DESCRIPTION
La présente invention concerne un ravitailleur de matériau à usiner en barre pour machine-outil, notamment pour tour automatique, comprenant au moins un tube destiné à être placé juste derrière une broche de la machine-outil, en alignement axial avec cette broche, ce tube étant destiné à contenir une barre de matériau à usiner, un piston-poussoir situé dans le tube et destiné à se trouver derrière la barre de matériau à usiner pour pousser celle-ci vers la broche, et des moyens de pression d'huile connectés à l'extrémité arrière du tube de façon à mouvoir le piston-poussoir.
Des ravitailleurs répondant à cette définition générique sont commercialisés sous les désignations LNS Hydrobar et LNS Superhydrobar (marques déposées). Les exposés de brevets EUR Nos 070 073 et CH-641 386 présentent par exemple une construction particulière pour un ravitailleur Superhydrobar . La structure selon laquelle le piston-poussoir est déplacé par une pression d'huile, laquelle huile s'écoule ensuite, avec perte de pression, sur l'avant du piston pour lubrifier la barre de matériau qui tourne à vitesse élevée dans le tube, est décrite dans l'exposé de brevet CH-576 330.
Les ravitailleurs de ce type ont connu un grand succès sur le marché, notamment parce qu'ils fonctionnent pratiquement sans bruit, parce qu'ils ne provoquent pas d'usure de la barre de matériau, etc. Dans ces ravitailleurs, le tube ne s'ouvre pas latéralement et la barre de matériau, une fois épuisée, doit être remplacée par introduction d'une nouvelle barre par une des extrémités du tube.
L'introduction de la nouvelle barre par l'extrémité arrière, telle qu'on la pratique par exemple dans des ravitailleurs de petites dimensions et ne fonctionnant pas par pression d'huile, comme celui qui est illustré dans l'exposé de brevet CH-656 814, n'a pas été utilisée dans le cas des ravitailleurs du type en question (LNS marque Hydrobar ), notamment du fait de la présence du capuchon d'introduction de pression d'huile à l'extrémité arrière du tube et du fait de la très grande place libre qui aurait été nécessaire (un ravitailleur Hydrobar pour barre de trois mètres présente une longueur dépassant généralement 4 m, du fait de la longueur du poussoir qui doit pouvoir pousser la barre jusque vers l'avant de la broche du tour, l'introduction d'une nouvelle barre par l'arrière exigerait encore un espace libre d'au moins trois mètres, ce qui est excessif).
La recharge par des ravitailleurs du type en question, Hydrobar , Superhydrobar , se fait donc par l'extrémité avant du tube, lequel est, pour cela, légèrement orienté à son extrémité avant de façon que celle-ci se trouve accessible depuis l'avant de la poupée du tour, le tube étant, pour sa recharge, disposé légèrement obliquement par rapport à l'axe de la broche sur lequel il est aligné en fonctionnement normal. Le support avant du tube comprend pour cela une équerre-glissière transversale qui permet à l'opérateur de dégager aisément l'avant du tube, par glissement horizontal, et d'y introduire une nouvelle barre de matériau, étant entendu que le piston-poussoir a d'abord été retiré vers l'arrière par l'action d'une dépression d'huile. La recharge exige donc la présence d'un opérateur et ne peut guère être automatisée dans ces ravitailleurs existants.
On connaît par ailleurs, notamment par les exposés de brevets CH-657 793, US4628779, et EP 0161210, un ravitailleur à paliers hydrostatiques commercialisé sous la désignation LNS Sprint (marque déposée).
Ce ravitailleur est apte à travailler avec des barres de grand diamètre et à vitesses très élevées; il peut par ailleurs être rechargé latéralement, par exemple à l'aide d'un gerbeur comme proposé dans l'exposé de brevet suisse CH 665 789. Ce type de ravitailleur est donc apte à fonctionner d'une façon entièrement automatique.
Le but de la présente invention est de fournir un ravitailleur du type générique précédemment défini qui, tout en évitant la nécessité d'un espace libre pas trop grand à l'arrière de la machine-outil et en profitant à fond des avantages de l'avance du poussoir par pression hydraulique, permette un fonctionnement entièrement automatique, en coopération avec un gerbeur apte à amener des barres transversalement une à une.
