Servomécanisme pour contrôler les déplacements d'une électrode dans une machine à électroérosion On connaît des servomécanismes pour contrôler les déplacements d'une électrode dans une machine à électroérosion, comprenant un piston différentiel coulissant dans un cylindre pour la commande des déplacements de l'électrode, les déplacements de ce piston provoquant des variations de volume inégales et de sens inverses dans deux chambres de tra vail, un circuit hydraulique comprenant une pompe délivrant un liquide sous pression constante,
ce li quide étant amené par une première conduite dans la chambre de travail qui subit les plus petites va riations de volume en fonction des déplacements du piston différentiel, une seconde conduite faisant communiquer la première conduite avec l'autre cham bre de travail, cette seconde conduite présentant un passage étranglé et, en aval de ce dernier, un pas sage de section réglable permettant la mise à l'échap pement du liquide sous pression, ce passage de sec tion réglable étant commandé par un dispositif sen sible aux conditions électriques de fonctionnement de la machine.
Les servomécanismes de ce genre sont avanta geux, car ils réagissent très rapidement. Par contre, lorsque ces servomécanismes ne sont pas en fonc tion et que le piston se déplace sous l'effet de son propre poids ou d'une action extérieure, il se pro duit une dépression dans une des chambres de tra vail, ce qui favorise une entrée d'air dans cette cham bre. Une telle entrée d'air constitue un inconvénient majeur en raison de la compressibilité de l'air qui entraîne un manque de précision du servoméca nisme.
En outre, le déplacement manuel du piston différentiel est difficile, car la section du passage étranglé est très petite, ainsi que celle du passage de section réglable, de sorte qu'il faut exercer une grande force sur le piston différentiel pour provo quer la circulation du liquide dans lesdits passages.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients, grâce au fait que le servoméca nisme comprend des moyens . permettant de mettre à l'échappement au moins une des deux chambres de travail de façon à faciliter le déplacement manuel du piston différentiel lorsque le servomécanisme est hors service et à éviter des entrées d'air.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution du servo mécanisme objet de l'invention.
La fig. 1 est un schéma d'une machine à électro- érosion.
La fig. 2 représente en coupe le servomécanisme de cette machine.
Le schéma de base d'une machine à électroéro- sion, représenté à la fig. 1, montre que la machine comprend un générateur électrique A dont les bornes <I>a</I> et<I>b</I> sont reliées, d'une part, à une électrode E et, d'autre part, à une pièce à usiner P qui sont plon gées dans un liquide diélectrique.
Ce générateur fournit l'énergie nécessaire pour produire une série de décharges par étincelles entre la pièce P et l'élec trode E, chaque étincelle enlevant un peu de métal à la pièce à usiner. Un servomécanisme S fait avan cer l'électrode E en direction de la pièce P au fur et à mesure de l'usinage de cette dernière. La com mande du servomécanisme est assurée électrique ment par un dispositif B qui mesure la tension entre l'électrode E et la pièce P et fournit au servoméca nisme un courant de commande dépendant de ladite tension.
Le servomécanisme qui est représenté en détail à la fi g. 2 comprend un piston différentiel 1 solidaire d'une tige 2 présentant de chaque côté de ce dernier des diamètres différents. L'électrode E est fixée par un dispositif non représenté à la partie inférieure de la tige 2. Le piston différentiel coulisse dans un cy lindre 3 en provoquant des variations de volume iné gales et de sens inverses dans deux chambres de tra vail 4, respectivement 5. Le circuit hydraulique comprend un réservoir 6 alimentant une pompe 7 destinée à délivrer le liquide de commande sous une pression constante.
Ce liquide est envoyé par une première conduite 8 dans la chambre de travail 5. Une seconde conduite 9 fait communiquer la pre mière conduite 8 avec l'autre chambre de travail 4. Cette seconde conduite présente un passage étran glé 10 et, en aval de ce dernier, un passage 11 de section réglable permettant la mise à l'échappement du liquide. Le liquide sortant par le passage 11 va dans un réservoir 6a, puis se déverse par un trop- plein 6b dans le réservoir 6.
Ce passage 11 de sec tion réglable est constitué par une bille 12 qui est plus ou moins rapprochée de son siège usiné dans une pièce 13, au moyen d'un doigt 14 d'un dispositif 15 sensible aux conditions électriques de fonctionne ment de la machine. Ce dispositif 15 n'est pas décrit en détail, car il ne fait pas partie de l'invention.
