Dispositif auxiliaire à butée mobile pour une machine-outil La présente invention a pour objet un dispositif auxiliaire à butée mobile pour une machine-outil comprenant un porte-pièce ou un porte-outil se dépla çant l'un par rapport à l'autre au cours d'une opé ration d'usinage.
Souvent, dans de telles machines-outil,le déplace ment de l'outil en direction de la pièce est commandé à la main. Dans<B>ce</B> cas, et lorsque l'outil est constitué d'une matière extrêmement dure comme, par exem ple, le diamant, l'ouvrier qui commande la machine ne possède aucun point de repère lui permettant de régler convenablement la vitesse de pénétration de l'outil dans la pièce. I1 arrive fréquemment qu'il déplace l'outil trop rapidement, ce qui le casse.
Dans d'autres cas, un excès de prudence entraîne une aug mentation de la durée de l'opération. Cet inconvé nient se présente dans l'utilisation de différents types de machines-outil tels que, par exemple, des per ceuses, des fraiseuses, des tours, des tronçonneuses, etc.
On connaît, d'autre part, des machines-outil dans lesquelles l'avance de l'outil est réglée par des orga nes de commande automatique généralement du type hydraulique ou pneumatique, mais il s'agit là de ma chines spéciales ou de grandes dimensions qui ne peuvent être utilisées rationnellement que pour effec tuer de grandes séries.
Les dispositifs de réglage de la vitesse d'avance de l'outil lorsqu'ils sont du type hydraulique comprennent, en général, une pompe et un moteur, ils ne peuvent normalement pas être adaptés sur une machine existante, telle qu'une ma chine à commande à main.
Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients.
Pour cela, le dispositif salon l'invention comprend un corps destiné à être fixé à une partie de la machine solidaire de l'un des éléments : parte-pièce ou porte- outil, un organe de butée mobile guidé par le corps et capable de se déplacer par rapport au corps entre deux positions extrêmes sous l'effet d'une force exté rieure,
et un frein logé à l'intérieur du corps et capable de limiter la vitesse de déplacement de l'organe de butée à une valeur maximum, au moins approximativement indépendante de ladite force.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif selon l'invention. La fig. 1 en est urne vue,en coupe axiale.
La fig. 2, une vue en coupe selon la ligne II-II de la fig. 1, et la fig. 3, une vue en élévation latérale à plus petite échelle, le dispositif étant fixé à l'un des sup ports d'une perceuse.
Le dispositif représenté au dessin comprend un corps constitué de trois pièces 1, 2 et 3, fixées l'une à l'autre par des vis. La pièce 1 est de forme générale cylindrique et présente deux logements cylindriques 4 et 5 situés dans le prolongement l'un de l'autre, d'axes parallèles et de diamètres différents. Le loge ment 4, de plus petit diamètre,
s'étend depuis la partie supérieure de la pièce 1 jusque dans le fond du logement 5 qui, de son côté, :s'étend jusqu'à l'ex trémité inférieure de cette pièce. Les logements 4 et 5 constituent des chambres contenant un fluide tel que de l'huile, la chambre supérieure 4 et la chambre infé- rieure 5 étant séparées. par une soupape 6 dont le corps 7 est chassé dans la partie inférieure de la ohambre 4.
Cette soupape 6 comprend un plateau 8 sollicité par un ressort 9 s'appuyant contre un disque 10. Le disque 10 et le fond du corps 7 présentent des ouvertures 11.
Le plateau 8 se déplace contre l'action du ressort 9 lorsque la pression dans la chambre 5 est supérieure à celle qui .règne dans la chambre 4 en permettant ainsi le passage du fluide de la chambre inférieure à la chambre supérieure. Ces deux chambres sont en outre réunies par un canal 12 formé par des perforations pratiquées dans la pièce 1.
Ce canal s'étend depuis l'extrémité infé rieure de la chambre 4 jusqu'à la partie supérieure de la chambre 5. Dans une partie de ce canal ,paral lèle à l'axe de la pièce 1, est chassée une tuyère 13. D'autre part, cette partie du canal peut être obturée par un pointeau 14 vissé dans la pièce 1 et présentant à son extrémité située à l'extérieur de cette pièce un bouton moleté 15.
Le pointeau 14 présente à son extrémité supé rieure une pointe conique 16 qui s'étend en regard de l'extrémité de la tuyère 13. Il permet donc de régler à volonté les dimensions de l'ouverture de sortie de la tuyère.