Conformément à l'invention, le but visé est atteint par la présence, dans un ravitailleur du type en question, des caractères énoncés dans la revendication 1 annexée.
Les revendications dépendantes définissent des formes d'exécution de l'objet de l'invention qui sont particulièrement avantageuses, notamment quant à leur façon d'atteindre spécialement bien le but visé et/ou quant à leurs performances à différents point de vue, tels que la fiabilité, la commodité de montage, la souplesse d'utilisation, etc.
Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention; dans ce dessin:
la fig. 1A est une vue de dessus d'un ravitailleur du type proposé, dans sa position de fonctionnement normale, c'est-à-dire d'avance de barres pour usinage,
la fig. 1B est une vue semblable à celle de la fig. 1A, mais représentant le même ravitailleur dans sa position de recharge d'une nouvelle barre sur le ravitailleur,
la fig. 2A est une vue en coupe selon la ligne IIA-IIA de la fig. 1A, cette figure montrant également la structure générale du gerbeur coopérant avec le ravitailleur,
la fig. 2B est une vue partielle semblable à celle de la figure 2A, mais montrant le ravitailleur en coupe selon la ligne IIB-IIB de la fig. IB, et
la fig.
3 est une vue de détail à échelle agrandie, partiellement en coupe, représentant lajonction, amovible, de l'extrémité arrière de la partie avant du tube et de l'extrémité avant de la partie arrière du tube, de façon que ces parties forment un tube de ravitailleur complet
Le ravitailleur représenté aux figures lA et 1B est destiné à alimenter une machine automatique, en l'occurrence un tour automatique dont on voit le banc 1, la poupée 2 et la broche 3 munie à l'avant d'une pince 4. Un outil d'arrêt 5 se met en place le moment voulu pour positionner l'avant de la barre de matériau à usiner 7 que le ravitailleur 10 pousse à travers la broche 3 lorsque la pince de celle-ci est ouverte. Cette barre de matériau à usiner 7 tourne à la vitesse de la broche 3 du tour, qui peut être fort élevée avec les machines modernes.
Le ravitailleur 10 est disposé derrière la poupée 2 du tour, en alignement axial avec celle-ci, ce ravitailleur coopérant par ailleurs avec un gerbeur, par exemple du type précédemment mentionné, dont les figures lA et 1B ne montrent que les becs d'amenée de barre 8, la structure d'ensemble du gerbeur étant par contre visible à la figure 2A.
Le ravitailleur 10 comprend différents éléments qui sont montés principalement sur quatre plaques de base, à savoir une plaque avant 11, une première plaque médiane 12, une deuxième plaque médiane 13 et une plaque arrière 14. Ces plaques sont fixées sur le sol et par rapport au tour à alimenter par des bâtis classiques, comprenant par exemple des blocs de bases, tels que les blocs 58, et des montants de châssis, tels que les montants 57 (fig. 2A).
Le tube du ravitailleur est constitué d'une partie avant 15 et d'une partie arrière 25, partiellement escamotable latéralement. La partie avant 15 comprend un élément tubulaire 16 comportant deux manchons 17 et 20, fixés respectivement dans des équerres de fixation 18 et 21, à l'aide de dispositifs de fixation respectivement 19 et 22, d'une façon bien connue dans le cas des ravitailleurs Hydrobar . L'équerre 18 est fixée sur la plaque 11 et l'équerre 21 est fixée sur la plaque 12. Vers l'avant du tube, c'est-à-dire à proximité de l'arrière de la broche 3 du tour, l'élément tubulaire 16 porte une embouchure avant 23 semblable à celle, connue, des ravitailleurs Hydrobar .
A l'arrière, l'élément tubulaire 16 comprend un flanc de liaison arrière 24 destiné à être lié sélectivement de façon étanche avec un flanc de liaison correspondant 31 monté à l'avant de la partie 25.
Celle-ci comprend un élément tubulaire 26 qui porte à son extrémité avant le flanc 31. La jonction sélectivement étanche entre les deux flancs 24 et 31 sera considérée plus loin. L'élément tubulaire 26 porte un manchon avant 27 et un manchon arrière 29, lesquels sont respectivement tenus dans des bras de montage 28 et 30, selon un agencement qui sera mieux compris en considérant les figures 2A et 2B.