La conduite 9 présente également -un passage dont la section est réglable au moyen d'une vis 16 qui peut être atteinte de l'extérieur par un perçage 17. Cette conduite peut être mise en communication avec le réservoir 6a, grâce à un passage susceptible d'être fermé par une soupape automatique 18 qui est soumise à l'action d'un ressort 19 tendant à l'ouvrir. De même, la conduite 8 peut aussi commu niquer avec le réservoir 6a dans le fond duquel est disposée une deuxième soupape automatique 20 sou mise à l'action d'un ressort 21 tendant à l'ouvrir.
Pour assurer une -pression constante dans la chambre 5, la conduite 8 présente une soupape de décharge comprenant un pointeau 22 soumis à l'ac tion d'un ressort 23 @ qui tend à l'appliquer contre un siège 24. Un bouchon vissé 25 permet le montage et le démontage de la soupape de décharge. Lorsque le liquide envoyé dans la conduite 8 dépasse une pression déterminée, il déplace le pointeau 22 con tre l'action du ressort 23 et peut s'échapper pour retourner dans le réservoir 6 par la conduite 6b.
La soupape de décharge est placée aussi près que possi ble du passage étranglé 10 et de la chambre de tra vail 5 pour éviter les variations de pression dues à l'inertie du liquide contenu dans la conduite 8 lors des variations de débit dans cette conduite.
Chaque extrémité du cylindre 3 est fermée par une pièce 26, respectivement 27, présentant un alé sage 28, respectivement 29, muni de garnitures d'étanchéité et dans chacun desquels coulisse une partie de la tige 2. Chacune des pièces 26 et 27 pré sente, en outre, un espace intérieur 30 et 31 com muniquant avec le réservoir 6a de retour du liquide par une conduite 32. On voit que les deux espaces 30 et 31 sont mis en communication l'un avec l'au tre par une conduite 33 ménagée dans la paroi du cylindre 3. Le réservoir 6a est à un niveau plus élevé que les espaces 30 et 31, de sorte que ces derniers sont toujours remplis de liquide sous une pression déterminée par la hauteur du niveau dans le réser voir 6a.
La tige 2 passe avec jeu dans un alésage 34, respectivement 35 pratiqué dans chacune desdites pièces et disposé entre chacun desdits espaces 30 et 31 et la chambre de travail adjacente 4, respecti vement 5.
Le fonctionnement du servomécanisme décrit est le suivant La pompe 7 met le liquide sous pression et cette pression est transmise dans la chambre 5. Le liquide fourni par la pompe traverse le passage étranglé 10, lequel produit une perte de charge, de sorte que la pression dans la conduite 9 et dans la chambre 4 est inférieure à celle régnant dans la conduite 8 et la chambre 5. Le liquide fourni par la pompe tra verse ensuite le passage 11 de section réglable, pas sage dans lequel il se produit une nouvelle chute de pression. Par suite des pressions régnant dans les conduites 8 et 9, les soupapes 18 et 20 sont fermées contre l'action de leur ressort 19 et respectivement 21.
Il est clair que la pression régnant dans la cham bre 4 est déterminée par la section libre du passage réglable 11. Lorsque, pour une ouverture donnée de ce passage 11, le rapport des pressions dans les chambres 4 et 5 est égal à l'inverse du rapport des surfaces actives du piston différentiel dans ces cham bres 4 et 5, il y a état d'équilibre et le piston ne se déplace pas, si on néglige le poids de la tige 2 et de l'électrode E. Si à ce moment, on éloigne la bille 12 de son siège, la pression dans la chambre 4 dimi nue, ce qui provoque un déplacement du piston 1 vers le haut. Une fermeture du passage 11 par la bille 12 produit un mouvement de sens inverse.
En agissant sur la vis 16, on peut modifier la résistance de l'écoulement de la conduite 9 et faire varier ainsi la rapidité de réaction du servomécanisme.
Lorsque de la matière a été enlevée à la pièce P, la distance séparant de l'électrode E augmente, ce qui entraîne une augmentation consécutive de la tension disruptive entre ces pièces. Le dispositif B réagit en envoyant au dispositif 15 un courant pro voquant un déplacement vers le bas du doigt 14. Il en résulte une diminution du passage 11 et une augmentation de la pression dans la chambre 4, ce qui déplace 1a tige 2 et donc l'électrode E en direc tion de la pièce P.
