WO1996003253A1 - Tete de machine-outils, dont l'enceinte porte-outils est refroidie - Google Patents
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- WO1996003253A1 WO1996003253A1 PCT/FR1995/001003 FR9501003W WO9603253A1 WO 1996003253 A1 WO1996003253 A1 WO 1996003253A1 FR 9501003 W FR9501003 W FR 9501003W WO 9603253 A1 WO9603253 A1 WO 9603253A1
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
- B23Q11/12—Arrangements for cooling or lubricating parts of the machine
- B23Q11/126—Arrangements for cooling or lubricating parts of the machine for cooling only
- B23Q11/127—Arrangements for cooling or lubricating parts of the machine for cooling only for cooling motors or spindles
Definitions
- the present invention relates to a machine tool head whose tool holder enclosure, serving as a housing for the mechanisms for setting the tool in motion, is cooled. It finds its application in particular in the regulation of the temperature of the spindle and of its accessories for setting in motion, which are fitted to a milling head, and which tend to heat up during operation.
- the enclosure of the machine tool head described which serves as a housing for the mechanism for setting in motion the tool-holder spindle, has an internal peripheral wall and an external peripheral wall, spaced apart. 'one of the other, so as to delimit between them an annular enclosure.
- the mechanism for setting in motion is housed inside the space delimited by the internal peripheral wall.
- the cooling of the machine tool head, and therefore of the mechanism for setting the tool-holder spindle in motion is achieved by supplying the annular enclosure delimited by the internal and external walls in a closed circuit.
- the cooling circuit comprises several chambers which communicate in pairs and which are each formed respectively inside each side wall of the enclosure enclosing the mechanism for setting the tool in motion.
- the aim of the present invention is to provide a cooled machine tool head, which overcomes the aforementioned drawback of the machine tool heads of US Patents 4,952,105 and US 2,279,569, while allowing sufficient cooling to be obtained. of the moving mechanism.
- the machine tool head of the invention which in known manner comprises a tool holder enclosure which serves as a housing for a mechanism for setting the tool in motion, and which is produced in a heat conducting material, and a cooling circuit of this mechanism, which is designed to bring a refrigerated liquid in direct contact with at least one wall of the tool holder enclosure, so as to obtain cooling of the mechanism by cooling of said wall of the tool-holding enclosure with a liquid which does not penetrate inside the enclosure
- the cooling circuit forms a coil which makes it possible to circulate the refrigerated liquid directly in contact with the external face and / or the interior of the wall
- the main advantage of the invention is that it makes it possible to produce a very compact cooled machine tool head. Certainly the volume of liquid in contact with the walls of the enclosure is lower than in the solutions of the prior art, however. this reduction in volume is not detrimental to the efficiency of the cooling obtained.
- the cooling circuit of the machine tool head of the invention advantageously allows, thanks to its serpentine shape, to obtain a reduced pressurization of the walls of the tool holder, compared to the solutions of patents US 4,952,105 and US 2,279,569, it is therefore possible in the machine head- tool of the invention to circulate the refrigerated liquid with a higher speed, which at least compensates for the reduction in the volume of refrigerated liquid in contact with a cooled wall, by a ren the refrigerated liquid opens up faster in contact with the wall
- the cooling circuit which equips a machine tool head of the invention can be produced according to two particular variant embodiments, both of which have the advantage of being able to be easily adapted to the heads of existing machine tools, without modification. important of these
- the cooling coil is integrated into the wall of the enclosure, it comprises an inlet orifice and an orifice for discharging the refrigerated liquid, and is constituted by a plurality of separate channels, which d on the one hand are drilled through at least the cooled wall, so that the two ends of each channel open to the outside of the enclosure, and which on the other hand communicate with each other outside the enclosure
- This first alternative embodiment simply requires drilling channels in the walls of the enclosure, and connecting these channels to each other outside the enclosure.
- this first variant can only be implemented on walls with sufficient thickness
- the communication of the channels outside the enclosure will advantageously be carried out by means of communication plates More precisely, all or part of the ends of the channels which open into the same external face of a wall of the enclosure will preferably be connected in pairs, by means of a communication plate which is fixed against this external face, so that the refrigerated liquid can pass from one channel to the other, by circulating between the plate communication and the outer face of the wall
- the cooling coil is advantageously produced according to a second alternative embodiment, using a cooling plate, one of which of the faces is hollowed out by a network of grooves communicating with each other. This plate is fixed against the external face of the wall of the tool-holding enclosure which it is desired to cool, and makes it possible to circulate the refrigerated liquid in contact with said external face.