Un piston 17 coulissant dans la chambre infé rieure 5 est sollicité par un ressort 18 qui s'appuie contre la pièce 2, cette dernière formant un cou- vercle fermant l'extrémité inférieure de la chambre 5.
Le piston. 17 .comprend serrés .entre eux disques 19 et 20 une garniture d'étanchéité 21 de type usuel telle, par exemple, qu'une manchette Gaco (mar que déposée).
Enfin, dans la chambre 4 coulisse également un organe de butée 22 comprenant un piston et formé d'une tige cylindrique 23 présentant à son extrémité inférieure une collerette 24 et d'une garniture d'étan chéité 25 maintenue en place par un disque 26. La garniture d'étanchéité 25 est du même type que la garniture 21.
Elle présente une lèvre annulaire diri gée vers le bas et dont la portion inférieure est taillée à une forme tronconique de sorte que cette garniture présente une facette tronconique 27 d'ouverture diri- gée vers le haut. L'angle de cette facette est de l'ordre de 15o.
Comme on le voit à la fig. 1, l'organe de butée 22 qui est retenu en place par la douille 3 fixée au corps 1 peut coulisser à l'intérieur de la chambre 4 en refoulant le fluide contenu dans cette chambre à travers le canal 12 et la tuyère 13 et en déplaçant ainsi le piston 17 vers le bas contre l'action du res sort 18.
La tige 23 forme une butée mobile dont l'extrémilté LZupémieume s'étend à @Yextérieur,du corps. 1, 2, 3. L'enswmble du dispositif est rendu étanche par les garnitures 25 et 21 ainsi que par une garniture torique 28 entourant le .pointeau 14.
Un logement cylindrique 29 (fg. 2) communi- quant avec la chambre 5 par une ouverture 30 est encore pratiqué dans la paroi du corps 1 à la partie supérieure de la chambre 5.
Le logement 29 est occupé par une soupape dont le corps 31, chassé dans le logement 29, contient une bille 32 sollicitée par un ressort 33 et appuyant une garniture torique 34 contre un couvercle 35 percé d'unie ouverture 36. Cette soupape permet le remplissage des'chambres 4 et 5.
La quantité d'huile introduite dans le corps 1 détermine la position du piston 17 lorsque l'organe 22 est dans sa position supérieure. Une limite abso lue au déplacement du piston 17 est formée par une ouverture 37 pratiquée dans la paroi latérale du corps 1 au-dessous de la soupape (31-36). En effet lorsque la garniture 21 du piston 17 atteint l'ou verture 37, l'huile s'échappe librement à l'extérieur.
Cette ouverture permet au dispositif de continuer à fonctionner dans des conditions constantes même au cas où l'huile contenue dans les chambres 4 et 5 s'échauffe en service. L'ouverture 37 fait aussi office de purgeur lors du remplissage des chambres 4 et 5.
Le fonctionnement du dispositif décrit résulte immédiatement de sa construction. Lorsqu'on presse sur l'organe de butée 22 pour l'enfoncer dans la chambre 4, l'huile s'écoule par la ,tuyère 13 dans la dhambre 5. Lorsqu'on lâche l'organe de butée l'huile est refoulée dans la chambre 4 sous l'action de res sort 18 après avoir provoqué une ouverture de la soupape 6. Le pointeau 14 permet de régler d'une façon précise, la résistance à l'écoulement du fluide passant par le canal 12.
On sait que la résistance d'un fluide à l'écoule- ment dépend de la vitesse de ce fluide et augmente avec cette vitesse.
En appliquant une force donnée sur l'organe de butée 22, la vitesse de déplacement du piston à l'in térieur de la chambre 4 atteint donc très rapidement une valeur constante. De plus, comme le coefficient de résistance peut prendre une valeur extrêmement élevée si l'ouverture de passage est très petite, la vitesse limite du piston 22 varie en fait très peu quelle que soit la force appliquée. La fig. 3 montre l'utilisation du dispositif sur une perceuse à main.
Cette :dernière comprend unie table fixe 38 sur laquelle est fixée une pièce 39 et une tâte de perçage 40 portée par une colonne 41. La tête de perçage 40 et le socle 38 forment un support fixe au cours de l'opération de perçage. La tête 40 porte encore un support 42 d'une broche 43 entraî née par un moteur 44 et portant une mèche 45.
