Mécanisme d'actionnement pour effectuer des mouvements d'un organe par rapport à un autre La présente invention a pour objet un mé canisme d'actionnement pour effectuer des mouvements d'un organe par rapport à un au tre, notamment des mouvements d'avance et de recul relatifs d'une pièce à travailler et d'un support d'outil, comprenant un piston moteur destiné à être déplacé dans un cylindre moteur et des pistons libres dans des cylindres de com mande, du fluide sous pression étant appliqué sélectivement au piston moteur ou aux pistons de commande pour effectuer des mouvements d'avance et de recul respectivement,
les mou vements d'avance étant retenus par une pres sion inverse due à un écoulement de liquide dans un circuit fermé intercalé entre ledit pis ton moteur et lesdits pistons de commande pour commander par là la vitesse du mouve ment d'avance, le mouvement de recul du pis ton moteur étant effectué par ledit fluide sous pression appliqué aux pistons de commande, et la force exercée par là étant transmise par l'in termédiaire dudit circuit au piston moteur.
Les brevets suisses Nos 316892, 322407, 321641 se rapportent à des mécanismes de ce type.
Le mécanisme selon la présente invention est caractérisé en ce que ledit circuit de com- mande de liquide comprend deux parcours pa rallèles, chaque parcours comportant un orifice réglable et une vanne à une voie, les deux van nes à une voie ne permettant l'écoulement que dans des sens opposés, de sorte que les vites ses des mouvements d'avance et de recul du piston moteur sont commandables indépen damment sur au moins une partie de sa gamme de mouvements.
Le dessin annexé représente, à titre d'exem ple, une forme d'exécution du mécanisme selon l'invention.
La fig. 1 est une vue schématique du mé canisme d'actionnement hydropneumatique. La fig. 2 est une vue schématique montrant la position de fermeture d'une vanne utilisée dans le dispositif de commande.
Ainsi que le montre schématiquement le dessin, les conduits<I>A</I> et<I>B</I> sont .reliés à une vanne de commande à deux voies C, compre nant un orifice d'admission D destiné à être relié à une source (non représentée) d'air com primé à une pression appropriée, et deux ori fices d'échappement E et F, ouverts à l'air libre.
Les orifices de la vanne C sont comman dés au moyen d'un élément G pouvant être dé- placé selon un mouvement de va-et-vient et qui peut être actionné, c'est-à-dire déplacé entre les positions indiquées respectivement en traits pleins et en traits mixtes au moyen de tout dispositif convenable, par exemple par un solénoïde représenté par une bobine Q, excité au moyen de câbles électriques R reliés à une source de courant électrique (non repré sentée) par un commutateur 292.
L'élément G de la vanne C étant dans la position indiquée en traits pleins, le conduit B est en communication avec l'atmosphère par l'orifice d'échappement E, tandis que le con duit d'air comprimé A est relié à l'orifice d'ad mission D. En conséquence, l'air comprimé passe par le conduit A, pénètre dans une cham bre 60 et pousse vers la droite un piston mo teur 56 et une queue 66, ainsi qu'une broche 86 qui lui sont associées. Un liquide présent dans la chambre antérieure 58 d'un cylindre moteur 50 est chassé par un conduit H, passe par une vanne de contrôle à une voie 302, un conduit J, une vanne à pointeau réglable 320, et des conduits K,<I>L, M,</I> vers la chambre pos térieure 256 (à gauche sur la figure) d'un cy lindre d'approche rapide 200.
La chambre an térieure 254 (à droite sur la figure) de ce cy lindre est en communication avec l'atmosphère par des conduits<I>N</I> et<I>B</I> et l'orifice E. Un pis ton libre 250 d'approche rapide est donc libre de se déplacer vers la droite aussi rapidement que le liquide est admis par la vanne 320. Si la vanne 320 est grande ouverte, la vitesse du piston 250 n'est limitée que par les dimensions des conduits de liquide et, comme la vitesse de déplacement du piston 250 commande la vitesse de déplacement du piston moteur 56, ce dernier se déplace rapidement vers la droite, en entraînant ainsi le déplacement rapide<B>de</B> l'outil porté par la broche 86 vers le point où il doit venir en contact avec la pièce à usiner.
Cette phase est la phase d' approche rapide du cycle, mouvement qui s'effectue sur une longueur pouvant être réglée en vissant une tige de réglage 260 vers l'intérieur du cylindre 200 afin de réduire la distance sur laquelle s'effectue l'approche rapide ou en la dévissant hors du cylindre pour augmenter cette distance. Le mouvement d'approche rapide continue jusqu'à ce que le piston 250 vienne buter con tre l'extrémité de la tige de réglage 260, mo ment auquel aucune arrivée de liquide n'est plus possible par le conduit M.
Le liquide ve nant de la chambre 58 du cylindre moteur suit alors un autre trajet comprenant le conduit H, la vanne de contrôle 302, le conduit J, la vanne à pointeau. réglable 320, le conduit K, un con duit P et une vanne 360, pour arriver dans la chambre 276 d'un cylindre 202 de commande d'avance.