- a machine tool head can be equipped with a cooling circuit produced exclusively according to the first or second variant, that is to say combining the two variants.
- Figure 1 is a block diagram of a milling head according to the invention, the lubrication and cooling circuits are dissociated from each other, Figures 2, 3 and 4 are sectional views of accessories of the milling head of FIG. 1, and
- FIG 5 is a sectional view illustrating the principle of a wall pierced with channels for the circulation of a refrigerated liquid inside the wall, and equipped with two communication plates allowing the passage of a refrigerated liquid d 'one channel to another.
- the milling head 1 shown schematically in Figure 1 comprises a main body 2, at the end of which are mounted the accessories 3 of the milling head.
- these accessories 3 consist of a spindle holder 4 which is mounted on an intermediate body 5, this body 5 being itself mounted on a body 6, which allows the attachment of the together on the main body 2 of the milling head 1.
- These three elements are hollow and delimit an enclosure 7, called a tool holder enclosure.
- This tool holder enclosure 7 serves as a housing for the tool holder spindle 8, and to the mechanism 9 for rotating this spindle 8. It should be noted that the three elements 4, 5 and 6 can advantageously be assembled by the intermediate toothed rings allowing their adjustment in rotation relative to each other.
- the milling head 1 is equipped with a lubrication circuit 10 and a cooling circuit 11 of the accessories 3 of the milling head, which are independent of each other.
- the lubrication circuit 10 makes it possible to circulate inside the tool holder enclosure, 7, a lubricating oil coming directly into contact with the tool holder spindle 8 and its mechanism 9 for rotating.
- the cooling circuit 11 comprises a refrigerating unit 12, and is designed to circulate a refrigerated liquid in a closed circuit, directly in contact with the external face and the interior of the walls of the tool holder enclosure 7, such as that will be detailed below.
- the refrigerated liquid does not penetrate inside the tool holder enclosure 7, unlike the lubricating oil.
- each channel 14 has two ends 14a and 14b which open out to the outside of the tool holder 7 , respectively in the opposite external faces 13a and 13b of the spindle holder 4.
- a communication plate 15, 16 is fixed respectively on the external faces 13a, 13b of the wall 13 of the spindle holder 4. These two communication plates 15 and 16 have the function of connecting the channels 14 in pairs, such as that appears more clearly in FIG. 5.
- Each communication plate 15 is hollowed out by several grooves 17. When the communication plate 15 is fixed to the external face 13a of the spindle holder 4, each groove 17 comes opposite the ends 14a of the two adjacent channels 14. Similarly, when the communication plate 16 is fixed on the face external 13b of the spindle holder 4, each groove 17 makes it possible to communicate two by two the ends 14b of two channels 14 which are adjacent and whose ends 14a are not in communication via the plate 15 in FIG.
- the communication plate 16 further comprises an introduction orifice 18 and a discharge orifice 19 for the refrigerated liquid, which respectively come opposite the two channels 14 located opposite one of the other.
- a refrigerated liquid is introduced through the introduction opening 18, it can circulate through the wall 13 of the spindle holder 4, on the one hand passing alternately from the external face 13b to the external face 13a via each channel 14, and on the other hand passing from one channel 14 to the other by circulating in the grooves 17 between each communication plate 15, 16 and the corresponding external face 13a, 13b of the wall 13.
- the assembly constituted by the channels 14 and the two communication plates 15 and 16 makes it possible to easily produce a cooling coil integrated into the wall 13, without significant modification of this wall, if not the drilling of the channels 14 and the addition of communication plates 15 and 16.
- the wall 20 of the intermediate body 5 is also pierced with eleven longitudinal channels 21 which open out to the outside of the tool holder enclosure 7, in the external faces 20a and 20b of the wall 20.
- On these external faces 20a and 20b are fixed respectively communication plates 22 and 23, which allow the channels 21 to communicate with each other, in a similar manner to what has been previously described with reference to the FIG. 5, for the channels 14 of the spindle holder 4.
