rainure 96 ménagée dans le bâti de la machine. Le déplacement est transmis des vérins 19 à la culasse 13 par des leviers 23 et desbiellettes 23A.
Les extrémités inférieures des leviers 23 sont reliées par une barre de torsion 24 qui tourillonne dans le bâti 9 de la ma- chine. Il est par conséquent possible de présenter l'ouvrage
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14 à la meule 10 dans une position légèrement oblique en vue d'effectuer une rectification conique en réglant les butées mé- . caniques 20 de chaque côté de la culasse 13 dans des positions différentes, ce qui permet au côté non guidé de la culasse de dépasser légèrement le côté guidé.
L'arbre 25, (Fig. 3), entraîné par le moteur 17 porte des poulies 36 qui entraînent, par 1;intermédiaire de courroies 15,des poulies 27 prévues sur les têtes de travail 26 de manière à les faire tourner. Les courroies 15 sont munies de poulies ten- deuses 90 (Fig.4). L'arbre 25 porte également une poulie 37 servant à communiquer un mouvement de va-et-vient à l'ouvrage, comme décrit plus loin.
Les têtes de travail peuvent être rapprochées et,écartées l'une de l'autre sur le porte-ouvrage 12 pour.venir en contact avec un ouvrage oU le libérer par rotation d'un arbre 28 comportant des parties filetées en sens inverses 97 (voir également la Fig. 5) qui sévissent, dans les têtes de travail,, L'arbre 28 est entraîne en rotation lorsqu'il le faut par le moteur pneumatique rotatif 29. Les têtes de travail coopèrent respective,-lent avec des micro-interrupteurs SW3 et SW4 comme décrit plus loin plus en détail..
Au voisinage de l'ex- trémité de la course des têtes de travail vers l'intérieur, l'interrupteur SI/14 est actionné pour diminuer le débit d'air alimen- tant le moteur 29, comme décrit plus loin,et le déplacement vers l'intérieur se poursuit jusqu'à ce qu'une butée 30 prévue sur la tête de travail gauche 26 rencontre une butée 31 prévue sur l'arbre 28. Comme indiqué aux Fig. 8 et 11, la butée 31 est atta- chée à un écrou divisé 150 fixé à l'arbre 28 par une vis d'arrêt 151.
L'interrupteur SW4 est actionné par contact d'un étrier 153 avec l'écrou 150 et étrangle le débit d'air alimentant le mo- teur 29, puis les têtes de travail se déplacent lentement vers l'intérieur jusqu'à ce que les faces 154 et 155 des butées
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se rejoignent, Le débit d'air étranglé continue à alimenter le moteur 29 pendant l'opération de rectification.
Comme indiqué aux Fig. 5 à 7, chaque tête de travail 26 comporte un corps 98 dans lequel un arbre 100 portant la pou- lie 27 tourillonne dans des roulements 99. Le corps 98 porte un écrou captif 101 qui se visse sur le filet 97 de l'arbre 28 ' pour permettre à l'arbre 28 en tournant de déplacer la tête de tra- vail 26 dans un sens ou dans l'autre comme décrit plus haut, Pour permettre un réglage fin de la position de la tête de travail 26 par rapport à l'arbre, une roue à vis sans fin 102 (Fig. 6) est prévue sur l'écrou 101. Un axe 103 qui tourne dans la tête de travail porte une vis sans fin 104. en prise avec la roue à vis sans fin 102.
Cela étant, en faisant tourner l'axe 103 par exemple au moyen d'une clef adaptée à son extrémité carrée 105, on peut faire tourner l'écrou 101 pour obtenir le réglage fin. On peut alors bloquer l'écrou 101 dans sa position de réglage au moyen d'une vis de blocage 106 (Fig. 7) logée dans un manchon 107 et se vissant dans un écrou 108. En faisant tourner la vis 106, on peut faire remonter l'écrou 108 sur cette vis et le serrer contre le manchon 107.
L'arbre 100 (Fig. 5) porte un bout mâle 32 destiné à être engagé dans l'extrémité de l'ouvrage 14 à rectifier et un man- drin 33 destiné à être bloqué sur la surface externe de l'ouvrage, Un piston 35 présente une cavité conique à son extrémité gauche qui reçoit le mandrin 33 qui est normalement retenu par des ressorts 34 dans une position dans laquelle il est dégagé de l'ouvrage. En introduisant de l'air comprimé dans un vérin 109 par un passage 110 ménagé dans l'arbre 100, on peut repousser le piston 35 vers la gau- che, (Fig. 5), contre l'action des ressorts 34 pour serrer le mandrir
33 sur l'ouvrage.
Le mécanisme servant à animer l'ouvrage d'un mouvement
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de va-et-vient est représenté aux Fig. 8 à 10. Une poulie 38 (Fig.10), montée sur un arbre 111 est entraînée par une courroie dentée 88 représentée à la Fig. 3 ,depuis la poulie 37 prévue sur 1-'arbre 25. L'arbre 111 entraîne en rotation, par l'intermédiaire de l'engrenage 112 (Fig.10), un arbre 40 portant une came 39 qui est rappelée par un ressort 113 en contact avec une rotule 42. L'arbre 40 est accouplé par un accouplement 41 à l'arbre 28 portant les têtes de tra- vail 26.
