CH633736A5 - Dispositif d'injection hydrodynamique pour un tube guide-barre hydraulique de ravitailleur de machine-outil et utilisation de ce dispositif. - Google Patents

Description

La présente invention concerne un dispositif d'injection hydrodynamique pour un tube guide-barre hydraulique de ravitailleur de machine-outil, destiné à être disposé sur la partie avant du tube guide-barre.

On connaît différents types de ravitailleurs de barres pour tour automatique, et on connaît notamment, par l'exposé de brevet suisse N° 514381, un tel ravitailleur, dans lequel un tube qui maintient une barre à usiner et qui la pousse vers l'avant lorsque c'est nécessaire, contient de l'huile. Le dispositif ravitailleur selon l'exposé de brevet suisse susmentionné comprend une pluralité de tubes montés en barillet, mais il existe également des dispositifs à un seul tube, comme par exemple celui que l'on voit à la fig. 1, qui situe le type de dispositif dans un plan tout à fait général. Ces dispositifs ravitailleurs, à un ou plusieurs tubes, sont disposés à l'arrière d'un tour automatique, comme le montre par exemple la fig. 1, un tube qui contient une barre à usiner engagée dans la poupée du tour étant disposé de façon que son axe longitudinal coïncide au moins approximativement avec l'axe de la poupée du tour.

En fait, pour le ravitaillement en barres dans les opérations d'usinage de tournage sur des tours automatiques, on utilise depuis quelque temps des tubes guide-barre sous pression hydraulique qui font appel au principe du palier hydrodynamique, utilisant l'effet de guidage dû à la rotation de la barre de matière à usiner pour empêcher cette dernière d'avoir un frottement nuisible contre la paroi intérieure du tube, cela quelle que soit la forme de la section de la barre, c'est-à-dire également avec des sections non rondes, ovales, carrées, profilées, etc. Ce dispositif évite non seulement une usure néfaste, en particulier dans le cas de barres profilées, mais il évite aussi des vibrations et des bruits que l'on cherche de plus en plus à éliminer des ateliers dans toute la mesure du possible.

On utilise avantageusement une pression d'huile pour faire avancer un piston poussant la barre lorsque cela est nécessaire, et de 5 tels dispositifs sont décrits dans différents exposés de brevets, dont le brevet suisse N° 514381, précédemment cité, de même que les brevets suisses Nos 576303 et 593746, qui présentent des perfectionnements quant à la constitution du piston pousse-barre, ou quant à d'autres points constructifs ou fonctionnels.

io Dans ces dispositifs, le fluide actif (généralement de l'huile) nécessaire pour obtenir l'effet hydrodynamique susmentionné est amené depuis l'arrière du tube de guidage, en passant autour du piston ou dans un canal particulier prévu dans celui-ci. Le fluide actif peut également être injecté tout au long du tube guide-barre par des 15 orifices d'injection espacés dans les parois de ce tube.

En pratique, il s'est toutefois révélé que les dispositifs connus présentent le défaut de permettre un écoulement trop facile du fluide actif hors du tube de guidage, vers l'avant. Il est clair qu'une certaine quantité de fluide actif s'échappe toujours vers l'avant, où il est 20 récolté dans un bac adéquat pour être recyclé, mais il est défavorable que cet écoulement du fluide actif vers l'avant soit par trop important. En effet, le remplissage du tube de guidage par le fluide actif, autour de la barre de matière à usiner, se trouve souvent de ce fait insuffisant, voire médiocre, et il en résulte un amoindrissement 25 notable du phénomène de guidage hydrodynamique, précédemment mentionné, phénomène que l'on souhaiterait au contraire pouvoir utiliser d'une façon totale et intense, afin qu'il procure véritablement les avantages précédemment mentionnés, même et surtout dans les cas d'utilisation moins favorable (barre de matière à usiner carrée, 30 triangulaire ou profilée).

Le but de la présente invention est de fournir un dispositif d'injection hydrodynamique pour un tube guide-barre hydraulique qui permette d'éviter les inconvénients susmentionnés de l'art antérieur et qui assure une fonction de freinage et de réduction de 35 l'écoulement du fluide actif vers l'avant du tube, de façon que l'on ait un meilleur remplissage de ce dernier et que l'on bénéficie au maximum des avantages susmentionnés du phénomène de guidage hydrodynamique, le dispositif en question devant naturellement n'entraver en aucune façon la rotation, de même que le mouvement 40 d'avance longitudinale de la barre de matière à usiner.