- the channels 21 and the communication plates 22, 23 thus constitute a cooling coil integrated into the wall 20 of the intermediate body 5 and make it possible to circulate a refrigerated liquid longitudinally at the inside the intermediate body 5, over the entire periphery of this body.
- the portion 24 of the wall 20 of the intermediate body 5 has a thickness that is too small, to allow piercing at through this portion 24, from circulation channels transverse to the channels 21.
- a cooling plate 25 is used, which is fixed to the external face 20a of the wall 20 of the intermediate body 5 , at the portion 24 of this wall.
- the face of this cooling plate 25 which comes into contact with the external face 20a of the wall 20 is hollowed out with a plurality of grooves 26 which communicate with each other, so as to form with the external face 20a a similar cooling coil in its shape to that formed by the channels 14 and the cooling plates 15 and 16 of FIG. 5.
- This cooling plate 25 naturally includes an introduction opening and an opening for discharging refrigerated liquid. When the refrigerated liquid is introduced through the introduction opening, it circulates between the external face 20a and the grooves 26 of the cooling plate 25.
- the cooling circuit 11 of the milling head 1 is dissociated at the level of the accessories part 3 of this milling head, in three parallel cooling circuits constituted respectively by the channels 14 and the communication plates 15, 16, by the channels 21 and the communication plates 22, 23, and by the portion 24 of the external face 20a and the cooling plate 25.
- the refrigerated liquid used will be glycol water, and it is possible to achieve flow rates of the order of 30 liters per minute.
- This high flow rate which can be obtained thanks to the cooling circuit of the invention, makes it possible to efficiently evacuate the calories which are released at the level of the spindle holder 4 and of the intermediate body 5, by the spindle 8 and its setting mechanism 9 in rotation.
- the invention is not limited to the cooling of a milling head but can be applied to any type of machine tool head.
- the glycol water could be replaced by any other f ⁇ go ⁇ gene liquid.
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Abstract
La tête de machine-outils comporte une enceinte porte-outils (7) qui sert de logement à un mécanisme (8, 9) de mise en mouvement de l'outil, et qui est réalisée dans un matériau conduisant la chaleur, et un circuit de refroidissement de ce mécanisme, qui est conçu pour amener un liquide réfrigéré au contact directement d'au moins une paroi de l'enceinte porte-outils (7), en sorte d'obtenir un refroidissement du mécanisme avec un liquide ne pénétrant pas à l'intérieur de l'enceinte. Selon l'invention, au niveau d'une paroi refroidie de l'enceinte (7) le circuit de refroidissement forme un serpentin qui permet de faire circuler le liquide réfrigéré directement au contact de la face externe et/ou de l'intérieur de la paroi. Dans une première variante, le serpentin de refroidissement est constitué par une pluralité de canaux distincts (14), qui sont perçés à travers au moins une paroi (13) de l'enceinte (7). Dans une deuxième variante, le serpentin de refroidissement est constitué par une plaque de refroidissement (25), qui est fixée contre la face externe (20a) de l'une des parois (20) de l'enceinte porte-outils (7). Application: stabilisation thermique des accessoires de tête de fraiseuse.
Description
TETE DE MACHINE-OUTILS, DONT L'ENCEINTE PORTE-OUTILS
EST REFROIDIE
La présente invention a pour objet une tête de machine-outils dont l'enceinte porte-outils, servant de logement aux mécanismes de mise en mouvement de l'outil, est refroidie. Elle trouve particulièrement son application dans la régulation de la température de la broche et de ses accessoires de mise en mouvement, qui équipent une tête de fraiseuse, et qui ont tendance à s'échauffer en cours de fonctionnement.
Dans le domaine des machines-outils, l'augmentation des performances des outils de coupe permet d'augmenter la vitesse des broches porte-outils équipant ces machines outils, et par là même de leurs mécanismes de mise en mouvement. Cette augmentation de vitesse s'accompagne d'une élévation de température de ces mécanismes, qui occasionne des problèmes de dilatation et de dérive difficilement maîtrisables et incompatibles avec la précision qui est à présent requise pour la réalisation des pièces usinées.