Le support 42 est mobile et présente une crémaillère 46 qui permet de le déplacer à la main au moyen d'un levier 47 et d'un pignon 48. Comme on le voit à la fig. 3, le support mobile 42 porte, en outre, un bras latéral 49 qui s'étend vers l'avant et le corps 1 du dispositif décrit est fixé à la tête 40 au-dessous de ce bras.
Cette fixation peut être réalisée, par exemple, par une console vissée sur la tête 40 et présentant un taraudage dans lequel est engagé le corps 1, ce dernier étant fileté. La position du dispositif par rap port au bras 49 peut .ainsi être réglée de telle façon que ce bras atteigne l'extrémité supérieure de l'organe de butée 22 au moment où la mèche 45 touche la pièce. A partir de ce moment, le mouvement de la pièce 45 se heurte à la résistance qui s'exerce sur l'organe 22 lors d'un déplacement.
La vitesse de ce déplacement est limitée à une valeur pratiquement fixe, qui peut être ajustée dans certaines limites au moyen du pointeau 14.
Le déplacement du support de broche 42 vers le bas peut âtre limité d'une façon absolue par une autre butée fixe (non représentée). Au moment où le levier 47 a amené le support 42 dans cette position limite inférieure, l'organe 22 atteint sa position linute vers le bas.
On ramène alors le levier 47 dans sa position de départ représentée au dessin, ce qui libère ledit organe 22. L'huile de la chambre 4 qui a pénétré dans la chambre 5 est refoulée automatiquement dans la chambre 4 par l'intermédiaire de la soupape<B>6,</B> ce qui ramène l'organe de butée 22 à sa position de départ.
Le dispositif décrit pourrait être monté de la même façon par exemple, sur un chariot porte-pièce mobile sous l'action d'un levier, sur un banc de fraiseuse ou de tour, en particulier lorsque les outils utilisés sont des outils en diamant.
Pour certains fraisages de reprises, on utilise en effet volontiers des outils en diamant. La vitesse d'avance ne doit pas dépasser la limite supportable pour de tels outils. Le dispositif décrit pourrait égale ment être utilisé sur des machines dans lesquelles l'avance de l'outil est provoquée par un dispositif moteur,
mais où les possibilités de réglage de cette avance font défaut ou sont insuffisantes.
L'avantage principal qu'il présente est de consti- tuer un appareil entièrement autonome susceptible d'être monté sur n'importe quelle machine-outil. Grâce au pointeau 14, la vitesse limite peut âtre réglée d'une façon très précise et enfin,
la soupape 6 ainsi que le ressort 18 assureront un retour immédiat du piston 22 de la position inférieure à la position supérieure.
En effet, comme le diamètre de la chambre 5 est supérieur à celui de 1a chambre 4, la force exercée sur l'organe de butée 22 provoque facilement le déplacement du piston 17 même si cette force est du même ordre que la résistance du ressort 18.
En fait, il suffit que le ressort 18 ait une résistance suffi- sante pour assurer l'ouverture de la soupape 6 et le déplacement du piston 17 et de l'organe de butée 22.
Le dispositif pourrait aussi être exécuté diffé remment de ce qui est décrit ci-dessus. Ainsi, en particulier, le canal 12 pourrait comprendre deux perforations radiales traversant la paroi du corps 1, situées à la même hauteur mais décalées .angulaire- ment et communiquant l'une avec la chambre 4 et l'autre avec la chambre 5.
L'organe de réglage, au lieu d'être constitué par le pointeau 14, serait alors constitué par une bague moletée ajustée de façon étanche sur le corps 1 à la hauteur desdites perfo rations.
Une rainure pratiquée dans la face interne de ladite bague et s'étendant sur un certain arc éta- blirait alors la communication entre les deux perfo- rations. Cette rainure pourrait présenter une pro fondeur variant continuellement d'une de ses extré- mités à l'autre,
ce qui permettrait d'ajuster la section de passage du fluide dans le canal 12 à la valeur voulue par rotation de la bague sur le corps 1. Une telle disposition permettrait d'obtenir un réglage très progressif de la vitesse d'écoulement du fluide de la chambre 4 à la chambre 5.
Auxiliary device with movable stopper for a machine tool The present invention relates to an auxiliary device with movable stopper for a machine tool comprising a workpiece holder or a tool holder moving with respect to one another at the same time. during a machining operation.
Often in such machine tools the movement of the tool towards the workpiece is controlled by hand. In <B> this </B> case, and when the tool is made of an extremely hard material such as, for example, diamond, the worker who controls the machine does not have any reference point allowing him to adjust suitably the speed of penetration of the tool into the workpiece. It often happens that it moves the tool too quickly, which breaks it.