A l'arrière de l'élément tubulaire 26, un capuchon arrière 32 est monté pour l'amenée d'huile sous pression, celle-ci parvenant au capuchon par un conduit 33, tandis qu'un conduit central 34 mène à un appareil de mesure ou de contrôle de pression hydraulique.
A l'intérieur du tube du ravitailleur se trouvent un piston 35 et un poussoir 36, dessinés en traits pointillés forts aux figures lA et 1B. Le piston 35 est poussé par sa face arrière en direction de l'avant par une surpression d'huile; pour son retour il est tiré par une dépression d'huile contre sa face arrière, selon un processus bien connu (CH-576 304). L'ensemble du piston 35 et du poussoir 36 doit avoir une longueur suffisante pour que, alors que le piston 35 est encore dans le tube à proximité de son extrémité avant, comme cela est montré en 35' à la figure lA, l'extrémité avant du poussoir 36 arrive juste derrière la pince 4 de la broche 3, de façon que la barre de matériau à usiner soit utilisée complètement et qu'il ne reste qu'une petite chute de matière, que des organes adéquats recueilleront au moment où l'avance de la prochaine barre la fera sortir de la pince.
Ainsi, le poussoir doit avoir une longueur au moins légèrement supérieure à celle de la broche, et ce poussoir 36 et le piston 35, une fois retirés entièrement vers l'arrière par une dépression d'huile dans le capuchon 32, doivent se situer complètement dans la partie arrière 25,1'extrémité avant du poussoir 36 étant juste en retrait de la jonction entre les flancs 31 et 24, comme le montre la figure 1A. Le piston occupe cette position rétractée tout au début et tout à la fin d'une phase de fonctionnement normal d'avance de barre, dite phase A (actionnement), au début de cette phase A avec une barre 7 devant lui et à la fin de cette phase A sans barre 7 devant lui. Peu avant la fin de cette phase A, avant le retour en arrière du piston, celui-ci occupe la position d'entrée en 35' à la figure 1A.
Parallèlement à la partie arrière 25 se trouve un lit de chargement 37, 38, formé d'un longeron intérieur de chargement 37 et d'un longeron extérieur de chargement 38. Entre ces longerons se trouve une chaîne d'introduction 39, entraînée par une roue dentée 40, ellemême entraînée par un moteur 41, sélectivement commandé par des moyens électriques adéquats. La liaison entre le moteur 41 et la roue dentée 40 est assurée par un dispositif de transmission à vis sans fin 51.
La liaison étanche entre les flancs 24 et 31 est assurée de la manière représentée à la figure 3. Lorsque cette liaison est libérée, la partie arrière 25 peut quitter la position de fonctionnement normal A, représentée à la figure 1A, c'est-à-dire la position à laquelle intervient la phase d'actionnement A, pour se mettre en posi tion B (barrement) de recharge d'une barre sur le ravitailleur, représentée à la figure 1B.
Les figures 2A et 2B permettent de comprendre aisément comment le lit de chargement 37, 38, d'une part, et l'élément tubulaire 26 de la partie arrière 25, d'autre part, sont solidarisés côte à côte et sont rendus basculants autour d'une tringle de pivotement 46. Celle-ci est montée de façon pivotante dans un palier arrière 47, fixé sur la plaque arrière 14, plus basse que la plaque médiane 13, et dans un palier avant 59 (figures 2A, 2B), fixé sous la deuxième plaque médiane 13. On remarque en l'occurrence que les deux plaques médianes 12 et 13 pourraient également n'en former qu'une seule. Les deux bras 28 et 30 de montage de l'élément tubulaire 26 et les deux bras 44 et 45 de montage des longerons 37 et 38 formant le lit de chargement sont tous fixés de façon non rotative autour de la tringle 46.
Un vérin 48, 49 permet de commander le pivotement de la partie arrière du tube et du lit de chargement autour de l'axe de la tringle 46, pour établir alternativement la situation représentée à la figure 1A et la situation représentée à la figure 1B.
Dans la position des figures 1B et 2B, le lit de chargement 37, 38 est en alignement axial avec la partie avant 15. Une nouvelle barre 52 a été déposée sur ce lit par les becs 8 du gerbeur. Ce dépôt de la nouvelle barre 52 peut intervenir soit durant la phase A, soit tout au début de la phase B. Sur la chaîne 39, qui se déplace entre les deux longerons 37 et 38, se trouve fixé un drapeau 42 portant lui-même une tige d'introduction 43. Au début de la phase B, cette tige 43 se trouve derrière la nouvelle barre 52, représentée en traits mixtes à la figure 1A et, par rotation du moteur 41 entraînant la chaîne 39, cette tige se déplace vers l'avant, de façon à pousser la barre 52 dans la partie avant 15.