Cette diminution de la distance entre l'électrode et la pièce entraîne une diminution de la tension moyenne entre l'électrode E et la pièce P de sorte que le doigt 14 reprend sa position initiale et que la pression dans la chambre 4 reprend la valeur pour laquelle le piston différentiel 1 ne subit pas de déplacement. Il est facile de comprendre que si la dis tance entre l'électrode E et la pièce P venait à dimi nuer, par exemple par suite d'accumulation de pous sière conductrice, le servomécanisme réagirait en sens contraire et provoquerait un éloignement de l'électrode E par rapport à la pièce P.
Pendant tout le fonctionnement du servoméca nisme, il se produit un écoulement du liquide allant des chambres 4, et respectivement 5, vers les espa ces 30 et 31 que présentent les pièces 26 et 27. Ce pendant, cet écoulement est très faible, car le jeu laissé entre la tige 2 et les alésages 34 et 35 est très petit, de l'ordre de quelques centièmes de millimètre.
D'ailleurs, comme la section libre entre ces alésages et la tige 2 reste constante, les légères fuites que pré sentent les chambres 4 et 5 ne gênent en rien le fonc tionnement du servomécanisme. Par contre, cette disposition est avantageuse, car les joints d'étanchéité ne sont pas soumis à la pression relativement forte régnant dans les chambres 4 et 5, mais seulement à la pression très faible exercée par le liquide contenu dans le réservoir<I>6a.</I>
Lorsque l'usinage est terminé ou simplement in terrompu, la pompe 7 est arrêtée, de sorte que le liquide des conduites 8 et 9 et des chambres 4 et 5 ne se trouve plus sous pression. Les soupapes auto matiques 18 et 20 s'ouvrent alors sous l'action de leurs ressorts 19 et 21 et permettent aux chambres 4 et 5 de communiquer directement avec le réservoir 6a. Il est ainsi facile de déplacer à la main la tige 2, puisque la communication des chambres 4 et 5 avec le réservoir da se fait par des conduites ne présen tant que des pertes de charge très faibles. Cette dis position permet en outre d'éviter que de l'air puisse être introduit dans les chambres 4 et 5 lorsqu'on déplace la tige 2 manuellement.
Au moment où la pompe 7 est remise en action, la mise sous pression du liquide provoque la ferme ture des soupapes 18 et 20, de sorte que le servo mécanisme est prêt à fonctionner.
On pourrait évidemment prévoir plusieurs va riantes de construction et les soupapes automatiques pourraient être disposées à différents endroits. En particulier, une des soupapes pourrait se trouver dans le piston différentiel pour faire communiquer les deux chambres de travail directement entre elles lorsque la pression est pratiquement nulle. Cette dernière devrait être agencée pour se fermer automa tiquement lorsque la pression dans la chambre 5 de vient plus grande que celle dans la chambre 4. La deuxième soupape pourrait être disposée, soit sur la conduite 8, soit sur la conduite 9, pour faire com muniquer une de ces conduites avec le réservoir 6a.
En variante, on pourrait aussi remplacer les soupapes automatiques par des soupapes à commande électro magnétique dont la fermeture serait commandée en même temps que la mise en marche de la pompe 7.
Dans une forme d'exécution plus simple, les piè ces de fermeture du cylindre 3 pourraient ne présen- ter qu'un alésage dans lequel coulisserait la tige 2, les espaces 30 et 31 étant alors supprimés. Dans ce cas, les garnitures d'étanchéité seraient soumises à des pressions plus élevées, mais l'introduction d'air lors des déplacements manuels de la tige 2 ne pour rait pas se produire du fait de la bonne communica tion des chambres 4 et 5 avec le réservoir 6a et du niveau plus élevé de celui-ci.
On pourrait aussi remplacer les soupapes 18 et 20 par d'autres éléments permettant de mettre à l'échappement les chambres 4 et 5, par exemple au moyen d'un distributeur à tiroir ou de vannes à com mande automatique ou manuelle. Suivant une forme d'exécution plus simple, on pourrait se contenter de moyens permettant de mettre à l'échappement une seule des chambres 4 ou 5 de travail. Lorsque le passage de section réglable est commandé par le dis positif 15 de façon telle qu'à l'arrêt du servoméca nisme, ce passage présente une section libre relati vement grande, on peut se contenter de moyens permettant la mise à l'échappement de la chambre 5.