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La pr~sente invention concerne un v~rin de support du type
comportant un cylindre et un piston qui d~limitent entre eux une chambre
à volume variable, dans laquelle un fluide de commande est introduit
Dans les vérins de ce type et tout particulièrement dans les
verins de support de porte-outil de machines d'usinage, il est important
que la pression dans la chambre à volume variable soit maintenue à une
- valeur déterminée Pour diminuer les risques de fuite de fluide, on
dispose genéralement tout autour du piston une garniture d'étanchéité,
par exemple en élastomère~ qui peut aisément coulisser le long de la
paroi du cylindre. Toutefois, cette garniture d'etanchéité est malgré
tout la cause de frottement qu~ créent des efforts non mesurables venant
s'ajouter ou se retrancher a l'effort connu exercé par le fluide de
- commande dans la chambre.
Ces efforts sont particulièrement nuisibles lorsque le vérin
de support est destiné à un porte-outil de machine de polissage, car
l'effort exercé par lloutil sur la pièce à usiner est fonction, dans ce
cas, de la différence entre le poids du porte-outil et l'effort du vérin.
Il est donc indispensable que cette différence, c'est-à-dire la pression
dans la chambre du vérin, soit maintenue à une valeur absolument constante
La présente invention a pour but de répondre à ces exigences
en réalisant un vérin de support dans lequel l'étanchéité entre le piston
et le cylindre est obtenue au moyen d'un film de fluide correspondant à
un faible débit de fuite contrôlé.
L'invention a en effet pour objet un vérin qui comporte des
passages de fuite, reliant la chambre à volume variable avec l'espace
annulaire situé entre les deux organes fixe et mobile du v~rin et dé-
bouchant radialement dans cet espace, ces conduits créant des pertes
de charge supérieures à celles dues à l'espace libre annulaire
Selon un mode de réalisation préféré, les passages de fuite
sont percés dans le piston et régulièrement répartis autour de la tige de
celui-ci. Par suite, un ~ilm de fluide entoure le piston, entre lui et
la paroi du cylindre, et ~erme l'espace entre ces deux organes
Des passages peuvent également être prévus à l'extremité
opposée de la chambre à volume variable, dans la paroi du cylindre autour
de la traversée de cette paroi par la tige du piston. Aucun frottement
entre la tige
.~ ~
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du piston et la paroi du cylindre ou entre le piston et le cylindre ne risque
de limiter le d~placement du vérin et de faire apparaiXre des efforts suscep-
tibles de modifier l'action de la pression dans la chambre à volume variable.
La description ci-dessous d'un mode de réalisation,donné
à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, fera d'ail-
leurs re890rtir les avantages et caract~ristiques de l'invention.
Sur ces dessins:
_ la fig. 1 est une vuQ en coupe d'une tête porte-outil de
machine de polissage;
- la fig. 2 est une vue en coupe à plus grande échelle,
du vérin de support de la tête de la figure 1;
- la fig. 3 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de l~
Iigure 2;
- la fig. 4 est une vue en coupe suivant la ligne 4 4 de la
figure 2;
- - la lig. 5 est un schéma d'un exemple de circuit de com-
mande d'un v~rin selon l'invention.
` Une tête porte-outil de machine de polissage, telie que
celle représentée sur la figure 1, comporte un corps 1 qui est traversé par
un arbre 2 relié à l'une de ses extrémités à un moteur d'entra~hement 4 et
à son autre extrémite,par l'intermédiaire d'un système à excentrique 6,à ~m
porte-outil 8. Ce porte-outil est mobile en translation dans des glissières 10
solidaires du corps 1, et supporte un outil 12, par exemple une pierre à meu-
ler, qui est ainsi soumis à un mouvement rectiligne alternatif.
Le corps 1 est monté coulissant par l'intermédiaire de
glissières,non représentées sur la figure 1, sur un bâti 14 de la machine. Il
comporte un vérin de support constituépar un cylindre creux 16 coopérant
avec un piston 18 dont la tige 20 est solidaire du bâti 14, Le cylindre 16 est
percé à sa partie inférieure, en 22, mais délimite entre sa paroi supérieure
24 et le piston 18 une chambre 26 à volume variable. La pression régnant
dans cette chambre commande la position d~u cylindre 16 par rapport au bfiti
14 de la machine et, par suite,la position de l'outil 12 par rapport à la pièce
à usiner.