Lorsque la case 39 tourner elle coopère avec la rotule 42 pour déplacer l'arbre 28, les têtes de travail
26 et louvrage maintenu entre elles,en un mouvement de va-et- vient. La rotule 42 est montée dans une fourche 114 qui peut être déplacée par une vis 115 afin de rapprocher ou d'écarter la rotule 42 de la came 39. La rotule 42 est montée sur une tige
116 qui est Maintenue par un ressort 117 en contact avec une vis
43. En faisant tourner la vis 43, on peut déplacer la rotule 42 vers le haut ou vers le bas par rapport à la. came 39.
Le réglage du degré de va-et-vient communiqué à l'ouvrage peut par censé- quent être effectué au moyen des vis 43,115.
L'ouvrage 14 est supporté pendant la rectification par une lunette de rectifieuse représentée aux Fig. 12 à 14.
Cette lunette est actionnée par quatre moteurs pneumatiques 118 montés sur la glissière 16 du porte-ouvrage 12. La lunette com- prend deux mâchoires inférieures fixes 44 qui supportent l'ouvrage sur toute sa longueur et deux mâchoires supérieures mobiles coopé- rantes 45 qui sont chacune accouplées à deux des moteurs 118 et actionnées par ceux-ci.
Chaque mâchoire supérieure 45 est supportée par des bras 119 qui partent des arbres 129 prévus dans les moteurs correspondants Ils. Chaque arbre 129 porte un sec- leur 121 qui engrené une crémaillère 122 prévue sur la tige
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d'un piston 123 logé dans un cylindre 46. Des ressorts 124 rap- pellent normalement les pistons 123 vers l'intérieur dans leurs cy- lindres et tendent ainsi à faire remonter les Mâchoires supérieures 45. Toutefois, lorsqu'on admetde l'air comprimé dans les cylindres 46, les pistons 123 sont sollicités vers l'extérieur pour abaisser les mâchoires 45 en contact avec l'ouvrage 14.
Le mécanisme servant à faire pivoter le ----- porte-ouvrage 12 afin de déplacer l'ouvrage 14 en regard -de la meule 10 est représenté à la Fig. 15. Le mécanisme est action- né par un moteur électrique 47 qui entraîne un arbre 125 accouplé par un mécanisme à vis sans fin 126, des pignons 127 et un méca- nisme à vis sans fin 128 à un arbre 130 portant une came 48,La ca- me 48 coopère avec un suiveur de came 31 prévu sur le piston 132 d'un vérin hydraulique principal 49, le suiveur de came 131 étant maintenu en contact avec la came 48 par un ressort 133. Lorsque la came 48 est amenée par rotation dans la position représentée à la Fig.
15, elle repousse le piston 132 vers la gauche pour chas- ser de l'huile du vérin 49 par des conduites 134 dans les vérins hy- drauliques asservis 18 (Fig. 2). Cela étant, les tiges de piston
136 des vérins 18 qui copèrent avec les galets 135 du porte-ouvrage
12 sortent des vérins 18 pour faire pivoter le porte-ouvrage dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, (Fig.2). Le profil de la came 48 est tel que, pendant que l'ouvrage est en contact avec la meule, la vitesse d'enlèvement de matière de l'ouvrage diminue à mesure que la paroi de l'ouvrage est amincie par la meule.
A mesure que l'épaisseur de la paroi de l'ouvrage tubulaire diminue, sa souplesse et sa tendance à vibrer augmentent et c'est pour cette raison que la came est profilée de Manière à diminuer progressivement la vitesse d'enlèvement de matière de l'ouvrage à mesure que ce dernier se déplace en regard de la
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seule. Lorsque la came 48 tourne ultérieurement de 1800 depuis . la position représentée à la Fig. 15, le porte-ouvrage 12 descend par gravite à sa position initiale et renvoie de l'huile des vérins 18 dans le vérin 49.
La machine comprend un mécanisme de chargement et de déchargement représenté aux Fig. 16 et 17. Les ouvrages sont empilés dans une goulotte 50 qui occupe normalement une position représentée aux Fig . 1 et 16, dans laquelle ils sont em- pêchés de tomber de la goulotte par un arrêt 51. Le chargement et le déchargementsont effectués au moyen de deux bras 52, com- portant des logements 53 destinés à venir en prise avec l'ouvrage près de ses extrémités, qui sont montés sur un arbre 71 et qui peuvent être déplacés d'une position de chargement A (Fig. 16) à une position de déchargement B (Fig. 17).
Le mécanisme de chargement et de déchargement comprend un vérin pneumatique 67 pourvu d'un amortisseur à huile 68 comportant des valves à pointeaux réglables 137 servant à régler le débit de l'huile qui les traverse. La tige de piston du vérin 67 est accouplée à un secteur denté 69, pivotant autour d'un axe 138 et engrenant un pignon 70 calé sur un arbre 71 qui, en plus des bras 52 porte une came 72. Le vérin 67 sert, lorsque l'ouvrage a été complètement rectifiée à faire tourner l'arbre 71 pour écarter les bras 52 de la position A afin de soulever l'ouvrage rectifié des mâchoires inférieures 44 (Fig. 14) et l'amener à la position B (Fig. 17).
A l'approche de la fin de la course des bras 52, la came 72 actionne une tige 73 (Fig. 16) afin de faire pivoter un culbuteur 74 contre l'action d'un'ressort de rappel 75.