Conformément à l'invention, ce but est atteint par la présence des caractères qui sont énoncés dans la première revendication annexée. Les revendications dépendantes définissent des formes d'exécution qui sont particulièrement avantageuses pour atteindre d'une façon « tout à fait simple et adéquate les performances visées par l'invention. Ladite tuyère peut comprendre un seul orifice d'éjection annulaire ou alors plusieurs orifices d'éjection annulairement répartis. Dans ce dernier cas, ces orifices sont avantageusement dirigés obliquement, également par rapport au plan axial sur lequel ils débouchent, de so façon à provoquer un mouvement rotatif du fluide éjecté.

Avantageusement, le fluide de protection éjecté par la tuyère est le même que le fluide actif et il peut favorablement être prélevé sur un circuit hydraulique général de la machine.

Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, une forme d'exécution 55 de l'objet de l'invention; dans ce dessin:

la fig. 1 est une vue qui montre d'une façon tout à fait générale l'installation, à l'arrière d'un tour automatique, d'un tube guide-barre qui peut être du type conforme à l'invention, et la fig. 2 est une vue partiellement en coupe et à échelle très 60 agrandie de la partie représentée dans le cercle en traits pointillés A de la fig. 1, cette vue en coupe de la fig. 2 illustrant tout particulièrement la conception de l'objet de l'invention.

Sur la fig. 1, on voit, à gauche, un tour automatique d'un type connu qu'il n'est pas nécessaire de décrire davantage. A l'arrière de ce 65 tour automatique, dans l'axe de la poupée de celui-ci, se trouve un tube guide-barre 1 qui contient une barre de matière à usiner 2 engagée dans la poupée. On note que le ravitailleur selon la fig. 1 pourrait sans difficulté être du type à barillet, comprenant une

pluralité de tubes guide-barre, venant de façon interchangeable se placer dans l'axe de la poupée du tour, par rotation du barillet formé par cette pluralité de tubes guide-barre.

Sur la fig. 2, qui représente seulement la portion de détail A de la fig. 1, on voit qu'un bloc 3 formant tuyère d'injection est disposé sur l'extrémité avant du tube guide-barre 1, dans lequel tourne la barre de matière à usiner 2. Un fluide actif 4 baigne cette barre et devrait, pour assurer au maximum l'effet avantageux de guidage hydrodynamique de la barre, remplir tout l'espace situé entre la barre de matière à usiner 2 et la paroi intérieure du tube 1. A la fig. 2, on voit que cette condition — non satisfaite avec les dispositifs selon l'art antérieur—est effectivement remplie, du fait de l'action favorable de l'agencement à tuyère 3.

Le fluide actif aura la plupart du temps été introduit entre la barre et le tube d'une façon classique, par exemple par l'arrière, mais c'est le fonctionnement de la tuyère 3 qui l'amène à remplir complètement l'espace autour de la barre.

On note que, du fait de la rotation de la barre, le fluide actif— c'est-à-dire généralement l'huile — qui entoure la barre se met également à tourner, et cela assure une présence de fluide actif également dans la partie haute du tube. Toutefois, vers l'avant du tube, le remplissage complet par du fluide actif n'est obtenu que par l'action de moyens qui limitent l'écoulement du fluide actif hors du tube.

En l'occurrence, on voit que la tuyère d'injection 3, à laquelle ce rôle est dévolu, comporte un orifice 5 d'éjection de fluide de protection — le plus souvent, mais non obligatoirement, identique au fluide actif — dans une direction oblique par rapport à l'axe du tube, de façon à tendre à faire rentrer le fluide actif vers l'intérieur du tube. L'injection de fluide de protection se fait donc à contre-courant et freine dans une très grande mesure l'écoulement du fluide actif vers l'avant. Au dessin, on voit que le bloc tuyère 3 comprend une chambre annulaire qui reçoit le fluide de protection par une amenée 6 de fluide sous pression, ce fluide étant usuellement de l'huile. Dans la forme d'exécution représentée, l'orifice d'éjection a, depuis cette chambre annulaire, une forme tronconique. L'orifice d'éjection de protection fait donc le tour de la surface intérieure de la tuyère à travers laquelle passe la barre à usiner 3.

En variante, on pourrait avoir, depuis ladite chambre annulaire qui reçoit le fluide de protection sous pression, une pluralité d'orifices en forme de petits tubes, répartis sur toute la circonférence de la surface intérieure de la tuyère et dirigés naturellement obliquement pour amener le fluide de protection à contre-courant de la direction d'écoulement du fluide actif.

Le fluide de protection nécessaire au fonctionnement de la tuyère,

633736

introduit par l'amenée 6, peut être dosé, pour un débit optimal, par exemple à l'aide d'une vanne non représentée. Le plus souvent, le fluide de protection sera le même fluide que le fluide actif, c'est-à-dire de l'huile, et il pourra avantageusement être prélevé sur un circuit hydraulique général de la machine-outil.