Le mécanisme entre alors dans la phase d'avance proprement dite du cycle de fonctionnement et la vitesse d'avance de la broche dépend du réglage de la vanne 360 de commande d'avance. Etant donné que la cham bre 278 du cylindre 202 est en communication avec l'atmosphère par les conduits<I>O, B</I> et l'orifice E de la vanne C, le piston libre 272 se déplace vers la gauche sous l'influence de la poussée du liquide provenant de la chambre 58 et la broche avance à la vitesse déterminée par le réglage de la vanne 360, pourvu toute fois que la vanne à pointeau 320 soit plus ou verte que la vanne 360.
A ce propos, il y a lieu de remarquer qu'un clapet 400 étant dans la position ouverte mon trée sur la fig. 1, la vanne 320 règle la vitesse maximum d'avance du piston 56, tandis que la vanne de commande d'avance 360 en règle la vitesse minimum. En d'autres termes, si la vanne 320 est plus ouverte que la vanne 360, le mécanisme avance à une vitesse déterminée par la vanne 320 jusqu'à ce que le piston 250 vienne toucher la butée 260. Pour la course d'avance restante, la vitesse d'avance est déter minée par le réglage de la vanne 360. Par ail leurs, si le degré d'ouverture de la vanne 320 est inférieur à celui de la vanne 360, la course d'avance s'effectue entièrement à la vitesse d'avance déterminée par le réglage de la vanne 320.
Le piston 56, la queue et la broche qui lui sont associées ne peuvent pas avancer (vers la droite) à une vitesse plus grande que celle que permet le réglage de la vanne 320.
Ainsi, le clapet 400 étant dans la position d'ouverture que montre la fig. 1, le mouve- ment d'avance produit par le mécanisme peut être divisé en deux phases distinctes et indépen dantes, la vitesse d'avance dans chaque phase étant réglable à l'infini au moyen des. vannes 320 et 360 et la longueur de chaque phase étant réglable à l'infini au moyen de la butée 260.
La faculté que possède le mécanisme de fonctionner de cette manière, c'est-à-dire selon deux vitesses d'avance réglables, est extrême ment avantageuse, par exemple, lorsqu'on dé sire usiner en une seule opération deux matiè res de duretés différentes. Dans ce cas, on règle la vanne 320 de façon telle que l'outil actionné par le piston 56 approche et usine la première matière au taux d'avance recommandé. La tige de butée 260 doit être alors ajustée de telle sorte que, lorsque l'usinage de la première ma tière est terminé, le piston 250 vienne toucher la butée et le piston 56 continue d'usiner la seconde matière à la vitesse d'usinage recom mandée plus réduite, déterminée par le réglage de la vanne 360.
Lorsque le piston 56 a atteint le point ex trême de sa course d'avance, le mécanisme est prêt pour le cycle de retour, qui est commandé en ramenant l'élément G de la vanne C à sa position indiquée en traits mixtes. Ce mouve ment peut être commandé automatiquement au moyen du commutateur sensible à une pression limite, représenté schématiquement en 292.; En résumé, la pression régnant dans la chambre 58 est transmise au commutateur 292 par un conduit S, ce commutateur étant réglé pour fonctionner à une pression déterminée.
Si, pour une raison quelconque, l'avance du piston 56 est arrêtée, la pression régnant d'ans la chambre 58 tombe presque instantanément et le commutateur 292 est actionné pour dés exciter la bobine de l'armature du solénoïde Q par l'intermédiaire des câbles R, en permettant ainsi à un ressort U de déplacer l'élément G de la vanne vers 1a position indiquée en traits mixtes.
La vanne est amenée par des moyens quel conques à sa position indiquée en traits mixtes, dans laquelle l'air comprimé arrive par l'orifice D à la vanne C pour pénétrer dans le conduit <I>B</I> et, de là, par des conduits<I>N</I> et O respective ment dans la chambre antérieure 254 du cylin dre 200 et dans la chambre postérieure 278 du cylindre 202. En même temps, la chambre 60 est mise en communication avec l'atmosphère par le conduit A et l'orifice F. Comme men tionné précédemment, le clapet 400 peut être sélectivement déplacé angulairement pour être mis en position d'ouverture, comme le montre la fig. 1, ou en position de fermeture, comme le montre la fig. 2, pour un but qui sera décrit plus loin.
On décrira à présent le cycle de retour tel qu'il se produit, le clapet 400 étant en position d'ouverture.
Lorsque de l'air comprimé arrive aux cham bres 254 et 278, le liquide contenu dans la chambre 256 passe à travers les conduits M, <I>L, T,</I> une vanne à pointeau 322, un conduit 1, une vanne de contrôle 300 et le conduit H, dans la chambre 58 du cylindre moteur, en dé plaçant le piston moteur 56 vers la gauche de façon à ramener la queue en arrière et à re fouler dans l'atmosphère l'air de la chambre postérieure 60 par le conduit A et l'orifice F de la vanne C.