Cette dernière est moins longue que la longueur standard d'une barre, de sorte que la tige 43, en poussant la barre 52 dans la partie avant 15, fait ressortir l'avant de cette barre de l'embouchure 23 du tube et la fait pénétrer dans la broche 3 de la poupée 2. Les dimensions sont telles que l'extrémité avant de la nouvelle barre se trouve juste derrière la pince 4 de la poupée 2 ou juste dans cette pince 4 au moment où l'extrémité arrière de cette barre a juste franchi l'entrée de l'élément tubulaire 16, à l'intérieur du flanc 24.
Cette barre est représentée en 52' à la figure 1B, elle deviendra la barre 7 pour la prochaine phase A, dès que sera rétablie la position représentée à la figure IA. Avant ce changement de position, la tige 43 doit toutefois effectuer un léger recul, de façon que son extrémité avant sorte de l'élément tubulaire 16 et du flanc 24. Dès ce moment, le vérin 49, 48 peut être actionné pour rétablir la position 1A; le moteur 41 fait revenir en arrière la tige 43, mais ce mouvement de recul peut fort bien s'achever alors que le dispositif est déjà à nouveau en position comme représenté en figure 1A. Ensuite, une nouvelle barre 52 est à nouveau amenée par les becs 8 du gerbeur et le cycle se reproduit, d'une façon entièrement automatique.
A la figure 2A, le gerbeur est représenté plus en détail. On voit que, outre le bec de dépôt de barre 8 déjà considéré, il comprend deux montants parallèles 53 au pied desquels se trouve une claie 54 pour les barres de réserve 52r. Un ergot 56', 56", entraîné par une chaîne 55, prélève les barres de réserve une à une et les amène, comme on le voit en 52' et 52", de façon que ces barres soient déposées sur le lit de chargement 37, 38.
On peut naturellement utiliser un gerbeur du type proposé par l'exposé de brevet suisse N 665 789, mais on peut aussi utiliser tout autre type de gerbeur qui convient pour la recharge latérale (ou transversale) des barres sur le lit de chargement 37, 38.
La figure 2B est semblable à la figure 2A, mais correspond à la position représentée à la figure 1 B. On voit que la nouvelle barre 52 est disposée sur le lit 37, 38, de façon à se trouver juste en face du centre du flanc 24. A la figure 2B, le flanc 31 a été supposé enlevé pour la commodité de l'illustration. A la figure 2A, on voit que l'élément tubulaire 26 est en alignement axial avec les flancs 24 et 31, eux-mêmes alignés exactement entre eux.
Aux figures 2A et 2B, le vérin qui commande le basculement autour de la tringle 46 a été admis comme étant le dispositif 48', 49' lié au bras 28, alors que le dispositif 48, 49 des figures lA et 1B est représenté comme lié au bras 45. Cela est sans importance, la commande de basculement pouvant être faite en liaison avec l'un quelconque des bras fixés sur la tringle 46, ou également en liaison avec un bras spécialement prévu et fixé sur la tringle 46 à cet effet. Par ailleurs, des moyens à butée, non représentés, arrêtent les deux positions A, représentée à la figure IA, et B, représentée à la figure IB, de façon à assurer les alignements axiaux précédemment mentionnés.
La figure 3 montre comment les deux flancs 24 et 31 sont alternativement solidarisés de façon étanche et désolidarisés pour être décalés radialement l'un par rapport à l'autre. On voit que deux étriers 50 sont fixés par des vis 62 contre la face extérieure du flanc 31. L'extrémité des étriers éloignés de ces vis vient se placer derrière la face extérieure du flanc 24 dans la position représentée à la figure 1A, tandis qu'elle en est éloignée dans la position représentée à la figure IB. Le flanc 31 comprend, dans sa face intérieure, en regard du flanc 24, une creusure annulaire dans laquelle se trouve un joint gonflable 60, relié par un conduit 61 à une source fournissant sélectivement une pression d'air.