Dans le but d'abaisser la température du mécanisme de mise en mouvement, les constructeurs de machines-outil ont déjà proposé de refroidir directement ce mécanisme, en faisant circuler de l'huile réfrigérée à l'intérieur de l'enceinte porte-outils qui lui sert de logement. Un tel système de refroidissement s'avère en pratique inefficace car les débits d'huile qui peuvent être atteints sont très faibles, et ne permettent pas un refroidissement suffisant du mécanisme de mise en mouvement, compte tenu de réchauffement important de ce mécanisme. De plus, les têtes de machines-outils sont de plus en plus compactes, ce qui réduit le volume des enceintes porte-outils. II en résulte une diminution du volume et du débit d'huile en circulation, qui est préjudiciable au bon refroidissement du mécanisme de mise en mouvement.
Il a par ailleurs déjà été proposé, notamment dans les deux brevets US 4 952 105 et US 2 279 569, de refroidir le mécanisme de mise en mouvement de l'outil en faisant circuler un liquide réfrigérée non plus au contact du mécanisme
de mise en mouvement, mais au contact uniquement des parois de l'enceinte porte- outil. Ce liquide circule en circuit fermé, et est refroidi à l'extérieur de l'enceinte porte-outils. On obtient ainsi un abaissement indirect de la température du mécanisme de mise en mouvement de l'outil, par un refroidissement direct des parois de l'enceinte porte-outil.
Dans le premier brevet US 4 952 102, l'enceinte de la tête de machine outil décrite, qui sert de logement au mécanisme de mise en mouvement de la broche porte-outil, comporte une paroi périphérique interne et une paroi périphérique externe, espacées l'une de l'autre, en sorte de délimiter entre elles une enceinte annulaire. Le mécanisme de mise en mouvement est logé à l'intérieur de l'espace délimité par la paroi périphérique interne. Le refroidissement de la tête de machine outil, et par là-même du mécanisme de mise en mouvement de la broche porte-outil, est réalisé en alimentant en circuit fermé l'enceinte annulaire délimitée par les parois interne et externe. Dans le brevet US 2 279 569, le circuit de refroidissement comporte plusieurs chambres qui communiquent deux à deux et qui sont pratiquées chacune respectivement à l'intérieur de chaque paroi latérale de l'enceinte renfermant le mécanisme de mise en mouvement de l'outil.
Les deux solutions précitées permettent d'amener un volume de liquide important au contact d'une paroi de l'enceinte, ce qui permet d'obtenir l'abaissement de température requis. Néanmoins, le principal inconvénient des solutions proposées dans les deux brevets réside dans le fait que la réalisation d'une enceinte annulaire ou de chambres au niveau de chaque paroi de l'enceinte porte-outil occasionne une augmentation importante du volume de la tête de machine-outil, ce qui va à l'encontre de la tendance actuelle qui est la réalisation de têtes de machine-outil de plus en plus compactes.
Le but de la présente invention est de proposer une tête de machine-outils refroidie, qui pallie l'inconvénient précité des têtes de machine-outil des brevets US 4 952 105 et US 2 279 569, tout en permettant d'obtenir un refroidissement suffisant du mécanisme de mise en mouvement.