In other cases, too much caution leads to an increase in the duration of the operation. This drawback arises in the use of different types of machine tools such as, for example, drills, milling machines, lathes, chainsaws, etc.
On the other hand, machine tools are known in which the feed of the tool is regulated by automatic control units generally of the hydraulic or pneumatic type, but these are special machines or large machines. dimensions which can only be rationally used to effect large series.
The devices for adjusting the feed rate of the tool when they are of the hydraulic type generally include a pump and a motor, they cannot normally be adapted to an existing machine, such as a machine. hand operated.
The aim of the present invention is to remedy these drawbacks.
For this, the device according to the invention comprises a body intended to be fixed to a part of the machine integral with one of the elements: part-piece or tool holder, a movable stop member guided by the body and capable of move relative to the body between two extreme positions under the effect of an external force,
and a brake housed inside the body and capable of limiting the speed of movement of the stop member to a maximum value, at least approximately independent of said force.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the device according to the invention. Fig. 1 is seen, in axial section.
Fig. 2, a sectional view along the line II-II of FIG. 1, and fig. 3, a side elevational view on a smaller scale, the device being attached to one of the supports of a drill press.
The device shown in the drawing comprises a body consisting of three parts 1, 2 and 3, fixed to one another by screws. The part 1 is generally cylindrical in shape and has two cylindrical housings 4 and 5 located in the extension of one another, of parallel axes and of different diameters. Housing 4, of smaller diameter,
extends from the upper part of the part 1 to the bottom of the housing 5 which, for its part,: extends to the lower end of this part. The housings 4 and 5 constitute chambers containing a fluid such as oil, the upper chamber 4 and the lower chamber 5 being separated. by a valve 6, the body 7 of which is driven into the lower part of the chamber 4.
This valve 6 comprises a plate 8 biased by a spring 9 resting against a disc 10. The disc 10 and the bottom of the body 7 have openings 11.
The plate 8 moves against the action of the spring 9 when the pressure in the chamber 5 is greater than that which prevails in the chamber 4, thus allowing the passage of the fluid from the lower chamber to the upper chamber. These two chambers are also joined by a channel 12 formed by perforations made in the part 1.
This channel extends from the lower end of the chamber 4 to the upper part of the chamber 5. In part of this channel, parallel to the axis of the part 1, a nozzle 13 is driven out. On the other hand, this part of the channel can be closed by a needle 14 screwed into the part 1 and having at its end located outside this part a knurled button 15.
The needle 14 has at its upper end a conical point 16 which extends opposite the end of the nozzle 13. It therefore makes it possible to adjust the dimensions of the outlet opening of the nozzle at will.
A piston 17 sliding in the lower chamber 5 is biased by a spring 18 which bears against the part 2, the latter forming a cover closing the lower end of the chamber 5.
The piston. 17 .Includes tightly .between discs 19 and 20, a seal 21 of the usual type such, for example, as a Gaco sleeve (as registered).
Finally, in the chamber 4 also slides a stop member 22 comprising a piston and formed of a cylindrical rod 23 having at its lower end a flange 24 and a sealing gasket 25 held in place by a disc 26. The seal 25 is of the same type as the seal 21.
It has an annular lip directed downwards and the lower portion of which is cut to a frustoconical shape so that this lining has a frustoconical facet 27 with an opening facing upwards. The angle of this facet is of the order of 15o.
As seen in fig. 1, the stop member 22 which is held in place by the sleeve 3 fixed to the body 1 can slide inside the chamber 4 by discharging the fluid contained in this chamber through the channel 12 and the nozzle 13 and by thus moving the piston 17 downwards against the action of the res out 18.
The rod 23 forms a movable stop whose extremity LZupémieume extends outside the body. 1, 2, 3. The entire device is sealed by the gaskets 25 and 21 as well as by an O-ring 28 surrounding the needle 14.
A cylindrical housing 29 (fig. 2) communicating with the chamber 5 via an opening 30 is also made in the wall of the body 1 at the upper part of the chamber 5.
The housing 29 is occupied by a valve whose body 31, driven into the housing 29, contains a ball 32 urged by a spring 33 and pressing an O-ring 34 against a cover 35 pierced with a plain opening 36. This valve allows filling. of bedrooms 4 and 5.