Dans le cas d~une machine de polisæage il est important
..35 que la pression de l'outil 12 sur la pièce soit maintenue à une valeur constante
.
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c'est ~ dire que la différence entre l'effort exercé par le poids du corps 1
et du porte-outil 8 et celui exercé en sens inverse par la pression de fluide
regnant dans la chambre 26 reste constante, quelle que soit la forme de la
- pièce, c'est à dire malgre certaines variations de la position verticale de
l'outil.
La chambre 26 est alimentee en un fluide de commande
qui pén~tre par un orifice 27 et quitte la ~hambre p~r un orifice de sortie ~8.
tous deux ménagés à proximité de la paroi 24 du fond du cylindre.
Par ailleurs,le piston 18 est percé d'un certain nombre
de conduits radiaux 30 régulièrement répartis autour de son axe, qui débou-
chent dans sa surface extérieure entre ce piston et la paroi du cylindre 16.
A leur extrémité oppo~ée 1~38 conduits 30 communiquent avec dec conduit~
axiaux 32 m~nagé~ dan8 la surface externe de la ti~e 20 de ce pi~ton.
De préféren~e, comme le montre la figure 2, le piston est
constitué par une bague enfilée sur la tige 20 et rendue solidaire de celle-ci
par une goupille 36. Les conduits 30 sont percés dans cette bague et régulière-
ment répartis sur sa circonférence (fig. 3).
Les conduits axiaux 32 sont, eux, formés par des mé-
plats pratiqués dans la surface extérieure de la tige 20, chacun des méplat~
32 correspondant à un conduit 30. La hauteur des conduits ~2 est suffi~ante
pour mettre en communication le~ conduits 30 avec la chambre 26 à volume
vari~ble, de sorte que le fluide contenu dans cette chambre s'échappe r~guliè-
,
rement par ces conduits 32 et les conduits 30 pour s'écouler autour du pi~-
- ton 18,dans l'espace annulaire qui sépare ce piston de la paroi du cylindre
16. Les dimensions des conduits 32 sont choisies de manière à créer dans
ces conduits une perte de charge nettement supérieure à celle qui est provo-
quée dans l'espace annulaire entre le piston et le cylindre. Le fluide qui s'echap-
pe est ainsi évacué par l'orifice 22 de l'extrémité du cylindre 16 et éventuel-
lement recueilli dans un réservoir pour ~tre recyclé. Par ailleurs,l'orifice
d'entrée 27 de la chambre 26 est constamment en liaison avec une source
de fluide qui assure une alimentation régulière de cette chambre et permet
de maintenir la pression à la valeur déterminée désirée. Le débit de fluide
par les conduits 32 et 30 est exactement connu et contrôlé.
.
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De préférence,la paroi 24 de l'extrémité du cylindre est
également percée de passages de fuite autour de la tige 20. Par exemple cette
paroi est formée par une bague annulaire 38 qui entoure un manchon 40 monté
entre elle et la tige 20. Le manchon 40 est percé d'un certain nombre de con-
5 duits radiaux 42 régulièrement répartis autour de sa circonférence et traver-
sant la totalité de son épaisseur, Ces conduits mettent ainsi en cornmunication
l'espace entre la tige 20 et le manchon 40, avec de~ conduits longitudinaux
44 menagés entre ce manchon et la bague 38 et débouchant dans la charabre
à volume variable 26, De préf~rence, les canaux 44 sont formés par des mé-
10 plat6 du manchon 40 et délimit~s entre ces méplats et la surface interne dela bague 38. Comme les conduits 32 ils créent une perte de charge supérieure
à ~elle qui e8t due ~ l'espace entre le manchon 40 et la tige 29,
Lo manchon 40 se prolonge à l'e2t~rieur et ~st fi~lidaire
d'une plaque 46 fixée sur la bague 38 et percée d'url conduit radial 48 qui as-
15 sure l'évacuation du fluide s'échappant a partir des conduits 42,1e long de latige 20,vers l'extérieur. Un joint ~ lèvres 50 peut être monté entre la plaque
46 et la tige 20 pour assurer un raclage de cette tige lorsque le fluide de com-mande est constitué par de l'huile ou analogue.
