Transmission de puissance hydraulique/5ème axe sur fraiseuse

[tourelle66]

Bonsoir à tous,
J'ai en projet de motoriser la broche de mon diviseur universel (en position libre ) , afin de donner un axe supplémentaire à la fraiseuse , dans le but de pouvoir réaliser du tournage/fraisage sans dépose de la pièce ,ou bien tout simplement avoir la rigidité et la précision que mon pauvre vieux tour a bien du mal à me donner , au prix de manipulations........
J'ai d'abord opter pour une motorisation electrique , avec montage sur la broche d'une poulie (crantée par ex?), le problème c'est l'encombrement.....
Une autre solution , qui me paraît plus interessante , consisterait à accoupler sur le tirant de la broche horizontale (via la fabrication d'un tirant spécial), d'une pompe hydraulique ( la broche tourne anti horaire vu de derrière, donc pas de problème de dévissage),alimentant sur le diviseur , un moteur hydraulique.L'idée serait de pouvoir conserver les plages de vitesses de la fraiseuse pour la broche du diviseur.
Alors ma question est la suivante :
Afin de pouvoir conserver ces valeurs de vitesses de la fraiseuse , je suppose qu'il faudrait que je monte une pompe hydraulique ayant une cylindrée équivalente au moteur hydraulique ? , ou rapport du moteur hydraulique de 2:1 si rapport d'accouplement sur la broche du diviseur de 1:2 .....
Je suppose qu'il faudrait prévoir un petit reservoir hydraulique tampon ?

Il y a t-il un moyen simple de transmettre juste un mouvement de rotation via l'hydraulique?
Je suppose qu'une pompe à engrenage devrait avoir quelques soucis de puissance dans les bas régime (32 tr/min par ex......)
Peut-être une petite pompe à piston ferait l'affaire ?

Donc je résume :


1 pompe hydraulique couplée à la broche horizontale à l'arrière de la fraiseuse (donc côté tirant)
1 moteur hydraulique
1 distributeur 4/3 (marche AV/PM/marche AR)
4 flexibles hydrauliques , avec petit réservoir sur retour/aspiration
L'idée étant de réaliser le montage le plus simple possible.

J'avais penser aussi à une transmission de mouvement de la broche horizontale au diviseur par un flexible?
J'en ai 1 (diam. 30mm environ)monté sur un moteur de 2cv et qui servait un peu comme les Dremel , mais en 100 fois plus gros......question puissance....peut-être monté avec un variateur de fréquence (que je n'ai pas )pour avoir des vitesses modulables à la broche du diviseur.....et démarrage progressif?

Je préfèrerais quand même une transmission hydraulique....
Merci pour vos conseils et expèriences en ce domaine
David

 

[SULREN]

Bonjour,
Comme je ne suis pas spécialiste j’ai attendu 24 h avant de donner mon avis, afin de laisser la priorité aux pros. Mon expérience de l’hydraulique se limite à celle des machines agricoles.

-Pour « rentabiliser » la pompe (+réservoir+clapet de décharge de sécurité+filtres, ..) autant l’entrainer par un moteur électrique afin de pouvoir l’utiliser pour le diviseur, pour une presse, une poinçonneuse, une fendeuse de bûches à vérin hydraulique (j’en ai une) un élévateur style fenwick (j’en ai un avec pompe hydraulique entrainée par un moteur 12V).
-Si le seul usage du système hydraulique est le diviseur la solution que tu avais envisagée d’un entraînement par flexible semble plus simple. Certes, elle exige un réducteur à engrenage à grand rapport (vis, train planétaire) collé contre le diviseur.

Comme pompe hydraulique: pourquoi pas une de grosse Citroen récupérée à la casse (débit peut être un peu faiblard).

 

[tourelle66]

Bonsoir à tous,

Bonjour,
Comme je ne suis pas spécialiste j’ai attendu 24 h avant de donner mon avis, afin de laisser la priorité aux pros. Mon expérience de l’hydraulique se limite à celle des machines agricoles.