Le culbuteur 74 est relié mécaniquement à la goulotte 50 et le pivotement du culbuteur 74 amène la goulotte 50 dans la position
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représentée à la Fig. 17 et permet ainsi à l'ouvrage inférieur con- tenu dans la goulotte de tomber sur les talons 76 des bras 52 avant de se placer dans les logements 53, des bras pendant leur course de retour.
Le pivotement du culbuteur 74 provoque également l'action- nement d'une valve V3 (Fig.16), pour fournir de l'air d'une conduite d'alio- mentation d'air 40,par une conduite 139,à un vérin 77. Un plateau de distribution 78 est supporté par des biellettes 141, 142 (Fig. 17) sur des arbres 143 et 144.L'actionnement du vérin
77 (Fig. 16) fait osciller l'arbre 144 dans le sens des aiguil- les d'une montre par l'intermédiaire d'un bras 80 qui actionne également un interrupteur SW6.
L' oscillation de l'arbre 144 dé- place le plateau 78 de la position représentée en traits pleins à la Fig. 17à celle représentée en traits de chainette et,pendant ce déplacement, les doigts 79 prévus sur le plateau soulèvent l'ou- vrage hors des logements 53 des bras 52 et lui permettent de rouler vers le bas le long du plateau vers un collecteur. Le fonctionne- ment de cet interrupteur SW6 amené le vérin 67 à renvoyer les bras 52 dans la position A. Pendant le premier stade do ce dé- placement, la came 72 permet au ressort 75 de rappeler la goulotte
50 dans sa position initiale et le vérin 77 ramène le plateau 78 à sa position initiale.
Quand les bras 52 reviennent dans leur position initiale, ils font entrer dans leurs logements 53 l'ouvrage reposant sur leurs talons 76 et,en arrivant à la posi- tion A, ils le déposent sur les mâchoires inférieures de la lunette.
'Lorsque les bras atteignent la position A, la came 72 (Fig. 16) actionne un interrupteur SW5 par l'intermédiaire d'un bras 32.
Le cycle de fonctionnement de la machine sera main- tenant décrit avec référence au schéma électrique de la Fig.21, dans laquelle des liaisons mécaniques sont représentées en gros traits interrompus. La Fig. 21 montre les vérins précités servant
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à actionner les divers éléments de là machine et le système de commande comprend sept micro-interrupteurs SW1 à SW7, un sélecteur à un seul mouvement US qui est un dispositif classique comprenant des relais et des contacts qui préparent les circuits à être actionnés par les micro-interrupteurs, un certain nombre de valves électromagnétiques C01 à C05 destinées à commander'les vérins et un certain nombre d'interrupteurs à pression Pl à P4.
Chaque valve de commutation, suivant sa position, admet de l'air dans un ou plusieurs vérins pneumatiques correspondants ou l'évacue de ceux-ci.
Les bras 52 passent dans la position de chargement
A, (Fig. 16) pendant que le porte-ouvrage est dans sa position supérieure et que la culasse 13 est dans sa position rétractée pour déposer un ouvrage 14 sur les mâchoires inférieures 44 de la lunette. L'ouvrage est ensuite pris en charge par les têtes de tra- vail 26, les mâchoires supérieures 45 de la lunette s'abaissent sur lui et le porte-ouvrage 12 est abaissé. La culasse 13 commence alors à se déplacer vers l'intérieur et la description suivante du cy- cle de fonctionnement de la machine commence en ce point.
Comme indiqué aux Fig. 18 à 20, la culasse 13 porte ' deux micro-interrupteurs SW1 et SW2 dont les leviers de commande 145 et 146 coopèrent avec une butée fixe 54. Aussitôt que la culasse 13 commence à se déplacer vers la meule, c'est-à-dire vers la gauche sur la Fig. 18, l'interrupteur SW1 est actionné et envoie un signal par la ligne 55, (Fig. 1) au moteur 17, faisant ainsi tourner les têtes de travail 26 ainsi que la came 39 (Fig. 8) pour déplacer les .tètes à va-et-vient. Le déplacement vers l'intérieur de la culasse 13 est effectué, comme décrit plus haut, par les.vérins' pneumatiques 19 qui sont alimentés d'air à cet effet par l'in-
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tersédiaire d'une valve de commutation C01.
Peu avant que la culasse arrive au bout de sa course vers l'intérieur, l'internup- teur SW 2 est actionner cornue indiqué à la Fis. 20,à la suite de l'entrée en contact d'un plongeur 149 avec la butée 54 pour diminuer les sections utiles des valves d'étranglement TV (Fig.l) dans le circuit pneumatique alimentant les vérins 19 de manière à ralentir la vitesse de la culasse et lui permettre de s'appro-
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cher doucement de ces buttes 20. - -- - -u ----
Lorsque la culasse a été arrêtée par les butées 20,la montée de la pression dans le circuit pneumatique alimentant les vé. pins 19 provoque l'actionnement d'un interrupteur à pression P1.
Cet
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interrupteur envoie un signal par la ligne 56 pour à6marrir le moteur électrique 47 (Fie" 15) afin doencloncher 2avàôice pour la rectification, c'est-à-dire de soulever le porte-ouvraGe ----- --- ¯¯,¯ 12 pour déplacer 1'ouvrage qui est entraîne"en rotation en regard de la meule. L'interrupteur SW7est actionne par une case 58 (Fige 15) sur l'arbre 130 lorsque l'ouvrage se déplace vers le haut,
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ce qui provoque 1'mi.ssion d'un signal par la ligne 59 (Fig.21) pour déclencher le moteur 47,ainsi que d'un autre signal par
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la ligne 60 pour cosmuter la valve COI. Les vérins 19 commencent donc à rétracter la culasse 13 la meule. Cela étant, 1-1i,.iterrupteur SDl2 (voir également la Fig.
