Brevet FR2464796A1 — publié le 19810320

Système de montage d'une plaque de pression dans une machine à roder. On connait de nombreuses machines pour produire des surfaces planes rodées sur des pièces usinées, meulées ou coulées avec précision. Une machine à roder usuelle de ce type comprend une meule ou plaque à roder, habituellement d'une configuration annulaire, qui tourne autour d'un axe vertical et contre laquelle les pièces à usiner sont placées dans des positions resserrées. Le mouvement de la meule à roder par rapport aux pièces à usiner produit de ce fait une usure abrasive de la surface de chaque pièce à usiner qui est en contact avec la meule à roder. Dans une machine de ce type, la surface de contact est la surface de travail de la meule à roder, qui devrait être plane ou à peu près plane. Le contact abrasif d'une telle surface de travail avec les pièces à usiner peut produire une usure inégale qui, lorsqu' elle se produit, réduit l'efficacité du rodage. Pour préserver la surface de contact ou de travail de la meule à roder, on prévoit une bague de dressage et de retenue reposant annulairement sur la surface de contact d'une ou de plusieurs pièces à usiner et de la plaque de pression de la machine. Cette bague a la double fonction de maintenir une ou plusieurs pièces à usiner à l'intérieur d'elle-même et en rotation autour de son propre axe de rotation, de tendre à user la surface de contact en un modèle plan plus uniforme en comparaison de ce qui se passe quand les pièces à usiner spécifiques sont en prise directe avec la surface de contact. Une telle solution est décrite dans le brevet 3 110 988, lequel concerne le moyen de faire tourner sélectivement ces bagues de dressage et de retenue sous une certaine pression,afin d'user plus uniformément la surface de contact de la meule à roder. La manière dont la plaque de pression de la machine à roder engage le côté supérieur des pièces à usiner ou une fixation les maintenant et oriente les pièces à usiner vers la meule à roder est aussi d'un grand intérêt. La plaque de pression est normalement montée pour tourner autour d'un axe vertical décalé latéralement par rapport à l'axe de rotation vertical de la meule à roder, des moyens étant prévus pour orienter axialement la plaque de pression dans la direction de la meule à roder pour créer des pressions de contact réglables entre la surface de contact et les pièces à usiner rodées. Un système à roulements est généralement prévu entre chaque plaque de pression et son arbre support de façon à permettre à la plaque de pression de tourner libre- ment autour de l'arbre. Cependant, malgré les moyens spécifi- ques employés pour conserver la planéité de la surface de contact de la meule à roder, la surface peut perdre sa pla- néité et, entrainer en conséquence, la création d'une pression oblique peut se former entre la plaque de pression et l'arbre de support à un point tel que la plaque de pression peut osciller ou tourner autour d'un axe qui ne coïncide pas avec l'axe de l'arbre. Cette pression oblique peut être provoquée par la forme bombée prise par la meule à roder rota- tive. Elle peut aussi être provoquée par une légère déflec- tion latérale de l'arbre de la plaque de pression lui-même ou par l'oscillation de l'arbre qui est généralement une extension de la tige du cylindre de pression. Cette pression oblique peut encore, cependant, être provoquée à des degrés variables du fait du frottement différentiel qui se produit entre la meule à roder et les pièces à usiner serrées sous la plaque de pression, à mesure que le rodage progresse. Par suite du mouvement continu qu'on imprime ou de la rotation de la plaque de pression et de la bague de dressage et de retenue autour de chaque axe respectif, ce défaut d'alignement à tendance à se produire à chaque rotation de la plaque de pression. Un autre point à considérer dans le montage de l'arbre de la plaque de pression est la grandeur de la force axiale rencontrée entre ces éléments et des forces latérales résul- tantes provoquées par le frottement excessif de la pièce à usiner contre la meule à roder. Les forces axiales sont réglées en fonction de nombreux facteurs comprenant la dimen- sion et la résistance des pièces à usiner, la vitesse et l'état de coupe de la meule à roder; ces forces peuvent atteindre plusieurs centaines et même plusieurs milliers de kilos, tandis que les forces latérales ne représentent qu'un pourcentage des forces axiales. La structure entre la plaque 3 2464796 de pression et son arbre de support doit être capable de recevoir ces forces importantes tout en permettant à la plaque de pression de tourner et de pivoter librement. L'invention concerne un système de montage disposé entre une plaque de pression et son arbre de support, et associé à une machine à roder du type o une meule à roder tourne généralement autour d'un axe vertical et o la plaque de pression est de même montée de façon à tourner par rapport à son arbre de support vertical ou autour d'un axe décalé latéralement par rapport à l'axe de la meule à roder. Le sys- tème comprend des moyens de support conçus à la fois pour permettre une rotation libre, même sous