-Pour « rentabiliser » la pompe (+réservoir+clapet de décharge de sécurité+filtres, ..) autant l’entrainer par un moteur électrique afin de pouvoir l’utiliser pour le diviseur, pour une presse, une poinçonneuse, une fendeuse de bûches à vérin hydraulique (j’en ai une) un élévateur style fenwick (j’en ai un avec pompe hydraulique entrainée par un moteur 12V).
-Si le seul usage du système hydraulique est le diviseur la solution que tu avais envisagée d’un entraînement par flexible semble plus simple. Certes, elle exige un réducteur à engrenage à grand rapport (vis, train planétaire) collé contre le diviseur.

Comme pompe hydraulique: pourquoi pas une de grosse Citroen récupérée à la casse (débit peut être un peu faiblard).

Merci SULREN pour ton message
En fait je me sers de la broche du diviseur universel comme broche de tour , c'est à dire en position débrayée du réducteur.
Je voudrais qu'1 tour de la broche horizontale de la fraiseuse , me donne 1 tour de la broche du diviseur (qui en fait n'est plus un diviseur , mais une poupée fixe de tour )sur la table , ainsi je pourrais aisément sélectionner les vitesses existantes de la fraiseuse pour la broche de ce nouveau tour .
Pour la centrale hydro , j'en ai 1 en tri 380 ,mais ça alourdirait le système , avec une modulation précise de la vitesse de rotation moins évidente à faire ?ajout d'un régulateur de débit sûrement en sortie de pompe?
Pour la transmission par le flexible , si je trouve pas de système pompe/moteur hydro , je ferais avec.
Merci encore
David

 

[fred250]

Je ne te serai pas d'un grand secours, mais en général la vitesse mini donné pour une pompe a engrenage est de 500tr/min, donc en effet pour les vitesses basse ça risque de coincé, dommage j'ai récemment trouver un vendeur de pompe a engrenage a des prix plus qu'intéressent!

 

[SULREN]

Apparemment il existe des pompes à engrenages à faible vitesse, mais débit? ...et prix? (pompes de précision).
http://www.pha.fr/pompes_engrenages.htm

Il faut que le moteur hydraulique soit aussi à faible vitesse.

 

[SULREN]

Bonjour,
Tourelle66 a besoin d’une transmission angulaire synchrone et à fort couple, entre la broche de la fraiseuse et la broche du plateau diviseur, utilisé en poupée de tour.
Les membres de ce forum sont probablement trop jeunes pour s’en souvenir mais il existait dans le passé une transmission angulaire synchrone électrique, appelée SELSYN, utilisée surtout en aviation pour transmettre les indications d’un cadran à un autre.
Il s’agissait de trois bobinages montés en étoile et reliés par trois fils à trois autres bobinages eux-mêmes montés en étoile. Quand on faisait tourner un aimant en face du premier jeu de bobinages, l’aimant placé en face du deuxième jeu de bobinages tournait de façon synchrone avec le premier.
Cela marchait aussi avec un montage triangle et on pouvait remplacer l’aimant par une bobine inductrice côté émetteur et par une bobine en court circuit côté récepteur.

TRANSPOSITION EN HYDRAULIQUE :
On fait une pompe à trois pistons montés en étoile sur un vilebrequin. Chaque piston est relié par un flexible au piston d’un moteur hydraulique à trois pistons montés aussi en étoile (en fait identique à la pompe). Pas de clapets, pas de soupapes, pas de distributeur, du rusticos.
On remplit le tout d’huile….. pas de bulles.
Quand on fait tourner le vilebrequin de la pompe, le vilebrequin du moteur devrait tourner. Non ??

En pratique :
Il faut pouvoir évacuer les gaz qui finiront par apparaître dans le circuit. On donne donc à la pompe, une cylindrée légèrement supérieure à celle du moteur. En fin de course les pistons du moteur ouvrent une lumière (comme sur les moteurs 2 temps) qui évacue l’huile en excès (donc 4eme flexible pour retour à la réserve ; Il a bien dit qu’il avait 4 flexibles notre ami Tourelle66 ).
Coté pompe, idem : en fin de course les pistons ouvrent une lumière pour aspirer de l’huile dans le cylindre qui s’est retrouvé en dépression (il faut affiner la réflexion sur cette partie).

Un tel ensemble, s’il se confirme qu’il peut fonctionner, ne peut tourner que lentement car l’huile circule en alternatif dans les flexibles. Un plateau oscillant peut remplacer vilebrequin et bielles.