18) est actionné pour émettre un signal par la ligne 61 afin de déclencher le moteur 17 qui entraîne les têtes de travail.
A mesure que la culasse s'approche de sa position rétractée, l'interrupteur SW1 (Fig. 18) est actionné pour émettre
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un signal par la ligne 62 afin d'actionner les valves dlétranglc- ment TV et ainsi ralentir la culasse et pour émettre un autre signal par la ligne 63 vers la valve de comnutation CO2 afin de con:
nuter cette valve pour évacuer l'air des vérins 109 qui actionnent
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'le mandrin (voir également la Fig. 5). Ces vérins relâchent par conséquent le mandrin 33 qui maintient l'ouvrage entre les têtes de travail, La chute de pression résultante dans les cir- cuits d'air alimentant lesvérins 109 provoque 1)actionnement de l'interrupteur à pression P.pour envoyer un signal par la ligne 64 à une valve de commutation CO3 associée au moteurrotatif
29 (voir également la Fig. 3) afin d'obliger ce moteur à séparera têtes de travail.
Des valves fonctionnant par tout ou rien V1 et
V2 sont intercalées entre la valve CO3 et le moteur 29 attendant ! l'écartement des têtes de travail de l'air alimente le moteur . par la valve V1. Lorsque les têtes s'écartent l'une de l'autre, l'interrupteur SW3 (Fig. 3) est actionné pour envoyer un signal par la ligne 65 afin de fermer la valve V1 et ainsi arrêter le moteur 29.et envoyer un autre signal par la ligne 66 à la valve de commutation CO4 associée auxvérins 118 actionnant la lunette (voir également la Fig. 12). Ces vérins agissent par conséquent pour faire monter les mâchoires supérieures 45 de la lunette en laissant l'ouvrage sur les mâchoires inférieures fixes 44.
La chute de la pression d'air dans le circuit alimentant les vérins 118,lorsque la lunette s'ouvre,actionne 1-linter- rupteur à pression P3 pour envoyer un signal par la ligne
57 à la valve de commutation CO5, ce qui fait fonctionner le vérin pneumatique 67 (Fig. 16). Comme expliqué plus haut, cette opération fait pivoter lesbras 52 depuis la position 1 afin de soulever l'ouvrage des mâchoires inférieures 44 de la lunette et de l'amener vers la position de déchargement B.
Lorsque la valve V3 est actionnée, comme expliqué plus haut pour fournir de l'air-au vérin 77, l'interrupteur SW6 est actionné par le bras 80 (Fig. 16) pour envoyer un signal par la ligne 81 (Fig. 21) à la valve de commutation CO5
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qui est ainsi inversée pour le vérin. 67 (fig. 16) à rappe- ler les bras 52 vers le position A, comme expliqué plus haut.
Lorsque l'interrupteur ,SI,15 est actionné au moment du retour des bras 52 à la position A, il envoie un signal par la ligne 83 (Fig. 21) à la valve de commutation CO4 qui est ainsi inversée, provoquant la fermeture de la lunette par les vérins 118. Lorsque la lunette est .fermée, l'interrupteur à pression P3 envoie un signal par la ligne 84 à la valve de commutation CO3 afin de l'inverser et d'envoyer de l'air au moteur rotatif 29 par l'intermédiaire de la valve V2 pour amener le moteur à rapprocher les têtes de travail 26. Lorsque les têtes sont presque arrivées à l'extrémité de leur course vers l'intérieur, l'interrupteur SW4 (voir également les Fig. 3 et 8) est actionné pour fermer la valve V2.
Cela étant, de l'air est introduit dans le moteur 29 par l'intermédiaire d'un étran- gleur 85 uniquement. L'air passant par l'étrangleur provoque une approche finale lente des têtes de travail et le moteur 29 reste bloque .âpres l'arrêt des têtes de travail au contact des butées 30 et 31.
La montée de la pression d'air au moment où le moteur 29 est bloquer provoque l'actionnement de l'interrupteur à pression P4 qui envoie un signal par la ligne 86 à la valve de commutation CO2, inversant cette valve, ce qui provoque la fermeture des mandrins 33 des têtes de travail sous 1/action des vérins la,9, Lorsque les mandrins sont fermés, l'interrupteur à pression P2 envoie un signal par la ligne 87 pour actionner le moteur 47 afin de retirer la case 48 (Fig. 15) et permettre au porte-ouvrage 12 de passer dans sa position inférieure.
Cela étant, l'interrupteur SW7 est à nouveau actionne par la case 53 pour envoyer un signal par la ligne 59 pour arrêter IL. moteur 47 et -un signal par la conduite 60 pour inverser la
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valve de commutation CO1 et ainsi amener les vérins 19 à amorcer le déplacement de la culasse vers 1'intérieur.,
Les valves V1 et V2 sont rouvertes et les valves étran- gleuses sont rendues inactives sous la commande du système de sélecteur à un seul mouvement US aux vérins voulus dans le cycle de la machine.
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Sophisticated grinding-profiling machine.