Lorsque la pression d'air est appliquée au joint gonflable 60, celui-ci se gonfle, tendant à éloigner l'une de l'autre les deux faces en regard des flancs 24 et 31. Cet éloignement est limité par l'étrier SOle joint gonflable permet une liaison étanche entre les deux flancs, l'étrier faisant office de maintien mécanique.
Lorsque la pression d'air est supprimée dans le joint gonflable 60, celui-ci relâche sa pression et, les deux flancs n'étant plus solidarisés, il est possible de déplacer latéralement toute la partie arrière 25, avec le flanc 31, pour passer de la position A, montrée à la figure 1A, à la position B, montrée à la figure IB.
On note que les rôles peuvent fort bien être inversés entre les flancs 24 et 31 en ce qui concerne la fixation des étriers 50, de même qu'en ce qui concerne la position du joint gonflable 60.
Lorsque le piston 35 a franchi la jonction des flancs 31 et 24, la pression d'huile se trouve appliquée à cette jonction, c'est-à-dire au joint gonflable 60. Il va de soi que la pression d'huile alors appliquée doit être inférieure à la pression d'air maintenue dans le joint gonfla- ble 60, afin d'éviter des pertes d'huile. En pratique, une pression d'approximativement 4 bar est appliquée dans le joint gonflable 60, alors que la pression d'huile appliquée derrière le piston 35 reste in inférieure à cette valeur de 4 bar. S'il fallait appliquer une pression d'huile plus élevée, la pression dans le joint gonflable devrait également être augmentée.
Il va de soi que des moyens d'étanchéité et de pression autres qu'un joint gonflable et un étrier pourraient également être prévus pour solidariser de manière étanche et désolidariser alternativement les deux parties du tube; on pourrait même admettre des moyens de liaison qui ne seraient pas parfaitement étanches à l'huile, quelques pertes d'huile à cet endroit ne devant pas être gênantes pour autant que la pression reste suffisante pour maintenir la pression d'appui derrière le piston 35. Par contre, l'alignement axial entre les parties avant et arrière du tube 15 et 25, dans la position A, doit être bon pour assurer un bon fonctionnement du ravitailleur. D'autre part, l'alignement axial de la nouvelle barre 52 et de la partie avant 15, dans la position B, doit être suffisant pour assurer un bon engagement de la barre dans le tube.
Les longerons 37 et 38 formant le lit de chargement peuvent naturellement être sélectionnés en correspondance avec le diamètre de la barre devant être chargée, la hauteur de ces longerons étant telle que la barre se trouve centrée sur l'axe de l'élément tubulaire 16.
De même que les longerons 37 et 38 peuvent être modifiés pour s'adapter à différents diamètres de barre, les éléments tubulaires 16 et 26 peuvent naturellement, comme cela est bien connu dans les ravitailleurs du type Hydrobar , être munis de tubes de réduction ou d'adaptation de section de barre.
On note également que les moyens pour faire avancer la nouvelle barre sur le lit de chargement pourraient être différents de ceux qui sont représentés ici. L'élément de poussage par l'arrière pourrait être de différents types; il pourrait aussi être remplacé par des éléments à rouleaux latéraux à frottement. Les longerons 37 et 38 peuvent être faits de différentes matières; avantageusement, ils seront en un matériau qui donne un faible frottement par rapport au métal, tout en assurant une bonne résistance à l'usure. Ces longerons pourront être métalliques ou synthétiques.
Le lit de chargement pourrait également n'être pas formé par des longerons continus, mais simplement par des sections d'appui qui devront seulement être suffisantes pour soutenir et guider la nouvelle barre 52.
On note que, avec un ravitailleur comme celui qui vient d'être décrit, la longueur totale nécessaire est égale au double de la longueur standard d'une barre, diminué d'une fois la longueur de la broche de poupée. Avec des longueurs de broches situées entre 1 m et 1,5 m et une longueur standard de barre de 3 m, on obtient un encombrement inférieur à 5 m. De plus, on note que, du moment que le rechargement peut être assuré d'une façon entièrement automatique, il n'y aurait pas de grand désavantage à diminuer la longueur des barres chargées, ce qui fait qu'en fin de compte, le ravitail leur du type proposé ( LNS Hydrobar Jet ) pourrait avoir un encombrement ne dépassant guère celui des ravitailleurs du type Hydrobar actuels.