PS1: cette réflexion n’est qu’un exercice intellectuel, pour faire travailler ses neurones, car Tourelle66 attend une solution éprouvée industriellement.
PS2 : Des bricoleurs font des choses plus complexes que cela. Exemple :
http://www.youtube.com/watch?v=N2cCYrqq ... r_embedded

 

[punchy]

il existait dans le passé une transmission angulaire synchrone électrique, appelée SELSYN, utilisée surtout en aviation pour transmettre les indications d’un cadran à un autre.
Il s’agissait de trois bobinages montés en étoile et reliés par trois fils à trois autres bobinages eux-mêmes montés en étoile. Quand on faisait tourner un aimant en face du premier jeu de bobinages, l’aimant placé en face du deuxième jeu de bobinages tournait de façon synchrone avec le premier.
Cela marchait aussi avec un montage triangle et on pouvait remplacer l’aimant par une bobine inductrice côté émetteur et par une bobine en court circuit côté récepteur.

Très intéressant...
Merci pour l'info ça peut servir un jour.



Edit: plus ici:
http://www.club-des-collectionneurs.com ... ecilec.htm (photos et vidéo !!!)

 

[tourelle66]

Bonsoir à tous,
Merci SULREN pour ce tuto trés interessant ! je connaissais pas le système selsyn....
Pour l'hydraulique , un débit constant produit par une pompe à piston , vers un recepteur type moteur hidraulique comme tu suggère , à lobes par ex. devrait fonctionner? Au pire si les vitesses ne correspondent pas , c'est pas trop grave , car j'ai un tachymètre laser qui pourra me transposer tout ça une fois pour toute.
Il me semble que les pompes à piston ont un débit variable proportionnel à la vitesse où elles sont entraînées ? non?
Il doit en être théoriquement de même pour les pompes à engrenage , par contre je crois qu'une vitesse de rotation mini est primordiale afin de garantir une pression suffisante ?
Merci pour votre aide !
David

 

[jcma]

Bonsoir,

Pardon pour le hors sujet. Dans mon boulot, on utilise le principe du selsyn pour realiser ce que l'on appelle un arbre électrique. On s'en sert pour relier les deux palées d'une grue par exemple pour qu'elle n'avance pas en crabe. C'est fait simplement avec deux moteurs triphasés a rotor bobiné dont a relié les rotors par un cable electrique.

@+
Jean-Charles

 

[j.f.]

Bonsoir.

Idée sotte et grenue qui me vient juste avant d'aller dormir...

Pourquoi ne pas carrément monter un petit tour sur la table d'une fraiseuse universelle ?

Centre d'usinage manuel du pauvre.

 

[SULREN]

Bonjour,

Pourquoi ne pas carrément monter un petit tour sur la table d'une fraiseuse universelle ?

J’ai l’impression que Tourelle66 veut une « grosse »poupée de tour sur la table de sa fraiseuse.

Il me semble que les pompes à piston ont un débit variable proportionnel à la vitesse où elles sont entraînées ? non?

Les pompes hydrauliques à piston sont souvent des pompes à plateau oscillant (Aviation, Citroen). Il n’y a ni bielles ni vilebrequin. C’est un plateau entrainé par un arbre et qui peut s’incliner sur l’arbre qui pousse sur les pistons. Ainsi à chaque tour il fait faire un aller retour à tous les pistons. En faisant varier l’inclinaison du plateau on fait varier la course des pistons donc leur débit. Ces pompes sont de type volumétrique c'est-à-dire que le débit ne dépend pas de la pression de refoulement mais seulement de la vitesse de rotation et de l’inclinaison du plateau. Lorsque le plateau tourne perpendiculairement à l’arbre le débit devient nul.
Sur les Citroen BX, par exemple et sauf erreur de ma part, quand le réservoir haute pression (qui est une sphère identique à celles de la suspension) est plein, le plateau se met dans cette position.

Si tu entraînes la pompe avec la broche de ta fraiseuse tu pourrais te servir de cette commande d’inclinaison du plateau pour « tiouner » la vitesse de ton diviseur.
Je vais voir si je peux récupérer une vue en coupe de ces pompes.