The present invention relates to a grinding-profiling machine used for the grinding and profiling of fuel element claddings which are thin-walled tubes for containing nuclear fuel elements. The grinding operation serves to form a number of radial and circumferential cooling fins on the outer surface of the tube, and all of the fins are simultaneously formed by a profiled wheel.
However, the grinding-profiling machine according to the invention little; ; be used for other purposes, for example to form rings on a tubular or solid rod which is subsequently divided into
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a number of valves.
The grinding machine according to the invention comprises a profiled grinding wheel ;, a work holder intended to carry a cylindrical work
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the axis of which is parallel to the axis of rotation of the grinding wheel, in order to make the work holder pivot with respect to a support about an axis parallel to the axis of rotation of the grinding wheel in order to to move the work holder opposite the grinding wheel following a curved path, a mechanism for rotating the grinding wheel and
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the holder- "work in the same direction and a mechanism to quickly bring the support of the single in order to d9uiao, rectifi- 'caHon operation to a position determined by an adjustable stop and to retract it thereafter.
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The grinding of 1? Oavr> ag <is completed after a single passage of the work opposite the grinding wheel * The pivoting movement necessary to move the work in relation to the grinding wheel is communicated to the work holder by a cam who is profiled
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so that, while the 1-louvrago is in contact with the grinding wheel, the speed of removing material from the 1 !, workpiece decreases as the work is thinned by grinding.
The support can be moved from one piece on the machine frame to the grinding wheel and from there the control of two pneumatic cylinders which have attached pistons.
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au supporta near, ends r, d: r them bu: u3. pewentêtre; set by micrometer screws are preferably provided to stop the movement of the support towards the axle and the adjustment of these stops correspondingly determines the depth of the grinding. The use of such a rapid approach mechanism minimizes the time required to rectify a structure.
Hydraulic cylinders or mechanically driven screw cylinders can be used instead of pneumatic cylinders.
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matics to ensure rapid approach and recoil of the support.
An embodiment of a grinding-profiling machine according to the invention will be described below by way of example with reference to the appended drawings in which: FIG. 1 is a fragmentary view of a completed work; Fig. 2 is a vertical sectional view of the machine of FIG. 3 is a plan view showing the working heads of the machine; Fig. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 3; Fig. 5 is a sectional view taken along the line V-V of FIG, 4; Fig. 6 is a sectional view taken along the line VI-VI 'of FIG. 5; Fig. 7 is a sectional view along the line
VII-VII of FIG. 6; Fig. 8 is a sectional view taken on a vertical plane showing the lead screw of the left working head;
Fig. 9 is a sectional view taken along the line IX-IX of FIG. 8; ' Fig. 10 is a sectional view taken along the line X-X of FIG. 9; Fig. 11 is a sectional view along line ¯
XI-XI of Fig. 8; Fig. 12 is a plan view showing the bezel of the grinding machine; Fig. 13 is a rear elevational view of one of the pneumatic motors of the bezel in FIG. 14 is a sectional view along line XIV-
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XIV of Fig. 13; Fig. 15 is a vertical sectional view showing the mechanism for oscillating the work holder; Fig. 16 is a vertical sectional view of the loading and unloading mechanism taken from the left end of the machine shown in FIG. 3;
Fig. 17 is a vertical sectional view of the same mechanism taken near the right end of the machine; Fig. 18 is a sectional view showing a stopper mechanism for controlling the movement of the cylinder head; Fig. 19 is a sectional view taken along the line XIX-XIX of FIG. 18; Fig. 20 is a sectional view taken on line XX-XX of FIG. 18, and FIG. 21 is an electrical diagram.
The machine shown in the drawings forms a number of parallel peripheral rings 14A (Fig.l) simultaneously on a tubular workpiece to be grinded hereinafter referred to as work 14 by a single passage of the work opposite a rotating profiled grinding wheel 10. (Fig. 2) As the rings are only 0.38 mm wide and it is difficult to form cor- grooves in the grinding wheel. corresponding to a width of less than 0.76 mm, the work is moved back and forth and rotated during its passage opposite the grinding wheel by an appropriate mechanism.
Retort shown in Fig. 2, the machine comprises a frame 9 on which the wheel 10 is mounted. In operation 'the grinding wheel
10 is driven in rotation without interruption by an electric motor 11 by means of a belt 8, and works
14 are moved opposite the grinding wheel successively by the upward displacement in an arc of a circle facing the grinding wheel 10
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of a work holder 12 which is mounted on journals 120 (Fig. 3)
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in a cylinder head 13.
Each work is supported for 1s rcc-, tif1cat1on, one described later, by working heads 26 'which are driven in a back and forth movement on a slide
16 (Fig. 2) on the work holder 12 hung the movement of the
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work carrier 12 towards the top. The work is driven in rotation and back and forth, during this phase of the cycle, by an electric motor 17 which drives a shaft eK, by .L D1, the m6diaire du. "J. <11 belt z 'titAv86Ai", r turn in the aëse direction that the grinding wheel, To rotate the por twv YHltr 6'. Pyia 12 green, the top - at the desired moment we introduce oil in two hydraulic cylinders servIÉ180PIae.éS on either side of the door-opener60, and to lower it, the oil is drained from the cylinders.