En réglant le débit du fluide de protection à l'aide d'une vanne, on a une grande souplesse de fonctionnement, le débit optimal nécessaire pouvant varier dans de notables mesures selon les dimensions et la forme de la section droite de la barre, dans un tube de dimensions données. Il va sans dire que des moyens de fixation de la tuyère sur le tube sont prévus, mais ils n'ont pas été représentés au dessin. Par ailleurs, le bloc tuyère 3 pourrait, par exemple, pour des raisons de commodité de fabrication, être formé en plusieurs pièces; on l'a toutefois représenté en une pièce à la fig. 2.

D'une façon particulièrement avantageuse, lorsque la tuyère comprend une pluralité d'orifices d'éjection de fluide de protection débouchant obliquement dans sa surface cylindrique intérieure, ces orifices d'éjection sont dirigés obliquement non seulement par rapport à l'axe du tube et de la tuyère, mais également par rapport au plan axial de la tuyère sur lequel ils débouchent de façon à provoquer, dès leur entrée dans l'espace entourant la barre, un mouvement rotatif dont l'effet est avantageux, pour les raisons précédemment mentionnées, c'est-à-dire par le fait d'une augmentation de l'effet de turbulence recherché pour assurer le meilleur guidage hydrodynamique.

On remarque également que la tuyère d'éjection de fluide de protection à contre-courant tend à augmenter la pression du fluide actif à l'intérieur du tube autour de la barre, c'est-à-dire à l'avant du piston qui pousse la barre par-derrière. Dans les dispositifs non munis d'un agencement tel que la tuyère d'éjection à contre-courant, la pression, notable derrière le piston pour faire avancer celui-ci, n'est que très faible devant le piston, autour de la barre (du fait de l'écoulement pratiquement libre par l'avant, cette pression, dans l'art antérieur, ne dépassait guère la pression atmosphérique, mis à part éventuellement les questions de turbulence par suite de la rotation de la barre). Avec la tuyère d'éjection selon la conception proposée,

cette pression de l'huile autour de la barre augmente, et cela contribue dans une mesure encore plus grande à la diminution du bruit et des vibrations qui étaient parmi les plus grands inconvénients des dispositifs ravitailleurs antérieurs, et en particulier des dispositifs ravitailleurs secs.

On note que la tuyère pourrait aussi être d'un bloc avec le tube ; les orifices pourraient aussi être percés dans le tube même, avec simplement un manchon d'amenée de fluide à l'endroit voulu autour du tube.

3

5

10

15

20

25

30

35

40

45

R

1 feuille dessin

Claims (6)

633736

1. Dispositif d'injection hydrodynamique pour un tube guide-barre hydraulique de ravitailleur de machine-outil, destiné à être disposé sur la partie avant du tube guide-barre, caractérisé en ce qu'il comprend une tuyère annulaire apte à être traversée par la barre de matériau à usiner délivrée par le tube guide-barre, cette tuyère comprenant au moins un orifice d'éjection de liquide dirigé obliquement par rapport à l'axe de la tuyère dans la surface intérieure de sa forme annulaire, de façon à éjecter du liquide de protection à contre-courant relativement au mouvement du fluide actif baignant la barre dans le tube et tendant à s'en échapper par l'avant, cette éjection à contre-courant contrecarrant le mouvement de sortie du fluide actif hors du tube, en créant une zone de surpression dans la partie avant du tube.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite tuyère comprend un seul orifice d'éjection, de forme annulaire.

2

REVENDICATIONS

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite tuyère comprend plusieurs orifices d'éjection répartis annulairement dans la surface intérieure de la tuyère.

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits orifices d'éjection sont dirigés obliquement également par rapport au plan axial de la tuyère sur lequel ils débouchent, de façon à provoquer de plus un mouvement rotatif du fluide de projection éjecté.

5. Utilisation du dispositif selon la revendication 1, pour éjecter du liquide de protection à l'intérieur de la partie avant d'un tube guide-barre hydraulique de ravitailleur de machine-outil, à contre-courant relativement au mouvement du fluide actif baignant la barre dans le tube et tendant à s'en échapper par l'avant, caractérisée en ce que l'on prélève le liquide de protection, comme le fluide actif, sur un circuit hydraulique général existant en liaison avec le ravitailleur et/ou la machine-outil.

6. Utilisation selon la revendication 5, caractérisée en ce que le fluide prélevé du circuit hydraulique général est de l'huile.