 

[sapete1]

Bonjour à tous,

Le couplage hydraulique analogue au genre Selsyn : un moteur de cylindrée identique au récepteur n'est peut être pas idéal si on veut assurer une précision entre broche et poupée de diviseur car l' huile présente quand même une certaine élasticité et est sensible à la dilatation en fonction de la température et du peu d'air résiduel inclus.
Je pense que l' on peut transmettre ainsi du couple avec la vitesse qui convient mais, pour assurer le positionnement avec grande précision il faudra lui rajouter un asservissement de position avec distributeur proportionnel asservi, soit par des moyens analogiques classiques soit par des moyens numériques.
C'est intéressant à développer!

A+

sapète1

 

[SULREN]

Bonjour Sapete,

pour assurer le positionnement avec grande précision

Si j'ai bien compris le problème posé par Tourelle66 il ne s'agit pas de positionner le diviseur avec une grande précision mais juste de faire tourner ce diviseur comme une poupée de tour. Par contre il veut que cette poupée tourne à la même vitesse que la broche de sa fraiseuse pour bénéficier de la boîte de vitesse de la fraiseuse. A Tourelle66 d'infirmer ou de confirmer.

 

[SULREN]

on utilise le principe du selsyn pour realiser ce que l'on appelle un arbre électrique

Merci Jcma de nous signaler cette utilisation actuelle du principe du Selsyn et sa désignation tout à fait parlante d' "arbre électrique"

 

[tourelle66]

Bonsoir à tous ,
Tout d'abord , merci à tous pour vos commentaires et votre participation à ma requête !....

j.f :..............avec un petit tour , ça peut y faire ! ce qui est un peu gênant , c'est l'encombrement du banc et du chariot , qui n'aurait plus de raison d'être......

Sapete1:.....................Très intéressant ton développement , pour de la précision? je me contenterais d'une vitesse transmise approximative ( du genre +/- 50 tr/min par ex.)
Le but étant juste de transmettre le mouvement de rotation de la broche vers ce nouvel axe.

SULREN:................Oui tu as bien compris le fond de ma question.Transmettre le mouvement de rotation de la broche fraiseuse à la broche de la poupée du diviseur ainsi transformé en tour!
Si en plus le montage permet d'avoir des vitesses similaires aux plages de la fraiseuse , encore mieux!
Le principe de l'arbre de transmission électrique serait intéressant , si ce montage est abordable ?!et trouvable (récupérable) facilement aussi ?
A+
David

 

[gaston48]

David tu vas rigoler, mais pourquoi pas une transmission
à courroies par le plafond ! comme dans le passé ou les ateliers ne
disposaient que d’une source motrice.
Le départ serait à l’arrière de la broche horizontale…

 

[tourelle66]

David tu vas rigoler, mais pourquoi pas une transmission
à courroies par le plafond ! comme dans le passé ou les ateliers ne
disposaient que d’une source motrice.
Le départ serait à l’arrière de la broche horizontale…

Salut gaston48
Je vois ce que tu veux dire , le problème , c'est que la broche du diviseur transformé en tour , se trouve fixé sur la table de la fraiseuse , et par conséquent , la transmission doit être " souple" afin de permettre les divers mouvement XYZ
Dommage ça aurait pû y faire !
Personne a inventé la transmission de fortes puissances par les ondes ??...........dommage ça m'aurait intéressé............à moins que ?..............
David

 

[gaston48]

X et Y, avec la hauteur, ça ne pose pas trop de problèmes et le Z est
superflu finalement .

 

[tourelle66]

Bonjour à tous,
Dernières nouvelles fraîches de mon projet.....
En farfouillant dans mes archives (et oui , j'en ai tellement que finalement je sais pas trop ce que j'ai ! ) , j'ai trouvé une pompe à piston Leduc (de camion grue sans doute?) , à cylindrée fixe.
En fouillant sur le net , je suis tombé sur le site Leduc , où énormément d'informations techniques sont données.
J'en ai sorti 2 tableaux , qui je pense pourront servir à débuter ce projet (sur de bonnes bases ?)
Le premier indique en fonction de la pression , le couple absorbé par la pompe .C'est trés important, car ,non question puissance de la fraiseuse , je compte me prendre sur le tirant de la broche horizontale , sens anti horaire , donc serrage de l'accouplement en marche......le tableau donne pour une pression comprise entre 100 et 200 bars (je pense pas arriver à de telles pressions ! à moins que je bloque la broche du diviseur !!.......),un couple compris dans les 10/14DAN/m....... je pense que ça posera aucun souci pour le tirant ?
Le second tableau donne les débits en L/min selon la vitesse.
La fraiseuse a une plage de vitesse de 32 à 1600 tr/min.
Déjà dans cette plage là , la courbe est régulière .C'est déjà une bonne chose ?