On remarquera qu'aucun liquide ne peut passer par le conduit K, la vanne 320 et le con duit J, car la vanne de contrôle 302 est fermée dans cette direction, c'est pourquoi le liquide doit passer par la vanne à pointeau 322 et la vanne de contrôle 300. La vitesse d'avance pendant la course de retrait peut donc être. commandée par le réglage de la vanne 322. A ce propos, on remarquera que la même pres sion d'air régnant dans la chambre 254 du cy lindre 200 règne également dans la chambre 278 du cylindre 202 et tend à expulser le li quide par le clapet à bille 400 et la vanne 360.
Cependant, il ne se produit pas de passage de liquide par le clapet 400 pendant cette phase du cycle car la pression du liquide se trouvant dans le conduit L agit derrière la bille et aide le ressort de fermeture à maintenir la bille sur son siège en antagonisme à la pression régnant dans la chambre 276. Etant donné que les pres sions régnant dans les chambres 254 et 278 sont égales (elles ont une source commune), les pressions régnant dans la chambre 276 et dans le conduit L sont approximativement égales et, comme elles agissent de chaque côté de la bille, elles se neutralisent mutuellement. Le ressort maintient donc la bille en position de ferme ture.
On comprendra que, pendant cette phase de recul et alors que le piston 250 se déplace vers la gauche, le liquide arrivant pair la vanne 360 ne joue aucun rôle, quel que soit son ré glage. Lorsque le piston 250 atteint l'extré mité de gauche du cylindre 200, la pression régnant dans les conduits M et L tombe, la bille du clapet 400 s'écarte de son siège sous la pression régnant dans la chambre 276 et le piston 272 se déplace vers la droite, en chas sant le liquide de la chambre 276 par les con duits<I>L, P, T,</I> la vanne à pointeau 322, le con duit 1, la vanne de contrôle à une voie 300 et le conduit H, vers la chambre 58 du cylindre moteur. Ainsi, le passage du liquide est tou jours réglé par la vanne 322 et l'ouverture du clapet à bille 400 n'a aucune influence sur la vitesse du recul.
Lorsque le piston 56 est complètement re venu en arrière, un prolongement 62 vient agir sur un bouton de contact 293 du commutateur de commande 292, qui rétablit le circuit pour exciter l'armature du solénoïde Q et ramener l'élément G de la vanne à la position indiquée en traits pleins, en déclenchant ainsi automati quement un nouveau cycle de fonctionnement.
On voit d'après ce qui précède que le mé canisme est capable de ramener le piston mo teur à une seule vitesse, vitesse qui peut varier à l'infini grâce à la vanne à pointeau 322. Cette faculté a une grande importance pour les opé rations d'usinage dans lesquelles une certaine vitesse de rappel est nécessaire. Par exemple, dans les opérations de taraudage, il est néces saire de faire avancer rapidement le taraud vers la pièce, de tarauder à une vitesse d'avance quelque peu réduite, puis de rappeler l'outil à la même vitesse réduite que la vitesse d'avance. Dans certaines opérations d'usinage, il est avantageux de pouvoir disposer de différentes vitesses de déplacement pendant la course de retour et le mécanisme décrit est apte à rem plir cette fonction grâce à la présence du cla pet 400.
Par exemple, pour les opérations de fini tion ou de surfaçage en dépouille, il est quel quefois désirable que le mécanisme se déplace rapidement pendant la première phase de la course de retour, puis plus lentement pendant le reste de la course pendant lequel s'effectue l'opération de surfaçage. Lorsqu'on désire que le mécanisme fonctionne de cette façon, on tourne le clapet 400 pour le fermer comme le montre la fig. 2. Lorsque l'air comprimé arrive aux pistons 250 et 272, le liquide est d'abord chassé rapidement de la chambre 256 du cy lindre 200 vers la chambre 58 du cylindre mo teur, à une vitesse déterminée par le réglage de la vanne 322, pour accomplir la phase ra pide de la course de rappel.
Après que tout le liquide a été expulsé de la chambre 256, le clapet 400 étant fermé, le liquide contenu dans la chambre 276 passe par la vanne de com mande d'avance 360 (qui doit être réglée afin de permettre un écoulement moindre que la vanne 322) dans la chambre 58, en accomplis sant ainsi la phase de la course de retour à la vitesse d'avance.
\ Ainsi, le mécanisme décrit permet de réali ser un cycle de fonctionnement comportant deux vitesses différentes d'avance réglables à l'infini et une course de retour selon une seule vitesse réglable ou un cycle comportant deux vitesses différentes pour la course de retour.
Le présent mécanisme permet d'obtenir des cycles automatiques d'avance et de recul qu'il est impossible ou tout au moins très difficile d'obtenir avec les mécanismes connus jusqu'à présent. Par exemple, pour les opérations de taraudage, une vitesse uniforme d'avance et de recul ne peut pas être obtenue avec un méca nisme antérieur de ce type sans réduire la lon gueur de la course et sans perdre le bénéfice du mouvement d'approche rapide, ce qui aug mente ainsi le temps nécessaire à l'usinage.