La commande de la pression dans la chambre 26 est,par
20 exemple, obtenue grâce à un circuit hydraulique du type de celui représenté
sur la figure 5. Le fluide de commande retenu dans un réservoir 52 est entraf-
né par une pompe associée à une vanne de décharge 55 La pompe 54 est re-
liée,par l'intermédiaire d'un distributeur 56, d'une part à un régulateur de
pression 57 communiquant par une canalisation 58 avec l'orifice 27 de la cham-
25 bre 26,un clapet anti retour 59 étant interposé entre le regulateur de pressionet la canalisation 58 et dlautre part par une canalisation 64 et un dispositif62, comportant en parallèle un orifice calibré 63 et un clapet antiretour 65,
à une canalisation 60 et à l'orifice 28 de la chambre Par ailleurs,le distribu-
teur 56 est muni d'une conduite 66 de retour au réservoir 52.
De meme, l'orifice 22 du cylindre et l'orifice d'évacuation 48
sont reliés par des canalisations de retour 68 au réservoir 52
Lorsque l'on veut établir dans la chambre à volume variable
26 une pression correspondant à une valeur déterminée, le distributeur 56. est
placé de manière à relier la pompe 54 avec le régulateur de pression 57, tandis
que le dispositif 62 est relié à la canalisation de retour 66. Dans cette position
, . . .
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le fluide de commande est introduit par l'orifice 27 dans la chambre 26, sous
une pression commandée par le régulateur de pression et remplit pl ogressi-
vement cette chambre.Lorsque le fluide atteint l'orifice 28,une circulation
s'établit par l'orifice calibré 63, le distributeur 56 et la canalisation de retour
66.
Aù cours de l'utilis~tion,la chambre 26 reste constamment
en communication avec le réservoir de fluide 52,1e clapet Pntiretour 5~ per-
mettant une alimentation constante avec un débit faible correspondant ~ensi-
blement au débit de fuite à travers les conduits 32 et 30 du piston et le8 con-
duits 44 et 42 de la traversée de la tige. Par suite la pression est maintenue
à la valeur d~sirée dans la chambre 26.
Si toutef~is un eff~t sur le piston ou 6ur le c~lindr~ tend
~. modifier la pres~ion dans la chalnbre, celle-ci est ~,utoma~ique~nent ~tablie.
En effet,lorsque l'effort tend à diminuer le volume de la chambre 26,1a pres-
~ion dans celle-ci tend à augmenter ce qui ferme le clapet antiretour 59 et
arr8te l'alimentation en fluide de commande. Par contre, l'ecoulement du flui-
de par la canalisation 60 et l'orifice calibré 63 continue. La pression reprend
alors sa valeur de reglage.
Inversement, si l'effort tend à augmenter le volume dans
la chambre 26,1e régulateur 57 fournit un supplément de fluide pour retablir
la pression desirée. Ainsi la réponse est pratiquement immediate et la pres-
sion sur la pièce à usiner reste constante.
La pression dans la chambre 26 peut 8tre portée à sa va-
leur maximale en déplaçant le distributeur 56 de fa,con à relier la pompe 54avec le dispositif 62, tandis que le régulateur 57 est relié à la canalisation de
retour 66. Dans ce cas, la chambre 26 est alimentée à travers le clapet anti-
` retour,la canalisation 60 et l'orifice 28. Par contre, aucun retour de fluide
ne peut s'effectuer par l'orifice 27 et la canalisation 58. Le clapet antiretour59 interdisant la circulation dans ce sens. Il est donc possible de placer la
tê~e porte-outil dans une position limite déterminée et de la maintenir dans
cette position pendant le temps nécessaire. Par exemple, la t8te porte-outil
d'une machine de polissage peut être remontée en position inactive pour per-
mettre un changement de pièce à usiner ou un changement d'outil. Les fuites
i à travers le piston et la paroi du cylindre ayant un d~bit très faible et étant
~5 constamrnent compensées par l'alimentation de la pompe 54, cette position
:- .
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inactive peut être conservée pendant la période désirée.
On dispose donc d'un vérin qui permet de supporter avec
une très grande précision des pièces diverses et notamment un porte-outil
de machine d'usinage et avec lequel un réglage fin et rapide peut toujours ~tre
5 obtenu, grâce à un coulissement facile du piston et du cylindre l'un par rapport
" à l'autre,de sorte que l'effort de l'outil supporté est conservé,quelles que
soient les irrégularités de la pièce,
. .