des angles d'inclinai- son variables, de la plaque de pression par rapport à l'arbre de support et pour transmettre les charges de poussée axiales apparaissant entre l'arbre et la plaque de pression. La struc- ture comprend une paire de paliers de contact angulaires à roulements qui sont positionnés dos à dos par rapport à l'arbre de support, dont l'un de ces roulements est conçu pour appliquer les charges de pression axiales de l'arbre contre la plaque de pression et dont l'autre roulement est conçu pour supporter le poids mort de la plaque de pression elle-même dès l'instant o l'arbre a été relevé et o la plaque de pression n'est plus supportée sur son côté inférieur. Le système comprend en outre, un roulement à bille unique monté dans l'alignement axial de l'arbre de support pour transmettre les charges de poussée axiales de l'arbre, d'une façon auto-alignante, à la partie centrale de la plaque de pression malgré la dynamique de la rotation et du pivotement de la plaque de pression. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'examen des dessins annexés qui représentent non limitativement un mode de réali- sation de l'invention. La figure 1 est une vue en perspective d'une machine à roder typique montrant la meule à roder, la plaque de pression et son arbre de support, et la bague de dressage et de retenue entourant la plaque de pression. La ligure 2 est une vue en coupe suivant la ligne 2-2 de la fig. 1, montrant les mêmes éléments, mais à une plus grande échelle. La figure 3 est une vue semblable à celle de la figure 2, mais montrant à plus grande échelle encore le système de montage entre la plaque de pression et son arbre de support, selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 4 est une vue en plan, suivant la ligne 4-4 de la figure 3. Les figures 5 et 6 sont des vues semblables à celle de la figure 5, mais montrant, en outre, sous une forme schéma- tique, les composantes des forces rencontrées respectivement pendant le rodage avec la transmission des forces axiales et pendant les opérations de chargement et de déchargement avec la plaque de pression relevée par l'arbre et non suppor- tée sur le côté inférieur. En se reportant aux dessins et plus précisément à la figure 1, la machine à roder 10 représentée comprend une base fixe 12 et une meule à roder 14 montée à rotation autour de l'axe central 16, qui est généralement disposé verticalement. La structure de commande spécifique et/ou le montage de la meule à roder 14 ne concernent pas l'objet de l'invention ni, en fait, la machine à roder elle-même et peuvent être du type décrit dans les brevets 2 869 294 et 2 912 799. Une structure du type table fixe 18 entoure la meule à roder rotative. Une structure en pont 20 est située au-dessus de la meule à roder rotative; une roue de pression 22 (voir aussi fig. 2) est montée sur la structure 20 et supportée par l'intermédiaire d'un cylindre de pression 24 et de son arbre 26. Un ensemble de plaque de pression seulement est représenté, mais on peut en utiliser trois ou plus en commun sur une machine à roder typique. Une bague de dressage et de retenue 30 entoure chaque plaque de pression 22. Cette bague s'adapte avec un jeu modéré à la plaque de pression et peut, de ce fait, tourner librement par rapport à la plaque de pression. Une fixation 32 est située sous la plaque de pression et à l'intérieur de la bague de dressage et de retenue. Cette fixation maintient un grand nombre de petites pièces à usiner 34,qui présentent chacune une face inférieure 36 en appui sur la face de contact supérieure de la meule à roder rotative 14. Le cylindre 24 étant actionné, la plaque de pression applique la fixation 32 et les pièces à usiner 34 qui y sont resserrées dans d'étroites limites contre la meule à roder 14 avec la force de compression axiale désirée, laquelle peut atteindre plusieurs centaines à plusieurs milliers de 7kgs. Entre la meule à roder et les pièces à usiner est introduit un abrasif (non représentée) au moyen d'une alimentation du type manuelle ou autom tique/ les systèmes d'alimentation en abrasif sont connus et nombreux et peuvent être du type décrit dans les brevets 2 912 802 et 3 110 911. La machine à roder 10 fonctionne avec la meule à roder 14 tournant autour de l'axe 16 dans un seul sens indiqué par la flèche d, tandis que la plaque de pression 22, la bague de dressage et de retenue 30 et les pièces à usiner 34 sont décalées radialement par rapport à cet axe. Les pièces à usiner 34 sont resserrées dans d'étroites limites ou main- tenues à demeure dans la fixation 32 et la fixation elle-même et la plaque de pression 22 sont supportées pour tourner généralement autour de l'axe longitudinal de l'arbre 26 pour provoquer le frottement contre la meule à roder. Normalement, l'arbre 26 est parallèle à l'axe de rotation 16 de la meule à roder et la face inférieure de la plaque de pression est parallèle à la face de contact de la meule à roder. Comme mentionné ci- dessus, cependant très souvent, la surface de la meule à roder se gauchit, se raye ou devient ondulée, ce qui amène la plaque de pression en suivant une marche paral- lèle à la surface de la meule à roder à