Ce but est parfaitement atteint par la tête de machine-outils de l'invention, qui de manière connue, comporte une enceinte porte-outils qui sert de logement à un mécanisme de mise en mouvement de l'outil, et qui est réalisée dans un matériau conduisant la chaleur, et un circuit de refroidissement de ce mécanisme, qui est conçu pour amener un liquide réfrigéré au contact directement d'au moins une paroi de l'enceinte porte-outils, en sorte d'obtenir un refroidissement du mécanisme par refroidissement de ladite paroi de l'enceinte porte-outils avec un liquide ne pénétrant pas à l'intérieur de l'enceinte
De manière caractéristique selon l'invention, au niveau d'une paroi refroidie de l'enceinte le circuit de refroidissement forme un serpentin qui permet de faire circuler le liquide réfrigéré directement au contact de la face externe et/ou de l'intérieur de la paroi
Le principal avantage de l'invention est qu'elle permet de réaliser une tête de machine outil refroidie très compacte Certes le volume de liquide en contact avec les parois de l'enceinte est plus faible que dans les solutions de l'art antérieur, cependant cette diminution de volume n'est pas préjudiciable à l'efficacité du refroidissement obtenu En effet, pour une mise en circulation du liquide réfrigère sous une pression donnée, le circuit de refroidissement de la tête de machine-outil de l'invention permet avantageusement, grâce à sa forme en serpentin, d'obtenir une mise en pression réduite des parois de l'enceinte porte-outils, comparativement aux solutions des brevets US 4 952 105 et US 2 279 569 , il est donc possible dans la tête de machine-outil de l'invention de faire circuler le liquide réfrigéré avec une vitesse plus importante, ce qui permet d'au moins compenser la réduction du volume de liquide réfrigéré en contact avec une paroi refroidie, par un renouvellement plus rapide du liquide réfrigéré au contact de la paroi On est donc en mesure d'obtenir un refroidissement de la paroi qui est au moins aussi efficace qu'avec les solutions des brevets US 4 952 105 et US 2 279 569, mais en utilisant un volume de liquide plus faible Ceci est d'autant plus vrai que on est certain avec le circuit de refroidissement de l'invention que le liquide réfrigéré se
réchauffe au contact de la paroi au fur et à mesure de son parcours dans le serpentin , on est donc certain de retrouver à la sortie du serpentin la portion de liquide qui véhicule le plus de calories, ce qui n'est pas le cas des solutions de l'art antérieur pour lesquelles il est difficile, voir impossible de s'assurer que le liquide a la sortie de la chambre ou de l'espace annulaire est la portion de liquide la plus chaude II en résulte dans le cas de l'invention une évacuation plus efficace des calories
Le circuit de refroidissement qui équipe une tête de machine-outils de l'invention peut être réalisé selon deux variantes particulières de réalisation, qui présentent toutes les deux l'avantage de pouvoir être adaptées facilement sur les têtes de machines-outils existantes, sans modification importante de celles-ci
Dans une première variante de réalisation, le serpentin de refroidissement est intégré à la paroi de l'enceinte , il comporte un orifice d'introduction et un orifice d'évacuation du liquide réfrigéré, et est constitué par une pluralité de canaux distincts, qui d'une part sont percés à travers au moins la paroi refroidie, de telle sorte que les deux extrémités de chaque canal débouchent à l'extérieur de l'enceinte, et qui d'autre part communiquent entre eux à l'extérieur de l'enceinte
Cette première variante de réalisation nécessite simplement de percer des canaux dans les parois de l'enceinte, et de relier ces canaux entre eux à l'extérieur de l'enceinte Bien entendu, cette première variante ne peut être mise en oeuvre que sur des parois présentant une épaisseur suffisante
Dans cette première variante de réalisation, la communication des canaux à l'extérieur de l'enceinte sera avantageusement réalisée au moyen de plaques de communication Plus précisément, tout ou partie des extrémités des canaux qui débouchent dans la même face externe d'une paroi de l'enceinte seront de préférence reliées par paires, au moyen d'une plaque de communication qui est fixée contre cette face externe, de telle sorte que le liquide réfrigéré peut passer d'un canal à l'autre, en circulant entre la plaque de communication et la face externe de la paroi
Lorsqu'une paroi de l'enceinte présente une épaisseur trop faible pour permettre la mise en oeuvre de la première variante de réalisation précitée, on réalise avantageusement le serpentin de refroidissement selon une deuxième variante de réalisation, en utilisant une plaque de refroidissement, dont une des faces est creusée par un réseau de rainures communiquant entre elles. Cette plaque est fixée contre la face externe de la paroi de l'enceinte porte-outils que l'on souhaite refroidir, et permet de faire circuler le liquide réfrigéré au contact de ladite face externe.