The cylinder head 13 is moved back and forth
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which brings it together and pushes it aside. there are two pneumatic cylinders: 3 ti "", ques 19, one on each side of the cylinder head, the stroke of the cylinder head inward or outward being determined by mechanical hillocks 20t of on either side of the cylinder head, which can be adjusted ej? 9â'w! T7, t by means of handwheels 21 and which cooperate with the opposite ends of grooves 22 in the cylinder head. Each stop 20 is mounted on a nut 147 screwed onto a threaded rod 148 attached to the handwheel 21.
As shown in Fig. 2, the yoke 13 is guided on one side only during its reciprocating movement by a tongue 95 engaged in a groove 96 formed in the frame of the machine. The movement is transmitted from the jacks 19 to the cylinder head 13 by levers 23 and desbiellettes 23A.
The lower ends of the levers 23 are connected by a torsion bar 24 which pivots in the frame 9 of the machine. It is therefore possible to present the work
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14 to the grinding wheel 10 in a slightly oblique position in order to perform a conical grinding by adjusting the stops m-. caniques 20 on each side of the yoke 13 in different positions, which allows the unguided side of the yoke to slightly exceed the guided side.
The shaft 25, (Fig. 3), driven by the motor 17 carries pulleys 36 which drive, by means of belts 15, pulleys 27 provided on the working heads 26 so as to make them turn. The belts 15 are provided with tension pulleys 90 (Fig. 4). The shaft 25 also carries a pulley 37 serving to impart a reciprocating movement to the work, as described below.
The working heads can be brought together and separated from each other on the work holder 12 to come into contact with a work or release it by rotation of a shaft 28 comprising parts threaded in opposite directions 97 ( see also Fig. 5) which prevails, in the working heads ,, The shaft 28 is rotated when necessary by the rotary pneumatic motor 29. The working heads cooperate respectively, -lent with micro- switches SW3 and SW4 as described later in more detail.
Near the end of the inward stroke of the working heads, switch SI / 14 is actuated to decrease the air flow to motor 29, as described later, and the displacement. inward direction continues until a stopper 30 provided on the left working head 26 meets a stopper 31 provided on the shaft 28. As shown in Figs. 8 and 11, the stopper 31 is attached to a split nut 150 secured to the shaft 28 by a set screw 151.
The switch SW4 is actuated by contact of a yoke 153 with the nut 150 and throttles the flow of air supplying the motor 29, then the working heads move slowly inwards until the faces 154 and 155 of the stops
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The flow of throttled air continues to feed the motor 29 during the grinding operation.
As shown in Figs. 5 to 7, each working head 26 comprises a body 98 in which a shaft 100 carrying the pulley 27 is journaled in bearings 99. The body 98 carries a captive nut 101 which screws onto the thread 97 of the shaft 28. 'to allow the shaft 28 by turning to move the work head 26 in one direction or the other as described above, To allow fine adjustment of the position of the work head 26 relative to the On the shaft, a worm wheel 102 (Fig. 6) is provided on the nut 101. An axle 103 which rotates in the working head carries a worm 104. in engagement with the worm wheel 102. .
This being the case, by rotating the axis 103 for example by means of a key adapted to its square end 105, the nut 101 can be rotated to obtain the fine adjustment. The nut 101 can then be locked in its adjustment position by means of a locking screw 106 (Fig. 7) housed in a sleeve 107 and screwed into a nut 108. By turning the screw 106, it is possible to do so. refit the nut 108 on this screw and tighten it against the sleeve 107.
The shaft 100 (Fig. 5) carries a male end 32 intended to be engaged in the end of the work 14 to be rectified and a chuck 33 intended to be blocked on the external surface of the work. A piston 35 has a conical cavity at its left end which receives the mandrel 33 which is normally retained by springs 34 in a position in which it is disengaged from the work. By introducing compressed air into a cylinder 109 through a passage 110 formed in the shaft 100, the piston 35 can be pushed to the left, (Fig. 5), against the action of the springs 34 to tighten the valve. chuck
33 on the book.
The mechanism used to animate the work of a movement
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back and forth is shown in Figs. 8 to 10. A pulley 38 (Fig.10), mounted on a shaft 111 is driven by a toothed belt 88 shown in Fig. 3, from the pulley 37 provided on 1-'arbre 25. The shaft 111 drives in rotation, by means of the gear 112 (Fig.10), a shaft 40 carrying a cam 39 which is biased by a spring. 113 in contact with a ball joint 42. The shaft 40 is coupled by a coupling 41 to the shaft 28 carrying the working heads 26.
When the box 39 turns it cooperates with the ball 42 to move the shaft 28, the working heads
26 and the book held between them, in a back and forth movement. The ball 42 is mounted in a fork 114 which can be moved by a screw 115 in order to move the ball 42 towards or away from the cam 39. The ball 42 is mounted on a rod.
116 which is held by a spring 117 in contact with a screw
43. By rotating the screw 43, the ball 42 can be moved up or down with respect to the. cam 39.
The adjustment of the degree of reciprocation communicated to the work can supposedly be effected by means of screws 43,115.
The work 14 is supported during grinding by a grinding bezel shown in Figs. 12 to 14.
This telescope is actuated by four pneumatic motors 118 mounted on the slide 16 of the work holder 12. The telescope comprises two fixed lower jaws 44 which support the work over its entire length and two cooperating mobile upper jaws 45 which are each coupled to two of the motors 118 and operated by them.