La pompe est une PA40 , cylindrée 43 cm3

Maintenant il me reste à choisir le type de moteur hydraulique !.........
- à engrenages
- à lobes
- autres ?
Pour la cylindrée , logiquement il faudrait une 43 cm3 ?..............si j'ai plus , ce qui est probable , je diminuerais en conséquence l'entraînement de la broche pour conserver plus ou moins les vitesses similaires à la fraiseuse ?
A+
David

 

[SULREN]

Bonsoir,
Bravo pour la persévérance !

Comme tu l’as dit, si tu veux que la broche du tour tourne à la même vitesse que celle de la fraiseuse il faut que le moteur ait la même cylindrée que la pompe. Sinon il y aura une différence de vitesse, pas forcément gênante.
Si on néglige les pertes dans la pompe et dans le moteur la puissance et le couple que devra fournir la broche de la fraiseuse seront les mêmes que ceux demandés par la broche du tour. En pratique, du fait des pertes, ils seront légèrement supérieurs (de 10% ?).
La pression dans le circuit dépendra du couple demandé.

Les moteurs à pistons axiaux, à engrenages,… sont rapides.

Les moteurs à piston radiaux sont lents et à très fort couple. Ils ne devraient pas convenir pour ton application.
http://www2c.ac-lille.fr/eiffel/cpge/animation40.html
http://www2c.ac-lille.fr/eiffel/cpge/animation26.html

D’après les courbes caractéristiques que tu as données, il semblerait qu’il y ait un problème de linéarité sur le débit à moins de 500 tr /mn, or ta fraiseuse descend à 32 tr/mn.
Les courbes sont dessinées en pointillés dans cette zone, ce qui en principe signifie qu’elles peuvent être fantaisistes.

 

[tourelle66]

Bonsoir SULREN
Merci pour toutes tes précisions et conseils !
Si j'ai bien tout saisi ? , à moins de 500tr/min , la rotation ne serait pas régulière ? donc il faut que je compte sur 500 tr/min environ en vitesse mini de la broche diviseur et éviter en dessous.A moins d'effectuer une réduction supplémentaire sur la transmission ?....au risque d'alourdir le système!Sur mon tour , à part pour des opérations exceptionnelles (trés gros diam.) , je descend rarement en dessous de 400 tr/min.
Pour le moteur , j'ai des modèles lent à fort couple je suppose car c'était des moteurs de balais de balayeuse.....A éviter alors?!
J'essayerais un moteur à engrenages ( broyeur d'une épareuse) .En faisant le montage et sans trop me soucier de la cylindrée de celui-ci , j'aurais la valeur du rapport à appliquer à ma transmission....
Plus que quelques raccords hydro , une paire de flexibles , et je ferais ,je l'espère !, les premiers essais ces jours-ci......ça me tarde d'avoir quelques chiffres pratiques......
A+
David

 

[SULREN]