Bien entendu, dans le cadre de l'invention, une tête de machine-outil pourra être équipée d'un circuit de refroidissement réalisé exclusivement selon la première ou deuxième variante de réalisation, soit combinant les deux variantes.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante d'une tête de fraiseuse équipée d'un circuit de refroidissement combinant les deux variantes particulières de réalisation précitées, laquelle description est donnée à titre d'exemple non limitatif, et en référence au dessin annexé sur lequel :
La figure 1 est un schéma de principe d'une tête de fraisage selon l'invention, dont les circuits de lubrification et de refroidissement sont dissociés l'un de l'autre, Les figures 2, 3 et 4 sont des vues en section des accessoires de la tête de fraisage de la figure 1, et
La figure 5 est une vue en coupe illustrant le principe d'une paroi percée de canaux pour la circulation d'un liquide réfrigéré à l'intérieur de la paroi, et équipée de deux plaques de communication permettant le passage d'un liquide réfrigéré d'un canal à l'autre. La tête de fraisage 1 représentée schématiquement à la figure 1 comporte un corps principal 2, à l'extrémité duquel sont montés les accessoires 3 de la tête de fraisage. Si l'on se réfère à la figure 2, ces accessoires 3 consistent en un porte- broche 4 qui est monté sur un corps intermédiaire 5, ce corps 5 étant lui-même monté sur un corps 6, qui permet la fixation de l'ensemble sur le corps principal
2 de la tête de fraisage 1. Ces trois éléments sont creux et délimitent une enceinte 7, dite enceinte porte-outils. Cette enceinte porte-outils 7 sert de logement à la broche porte-outils 8, et au mécanisme 9 de mise en rotation de cette broche 8. Il est à noter que les trois éléments 4, 5 et 6 peuvent avantageusement être assemblés par l'intermédiaire de couronnes dentées permettant leur réglage en rotation l'un par rapport à l'autre.
Si l'on se réfère à la figure 1, conformément à l'invention, la tête de fraisage 1 est équipée d'un circuit de lubrification 10 et d'un circuit de refroidissement 11 des accessoires 3 de la tête de fraisage , qui sont indépendants l'un de l'autre. Le circuit de lubrification 10 permet de faire circuler à l'intérieur de l'enceinte porte-outils, 7, une huile de graissage venant directement au contact de la broche porte-outils 8 et de son mécanisme 9 de mise en rotation.
Le circuit de refroidissement 11 comporte un groupe réfrigérant 12, et est conçu pour faire circuler un liquide réfrigéré en circuit fermé, directement au contact de la face externe et de l'intérieur des parois de l'enceinte porte-outils 7, tel que cela sera détaillé ci-après. Ainsi, le liquide réfrigéré ne pénètre pas à l'intérieur de l'enceinte porte-outils 7, contrairement à l'huile de graissage.
Si l'on se réfère aux figures 2 et 3, la paroi 13 du porte-broche 4 est percée de neuf canaux 14. Chaque canal 14 comporte deux extrémités 14a et 14b qui débouchent à l'extérieur de l'enceinte porte-outils 7, respectivement dans les faces externes opposées 13a et 13b du porte-broche 4.
Une plaque de communication 15, 16 est fixée respectivement sur les faces externes 13a, 13b de la paroi 13 du porte-broche 4. Ces deux plaques de communication 15 et 16 ont pour fonction de relier deux par deux les canaux 14, tel que cela apparaît plus clairement sur la figure 5. Chaque plaque de communication 15 est creusée par plusieurs rainures 17. Lorsque la plaque de communication 15 est fixée sur la face externe 13a du porte-broche 4, chaque rainure 17 vient en vis-à-vis des extrémités 14a des deux canaux 14 adjacents. De manière similaire, lorsque la plaque de communication 16 est fixée sur la face
externe 13b du porte-broche 4, chaque rainure 17 permet de faire communiquer deux à deux les extrémités 14b de deux canaux 14 qui sont adjacents et dont les extrémités 14a ne sont pas en communication par l'intermédiaire de la plaque 15 Sur la figure 5, la plaque de communication 16 comporte en outre un orifice d'introduction 18 et un orifice d'évacuation 19 du liquide réfrigéré, qui viennent respectivement en vis-à-vis des deux canaux 14 situés à l'opposé l'un de l'autre. Ainsi, lorsqu'on introduit un liquide réfrigéré par l'ouverture d'introduction 18, celui-ci peut circuler à travers la paroi 13 du porte-broche 4, d'une part en passant alternativement de la face externe 13b à la face externe 13a par l'intermédiaire de chaque canal 14, et d'autre part en passant d'un canal 14 à l'autre en circulant dans les rainures 17 entre chaque plaque de communication 15, 16 et la face externe 13a, 13b correspondante de la paroi 13. L'ensemble constitué par les canaux 14 et les deux plaques de communication 15 et 16 permet de réaliser facilement un serpentin de refroidissement intégré à la paroi 13, sans modification notable de cette paroi, si ce n'est le percement des canaux 14 et l'ajout des plaques de communication 15 et 16.