Each upper jaw 45 is supported by arms 119 which extend from the shafts 129 provided in the corresponding motors They. Each shaft 129 carries a sec- tor 121 which engages a rack 122 provided on the rod
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of a piston 123 housed in a cylinder 46. Springs 124 normally return the pistons 123 inwardly into their cylinders and thus tend to raise the upper jaws 45. However, when air is admitted compressed in the cylinders 46, the pistons 123 are urged outwardly to lower the jaws 45 into contact with the work 14.
The mechanism for rotating the ----- work holder 12 in order to move the work 14 opposite the grinding wheel 10 is shown in FIG. 15. The mechanism is actuated by an electric motor 47 which drives a shaft 125 coupled by a worm mechanism 126, pinions 127 and a worm mechanism 128 to a shaft 130 carrying a cam 48, The cam 48 cooperates with a cam follower 31 provided on the piston 132 of a main hydraulic cylinder 49, the cam follower 131 being kept in contact with the cam 48 by a spring 133. When the cam 48 is brought by. rotation in the position shown in FIG.
15, it pushes the piston 132 to the left to expel oil from the cylinder 49 through lines 134 in the slave hydraulic cylinders 18 (Fig. 2). However, the piston rods
136 of the jacks 18 which copy with the rollers 135 of the work carrier
12 come out of the jacks 18 to rotate the work holder in the anti-clockwise direction, (Fig.2). The profile of cam 48 is such that, while the work is in contact with the grinding wheel, the rate of material removal from the work decreases as the wall of the work is thinned by the grinding wheel.
As the wall thickness of the tubular structure decreases, its flexibility and tendency to vibrate increase and it is for this reason that the cam is profiled so as to gradually decrease the speed of material removal from the tube. 'work as the latter moves next to the
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alone. When the cam 48 subsequently rotates 1800 from. the position shown in FIG. 15, the work holder 12 descends by gravity to its initial position and returns oil from the jacks 18 into the jack 49.
The machine includes a loading and unloading mechanism shown in Figs. 16 and 17. The works are stacked in a chute 50 which normally occupies a position shown in FIGS. 1 and 16, in which they are prevented from falling from the chute by a stop 51. Loading and unloading are effected by means of two arms 52, comprising housings 53 intended to engage with the work closely. of its ends, which are mounted on a shaft 71 and which can be moved from a loading position A (Fig. 16) to an unloading position B (Fig. 17).
The loading and unloading mechanism includes a pneumatic cylinder 67 with an oil damper 68 having adjustable needle valves 137 for regulating the flow of oil passing through them. The piston rod of the cylinder 67 is coupled to a toothed sector 69, pivoting about an axis 138 and meshing a pinion 70 wedged on a shaft 71 which, in addition to the arms 52 carries a cam 72. The cylinder 67 serves, when the work has been completely rectified by rotating the shaft 71 to move the arms 52 away from position A in order to lift the rectified work from the lower jaws 44 (Fig. 14) and bring it to position B (Fig. 17).
As the end of the stroke of the arms 52 approaches, the cam 72 actuates a rod 73 (Fig. 16) to pivot a rocker arm 74 against the action of a return spring 75.
The rocker arm 74 is mechanically connected to the chute 50 and the pivoting of the rocker arm 74 brings the chute 50 into position.
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shown in FIG. 17 and thus allows the lower structure contained in the chute to fall on the heels 76 of the arms 52 before being placed in the housings 53 of the arms during their return stroke.
The pivoting of the rocker arm 74 also causes the actuation of a valve V3 (Fig. 16), to supply air from an air supply line 40, through a line 139, to a cylinder 77. A distribution plate 78 is supported by connecting rods 141, 142 (Fig. 17) on shafts 143 and 144. Actuation of the cylinder
77 (Fig. 16) oscillates shaft 144 clockwise by means of an arm 80 which also actuates a switch SW6.
Oscillation of shaft 144 moves platen 78 from the position shown in solid lines in FIG. 17 to that shown in chain lines and, during this movement, the fingers 79 provided on the plate lift the work out of the housings 53 of the arms 52 and allow it to roll down along the plate towards a collector. The operation of this switch SW6 causes the jack 67 to return the arms 52 to position A. During the first stage of this movement, the cam 72 allows the spring 75 to return the chute.
50 in its initial position and the jack 77 returns the plate 78 to its initial position.
When the arms 52 return to their initial position, they cause the work resting on their heels 76 to enter their housings 53 and, on reaching position A, they deposit it on the lower jaws of the telescope.
When the arms reach position A, the cam 72 (Fig. 16) actuates a switch SW5 through an arm 32.
The operating cycle of the machine will now be described with reference to the electrical diagram of Fig. 21, in which mechanical links are shown in large broken lines. Fig. 21 shows the aforementioned jacks serving
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to actuate the various elements of the machine and the control system comprises seven microswitches SW1 to SW7, a single movement selector US which is a conventional device comprising relays and contacts which prepare the circuits to be actuated by the micros -switches, a number of electromagnetic valves C01 to C05 intended to control the jacks and a certain number of pressure switches Pl to P4.
Each switching valve, depending on its position, admits air into one or more corresponding pneumatic cylinders or discharges it from them.
The arms 52 move into the loading position
A, (Fig. 16) while the work holder is in its upper position and the yoke 13 is in its retracted position to deposit a work 14 on the lower jaws 44 of the bezel. The work is then taken over by the work heads 26, the upper jaws 45 of the telescope are lowered on it and the work holder 12 is lowered. The yoke 13 then begins to move inward and the following description of the machine's operating cycle begins at this point.