The quantity of oil introduced into the body 1 determines the position of the piston 17 when the member 22 is in its upper position. An absolute limit to the movement of the piston 17 is formed by an opening 37 made in the side wall of the body 1 below the valve (31-36). In fact, when the gasket 21 of the piston 17 reaches the opening 37, the oil escapes freely to the outside.
This opening allows the device to continue to operate under constant conditions even if the oil contained in the chambers 4 and 5 heats up during service. The opening 37 also acts as a trap when filling chambers 4 and 5.
The operation of the device described results immediately from its construction. When the stop member 22 is pressed to push it into chamber 4, the oil flows through nozzle 13 into chamber 5. When the stop member is released, the oil is pumped out in the chamber 4 under the action of res out 18 after having caused an opening of the valve 6. The needle 14 makes it possible to regulate in a precise manner, the resistance to the flow of the fluid passing through the channel 12.
It is known that the resistance of a fluid to flow depends on the speed of this fluid and increases with this speed.
By applying a given force to the stop member 22, the speed of movement of the piston inside the chamber 4 therefore very quickly reaches a constant value. Moreover, since the coefficient of resistance can take an extremely high value if the passage opening is very small, the limiting speed of the piston 22 in fact varies very little regardless of the force applied. Fig. 3 shows the use of the device on a hand drill.
This: the latter comprises a fixed table 38 on which is fixed a part 39 and a drilling head 40 carried by a column 41. The drilling head 40 and the base 38 form a fixed support during the drilling operation. The head 40 also carries a support 42 for a spindle 43 driven by a motor 44 and carrying a wick 45.
The support 42 is movable and has a rack 46 which makes it possible to move it by hand by means of a lever 47 and a pinion 48. As seen in FIG. 3, the movable support 42 furthermore carries a lateral arm 49 which extends forwards and the body 1 of the device described is fixed to the head 40 below this arm.
This fixing can be achieved, for example, by a bracket screwed onto the head 40 and having an internal thread in which the body 1 is engaged, the latter being threaded. The position of the device with respect to the arm 49 can thus be adjusted so that this arm reaches the upper end of the stop member 22 when the bit 45 touches the workpiece. From this moment, the movement of the part 45 comes up against the resistance exerted on the member 22 during movement.
The speed of this movement is limited to a practically fixed value, which can be adjusted within certain limits by means of the needle 14.
The movement of the spindle support 42 downwards can be limited in an absolute manner by another fixed stop (not shown). When the lever 47 has brought the support 42 into this lower limit position, the member 22 reaches its downward position.
The lever 47 is then returned to its starting position shown in the drawing, which frees said member 22. The oil from chamber 4 which has entered chamber 5 is automatically discharged into chamber 4 by means of the valve. <B> 6, </B> which returns the stop member 22 to its starting position.
The device described could be mounted in the same way, for example, on a movable workpiece carriage under the action of a lever, on a milling machine or lathe bed, in particular when the tools used are diamond tools.
In fact, for certain rework milling, diamond tools are readily used. The feed rate must not exceed the tolerable limit for such tools. The device described could also be used on machines in which the advance of the tool is caused by a motor device,
but where the possibilities of adjusting this advance are lacking or insufficient.
The main advantage that it presents is that it constitutes a fully autonomous device capable of being mounted on any machine tool. Thanks to the needle 14, the limit speed can be adjusted very precisely and finally,
the valve 6 as well as the spring 18 will ensure an immediate return of the piston 22 from the lower position to the upper position.
Indeed, as the diameter of the chamber 5 is greater than that of the chamber 4, the force exerted on the stop member 22 easily causes the displacement of the piston 17 even if this force is of the same order as the resistance of the spring 18. .
In fact, it suffices for the spring 18 to have sufficient resistance to ensure the opening of the valve 6 and the displacement of the piston 17 and the stop member 22.
The device could also be executed differently from what is described above. Thus, in particular, the channel 12 could comprise two radial perforations passing through the wall of the body 1, located at the same height but offset angularly and communicating one with the chamber 4 and the other with the chamber 5.
The adjusting member, instead of being constituted by the needle 14, would then be constituted by a knurled ring fitted in a sealed manner on the body 1 at the height of said perforations.
A groove made in the internal face of said ring and extending over a certain arc would then establish communication between the two perforations. This groove could have a depth varying continuously from one of its ends to the other,
which would make it possible to adjust the section of passage of the fluid in the channel 12 to the desired value by rotation of the ring on the body 1. Such an arrangement would make it possible to obtain a very progressive adjustment of the flow speed of the fluid from bedroom 4 to bedroom 5.