Bonjour Tourelle66,
Je pense qu’on peut faire le raisonnement suivant, qui n’est qu’un raisonnement « sur le papier » car je n’ai pas le matériel pour le valider.
1-La pompe a une fuite interne constituée par les jeux entre chemises et pistons (ou entre engrenages et carter) et par le jeu au niveau de la glace qui porte les orifices d’admission et d’échappement.
Le moteur a aussi une fuite interne pour les mêmes raisons.
2-Si on fait tourner la pompe extrêmement lentement (par ex. 1 tr/mn) on conçoit aisément qu’elle sera incapable de monter en pression car l’huile préfèrera repasser du côté échappement au côté admission à travers les fuites internes plutôt que d’aller s’embêter à créer une pression dans la tuyauterie de sortie.
3-Si on augmente un peu la vitesse l’huile continuera à s’échapper dans la fuite interne mais cet écoulement provoquera une légère perte de charge, comme tout écoulement à travers un orifice. Cette perte de charge crée une pression de sortie sur la pompe et un peu d’huile commencera à circuler vers le moteur. Mais le moteur ne tournera pas pour autant car l’huile qu’il recevra préfèrera s’échapper dans sa fuite interne plutôt que d’aller s’embêter à faire tourner une broche de tour (c’est pas c.. l’huile !).
4- Si on augmente encore la vitesse l’huile n’a plus le temps de s’échapper dans la fuite interne et elle est forcée d’aller vers le moteur. Celui-ci se met à tourner malgré le couple résistant de la broche du tour, mais il tournera moins vite que la pompe à cause des pertes de débit dans les fuites internes, côté pompe et côté moteur.
5-Si on se met à tourner très vite, par ex. 1500 tr/mn, le moteur tournera peut être à 1498 tr/mn (je fais l’hypothèse qu’il a la même cylindrée que la pompe). Les pertes de débit dans les fuites internes deviennent très faibles par rapport au débit total pompé.

En fait tu pourras utiliser ta pompe à moins de 500 tr/mn mais tu verras la broche du tour tourner moins vite que la broche de fraiseuse et plus tu baisseras la vitesse côte fraiseuse, plus l’écart de vitesse entre tour et fraiseuse augmentera.

Cet écart sera aussi d’autant plus grand que l’effort demandé par l’outil de coupe sera élevé.
En effet : gros effort de coupe => gros couple demandé par la broche => nécessité de pression hydraulique plus élevée => plus de débit perdu dans les fuites internes=> plus d’écart de vitesse entre pompe et moteur.
J’espère que mon raisonnement tient la route !

 

[tourelle66]

Bonsour Sulren
Merci pour tes explications toujours très claires !
Je comprends parfaitement ton raisonnement...
La précision pure m'importe finalement peu.....pourvu que ce soit proche de la vitesse selectionnée sur la fraiseuse.....
Il me tarde de faire les premiers essais , et d'en prendre les 1ères mesures ( vitesses de rotation , pour le couple , un manomètre monté en ligne donnerait une indication de la puissance absorbée ?......à convertir en couple ?...)

 

[SULREN]

Tourelle66,
Je ne veux surtout pas jouer les pessimistes qui veulent décourager un projet très intéressant, mais je me suis demandé si un tel dispositif de transmission ne risquait pas d'augmenter le risque de broutage?

L'huile hydraulique est réputée pour sa faible compressibilité et les flexibles aussi, mais cet ensemble présente quand même une certaine élasticité.
Comment une broche de tour à faible moment d'inertie se comporte-t-elle dans ces conditions, sur un usinage ayant tendance au broutage?

Je crains que la question reste malheureusement posée jusqu'aux premiers essais.

Dans un autre domaine, Citroen avait essayé sur sa Déesse de déplacer les disques de freins pour les mettre côté sortie boîte.De mémoire, le but était d'améliorer la suspension car on sait que plus on réduit le rapport "masse non suspendue" (roue, étriers et disques de freins, rotules, etc) sur "masse suspendue (le reste de la voiture) plus la suspension est de qualité.
Ils ont abandonné à cause du broutage au freinage du à l'élasticité de l'arbre de transmission + cardans.

C'est juste pour alimenter la discussion.

 

[gaston48]

Bonjour
Je ne pense pas qu’il y aura risque de broutage, une transmission à courroie
est encore plus élastique et ne pose pas de problème.
Dans un système comme celui là, il y a pas mal de perte par frottement et la limite
viendra de l’échauffement. C’est très intéressant pour déporter une source motrice
faible poids, fort couple mais à très très basse vitesse.

 

[tourelle66]

Bonsoir ,
J'ai pas encore commencé les essais ,mais en attendant voici quelques photos de la pompe .
Merci pour votre aide !
David

Le diviseur à adapter (entraînement de la broche) pour faire le 5ème axe motorisé)

Le tirant de broche horizontale qui servira d'entraînement de la pompe (à fixer sur la queue d'aronde du bélier)