As shown in Figs. 18 to 20, the yoke 13 carries' two micro-switches SW1 and SW2 whose control levers 145 and 146 cooperate with a fixed stop 54. As soon as the yoke 13 begins to move towards the grinding wheel, that is to say say to the left in Fig. 18, switch SW1 is actuated and sends a signal through line 55, (Fig. 1) to motor 17, thereby rotating work heads 26 as well as cam 39 (Fig. 8) to move the heads to. back and forth. The inward movement of the cylinder head 13 is effected, as described above, by the pneumatic cylinders 19 which are supplied with air for this purpose by the cylinder head.
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Via a switching valve C01.
Shortly before the cylinder head reaches the end of its inward stroke, the switch SW 2 is actuated retort indicated on Fis. 20, following the entry into contact of a plunger 149 with the stop 54 to reduce the useful sections of the throttle valves TV (Fig.l) in the pneumatic circuit supplying the cylinders 19 so as to slow the speed of the cylinder head and allow it to approach
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dearly dear to these hills 20. - - - -u ----
When the cylinder head has been stopped by the stops 20, the rise in pressure in the pneumatic circuit supplying the vee. pins 19 causes the actuation of a pressure switch P1.
This
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switch sends a signal via line 56 to start the electric motor 47 (Fie "15) in order to engage the valve for rectification, that is to say to lift the door-holder ----- --- ¯¯, ¯ 12 to move the work which is driven "in rotation opposite the grinding wheel. The switch SW7 is activated by a box 58 (Fig. 15) on the shaft 130 when the work moves upwards,
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which causes the transmission of a signal through line 59 (Fig. 21) to trigger motor 47, as well as another signal through
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line 60 to cosmuter the COI valve. The jacks 19 therefore begin to retract the cylinder head 13 from the grinding wheel. However, 1-1i, the SDl2 switch (see also Fig.
18) is actuated to emit a signal via line 61 in order to trigger motor 17 which drives the work heads.
As the bolt approaches its retracted position, switch SW1 (Fig. 18) is actuated to transmit
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a signal via line 62 in order to activate the TV throttling valves and thus slow down the cylinder head and to send another signal via line 63 to the CO2 switching valve in order to con:
nute this valve to evacuate the air from the cylinders 109 which operate
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'the mandrel (see also Fig. 5). These cylinders therefore release the mandrel 33 which holds the work between the working heads. The resulting pressure drop in the air circuits supplying the cylinders 109 causes 1) actuation of the pressure switch P. to send a signal via line 64 to a CO3 switching valve associated with the rotary motor
29 (see also Fig. 3) in order to force this motor to separate working heads.
Valves operating by all or nothing V1 and
V2 are interposed between the CO3 valve and the engine 29 waiting! the separation of the air working heads feeds the engine. by valve V1. When the heads move away from each other, switch SW3 (Fig. 3) is actuated to send a signal through line 65 in order to close valve V1 and thus stop motor 29 and send another signal via line 66 to the CO4 switching valve associated with the jacks 118 operating the bezel (see also Fig. 12). These jacks therefore act to raise the upper jaws 45 of the telescope while leaving the work on the fixed lower jaws 44.
The drop in air pressure in the circuit supplying the jacks 118, when the window opens, actuates 1-pressure switch P3 to send a signal through the line.
57 to the CO5 switching valve, which operates the pneumatic cylinder 67 (Fig. 16). As explained above, this operation rotates the arms 52 from position 1 in order to lift the work from the lower jaws 44 of the bezel and bring it to the unloading position B.
When the valve V3 is actuated, as explained above to supply air to the cylinder 77, the switch SW6 is actuated by the arm 80 (Fig. 16) to send a signal through the line 81 (Fig. 21). to the CO5 switching valve
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which is thus reversed for the cylinder. 67 (fig. 16) to return the arms 52 to position A, as explained above.
When the switch, S1, 15 is actuated when the arms 52 return to position A, it sends a signal via line 83 (Fig. 21) to the switching valve CO4 which is thus inverted, causing the closure of the switch. the bezel by jacks 118. When the bezel is closed, the pressure switch P3 sends a signal through line 84 to the switching valve CO3 in order to reverse it and send air to the rotary motor 29 through valve V2 to cause the motor to bring the working heads 26 closer together. When the heads have almost reached the end of their inward stroke, switch SW4 (see also Figs. 3 and 8) is actuated to close valve V2.
However, air is introduced into motor 29 through a choke 85 only. The air passing through the throttle causes a slow final approach of the working heads and the motor 29 remains blocked after stopping the working heads in contact with the stops 30 and 31.
The rise of the air pressure when the motor 29 is blocked causes the actuation of the pressure switch P4 which sends a signal through the line 86 to the CO2 switching valve, inverting this valve, which causes the closing of the chucks 33 of the working heads under 1 / action of the jacks la, 9, When the chucks are closed, the pressure switch P2 sends a signal through line 87 to activate the motor 47 in order to remove the box 48 (Fig. . 15) and allow the work holder 12 to pass into its lower position.
This being the case, switch SW7 is again actuated by box 53 to send a signal via line 59 to stop IL. motor 47 and a signal through line 60 to reverse the
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CO1 switching valve and thus cause the jacks 19 to initiate the movement of the cylinder head inward.,
Valves V1 and V2 are reopened and choke valves are made inactive under the control of the one-motion selector system US at the desired cylinders in the machine cycle.