Si l'on se réfère aux figures 2, 3 et 4, la paroi 20 du corps intermédiaire 5 est également percée de onze canaux longitudinaux 21 qui débouchent à l'extérieur de l'enceinte porte-outils 7, dans les faces externes 20a et 20b de la paroi 20. Sur ces faces externes 20a et 20 b sont fixées respectivement des plaques de communication 22 et 23, qui permettent de faire communiquer entre eux les canaux 21, de manière similaire à ce qui a été précédemment décrit en référence à la figure 5, pour les canaux 14 du porte-broche 4. Les canaux 21 et les plaques de communication 22, 23 constituent ainsi un serpentin de refroidissement intégré à la paroi 20 du corps intermédiaire 5 et permettent de faire circuler un liquide réfrigéré longitudinalement à l'intérieur du corps intermédiaire 5, sur toute la périphérie de ce corps.
Si l'on se réfère aux figures 2 et 3, la portion 24 de la paroi 20 du corps intermédiaire 5 présente une épaisseur trop faible, pour permettre le percement à
travers cette portion 24, de canaux de circulation transversaux aux canaux 21. Pour obtenir le refroidissement de cette portion 24 de faible épaisseur, on utilise une plaque de refroidissement 25, qui est fixée sur la face externe 20a de la paroi 20 du corps intermédiaire 5, au niveau de la portion 24 de cette paroi. La face de cette plaque de refroidissement 25 qui vient en contact avec la face externe 20a de la paroi 20 est creusée d'une pluralité de rainures 26 qui communiquent entre elles, en sorte de former avec la face externe 20a un serpentin de refroidissement similaire dans sa forme à celui constitué par les canaux 14 et les plaques de refroidissement 15 et 16 de la figure 5. Cette plaque de refroidissement 25 comporte bien entendu une ouverture d'introduction et une ouverture d'évacuation de liquide réfrigéré. Lorsque l'on introduit le liquide réfrigéré par l'ouverture d'introduction, celui-ci circule entre la face externe 20a et les rainures 26 de la plaque de refroidissement 25.
Le circuit de refroidissement 11 de la tête de fraisage 1 se dissocie au niveau de la partie accessoires 3 de cette tête de fraisage , en trois circuits de refroidissement parallèles constitués respectivement par les canaux 14 et les plaques de communication 15, 16, par les canaux 21 et les plaques de communication 22, 23, et par la portion 24 de la face externe 20a et la plaque de refroidissement 25. Ainsi, on obtient un refroidissement homogène des parois du porte-broche 4 et du corps intermédiaire 5, lequel refroidissement permet par là même de stabiliser thermiquement l'enceinte porte-outils 7 et de compenser l'élévation en température de la broche 8 et de son mécanisme 9 de mise en rotation.
Dans un exemple précis de réalisation, le liquide réfrigéré utilisé sera de l'eau glycolée, et il est envisageable d'atteindre des débits de l'ordre de 30 litres par minute. Ce débit important qui peut être obtenu grâce au circuit de refroidissement de l'invention, permet d'évacuer efficacement les calories qui sont dégagées au niveau du porte-broche 4 et du corps intermédiaire 5, par la broche 8 et son mécanisme 9 de mise en rotation.
L'invention n'est pas limitée au refroidissement d'une tête de fraisage mais peut s'appliquer à tout type de tête de machine-outils L'eau glycolée pourrait être remplacée par tout autre liquide fπgoπgène Enfin, il est également possible de concevoir des parois pour le porte-broche 4 ou le corps intermédiaire 5 qui intègrent au stade de leur fabrication, un serpentin de refroidissement interne Néanmoins, la réalisation d'un tel serpentin de refroidissement intégré est difficile à réaliser Les deux variantes particulières de réalisation du circuit de refroidissement de l'invention qui ont été décrites présentent l'avantage de pouvoir très facilement être mises en oeuvre sur toutes les têtes de machines-outils existantes, sans occasionner de surcoût excessif
Claims
REVENDICATIONS
1 Tête de machine-outil, et notamment de fraiseuse, comportant une enceinte porte-outils (7) qui sert de logement à un mécanisme (8, 9) de mise en mouvement de l'outil, et qui est réalisée dans un matériau conduisant la chaleur, et un circuit de refroidissement de ce mécanisme, qui est conçu pour amener un liquide réfrigéré au contact directement d'au moins une paroi de l'enceinte porte-outils (7), en sorte d'obtenir un refroidissement du mécanisme par refroidissement de ladite paroi de l'enceinte porte-outils (7) avec un liquide ne pénétrant pas à l'intérieur de l'enceinte, caractérisée en ce qu'au niveau d'une paroi refroidie de l'enceinte (7) le circuit de refroidissement forme un seφentin qui permet de faire circuler le liquide réfrigéré directement au contact de la face externe et/ou de l'intérieur de la paroi
2 Tête de machine-outil selon la revendication 1 caractérisée en ce que le seφentin de refroidissement étant intégré à la paroi (13) de l'enceinte (7), il comporte un orifice d'introduction (18) et un orifice d'évacuation (19) du liquide réfrigéré, et est constitué par une pluralité de canaux distincts (14), qui d'une part sont percés à travers au moins la paroi refroidie (13), de telle sorte que les deux extrémités (14a, 14b) de chaque canal (14) débouchent à l'extérieur de l'enceinte (7), et qui d'autre part communiquent entre eux à l'extérieur de l'enceinte
3 Tête de machine-outil selon la revendication 2 caractérisée en ce que tout ou partie des extrémités (14a, 14b) des canaux qui débouchent dans la même face externe (13a, 13b) d'une paroi de l'enceinte (7) sont reliées par paire au moyen d'une plaque de communication (15, 16) qui est fixée contre cette face externe (13a, 13b), de telle sorte que le liquide réfrigéré peut passer d'un canal (14) à l'autre, en circulant entre la plaque de communication (15, 16) et la face externe (13a, 13b) de la paroi (13)
4 Tête de machine-outil selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'au niveau d'une paroi refroidie (20) de l'enceinte (7), le seφentin de refroidissement consiste en une plaque de refroidissement (25), dont une des faces est creusée par un réseau de rainures (26) communiquant entre elles, qui est fixée contre la face
externe (20a) de l'une des parois (20) de l'enceinte porte-outils (7), et qui permet de faire circuler le liquide réfrigéré au contact de ladite face externe 5 Tête de machine-outil selon l'une des revendications 1 a 4 caractérisée en ce que le liquide réfrigéré est de l'eau glycolée
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9409492A FR2723017B1 (fr) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | Tete de machine-outils, dont l'enceinte porte-outils est refroidie |
| FR94/09492 | 1994-07-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO1996003253A1 true WO1996003253A1 (fr) | 1996-02-08 |
Family
ID=9465936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/FR1995/001003 WO1996003253A1 (fr) | 1994-07-26 | 1995-07-26 | Tete de machine-outils, dont l'enceinte porte-outils est refroidie |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2723017B1 (fr) |
| WO (1) | WO1996003253A1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1629940A2 (fr) * | 2004-08-24 | 2006-03-01 | BOEHRINGER WERKZEUGMASCHINEN GmbH | Outil compensé en température |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2279569A (en) * | 1940-07-20 | 1942-04-14 | Cleveland Automatic Machine Co | Heat exchanger for machine tools |
| US4552724A (en) * | 1981-03-09 | 1985-11-12 | Shinko-Pfaudler Company, Ltd. | Reaction and heat exchanger apparatus |
| US4952105A (en) * | 1989-07-26 | 1990-08-28 | Kitamura Machinery Co., Ltd. | Machine tool |
-
1994
- 1994-07-26 FR FR9409492A patent/FR2723017B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-07-26 WO PCT/FR1995/001003 patent/WO1996003253A1/fr unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP1629940A2 (fr) * | 2004-08-24 | 2006-03-01 | BOEHRINGER WERKZEUGMASCHINEN GmbH | Outil compensé en température |
| EP1629940A3 (fr) * | 2004-08-24 | 2006-04-19 | BOEHRINGER WERKZEUGMASCHINEN GmbH | Outil compensé en température |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2723017B1 (fr) | 1996-10-25 |
| FR2723017A1 (fr) | 1996-02-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AK | Designated states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE US |
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| ENP | Entry into the national phase |
Ref country code: US Ref document number: 1996 617771 Date of ref document: 19960612 Kind code of ref document: A Format of ref document f/p: F |