s'incliner relative- ment à son axe de rotation central normal. En conséquence, le montage de la plaque de pression 22 sur l'arbre 26 doit permettre la rotation libre de la plaque de pression autour de son axe central, aussi bien que la libre oscillation de la plaque de pression relativement à l'arbre 26, même pendant la rotation. Ce qui est spécifique à la présente invention, y compris le moyen de montage amélioré 40, sera maintenant décrit de façon détaillée en référence aux figures 3 à 6. Tout d'abord, une ouverture alésée centrale 42 à 1!intérieur de laquelle 6 2464796 se situe un siège de roulement 44 ayant un évidement central est pratiquée dans la plaque de pression. Une bille sphérique 46 à auto- alignement est logée dans l'évidement 45 dans l'alignement de l'axe transversal central de la plaque de pression annulaire 22 et est reçue aussi dans un évidement 47 aligné coaxialemrent sur l'axe central de l'arbre 26. Un bloc 48 pour le logement de roulements à billes est fixé sur la plaque de pression par trois boulons espacés 50. De ce fait, le bloc 48 tourne avec la plaque de pression. Cependant, la tige lisse de chaque boulon 50 s'ajuste libre- ment à travers une ouverture légèrement plus grande 52 dans le bloc 48 de logement des roulements à billes et la distance entre la tête de boulon 54 et'la surface supérieure 55 de la plaque de pression dépasse l'épaisseur à travers la paroi 53. Ceci permet un mouvement axial du bloc 48 vers et hors de la plaque de pression et assure que toutes les forces de compression entre le bloc 48 et la plaque de pression 22 passent par la bille de poussée 46. Une paire opposée de roulements de contact angulaires 60 et 62 sont logés à l'intérieur du bloc de logement 48, les cages extérieures 64 et 66 respectivement des roulements s'adaptant étroitement sans possibilité de bouger au bloc de logement 48. L'extrémité inférieure de l'arbre 26 s'adapte à travers une ouverture 68 dans la paroi supérieure 70 du bloc de logement des roulements à billes 48 et les cages intérieures 72 et 74 respectivement des roulements 60 et 62 s'adaptent étroitement à l'extrémité tronquée de l'arbre. Une rondelle-frein 75 s'adapte à l'intérieur d'une fente à l'extrémité de l'arbre et maintient étroitement les cages du roulement contre un épaulement 76 de l'arbre. Les billes 78 et 80 sont montées à rotation entre les cages intérieures et extérieures des unités de roulement respectives pour permettre le mouvement de rotation des cages l'une par rapport à l'autre généralement autour d'un axe transversal au plan des billes. Les cages extérieures 64 et 66 des roulements sont resserrées dans d'étroites limites entre les épaulements 81 et 82 sur le bloc 48 de logement des roulements à billes. Pour des raisons de commodité, le bloc 48 de logement des roulements à billes est formé de préférence en deux pièces séparées 84 et 86 qui sont assemblées par trois vis 88 s'adaptant chacune à travers une ouverture dans la pièce inférieure 86 et vissées dans une ouverture dans la pièce supérieure 84. De cette manière, les cages extérieures des roulements peuvent être logées à l'intérieur de l'alésage s'adaptant d'une manière appropriée de la pièce supérieure en forme de coupelle contre l'épaulement 81, tandis que l'épaulement inférieur défini d'une manière appropriée 82 se situe sur la pièce inférieure 86. Un joint torique 90 est monté autour du périmètre extérieur inférieur du bloc 48 de logement des roulements à billes et disposé généralement à l'intérieur d'une aire d' épaulement en retrait 92. Le joint torique 90 aboutte la plaque de pression 22 pour empêcher la migration ou l'afflux de l'abrasif au-delà du joint dans l'aire de roulement 46. Il est prévu de même un joint ou un élément d'obturation 94, qui est fixé sur une partie intermédiaire de l'arbre 26 et qui s'adapte dans une relation de superposition raisonnablement étanche relativement à l'ouverture supérieure 68 dans le bloc de logement des roulements 48 annulairement par rapport à l'arbre. On remarquera que les sièges opposés de chaque paire de cages de roulement intérieures et extérieures sont inclinés sous un angle s'expliquant par les lignes de force ou de poussée 96 et 98 des roulements 60 et 62 respectivement. Ces lignes de force sont inclinées en s'opposant l'une à l'autre, vers le haut et radialement à l'extérieur de la cage inté- rieure 72 du roulement supérieur 60 et vers le bas et radiale- ment à l'extérieur de la cage intérieure 74 du roulement inférieur 62. Chaque roulement de contact 60, 62 présente un angle de poussée effective incliné sur l'arbre 26 et compris entre 50 et 75 degrés environ. Cette disposition des roulements représentée se prête excellemment à être utilisée dans le support d'une plaque de pression 22 d'une machine à roder 10. La coopération de la 8 2464796 bille unique 46 entre le bloc de logement des roulements 48 et la plaque de pression 22 permet ainsi la transmission de la poussée axiale centrale entre l'arbre 26 et la plaque de pression. En situant ce roulement à un endroit raisonna- blement proche de la surface inférieure de la plaque de pres- sion 22, la charge axiale de l'arbre est transmise uniformé- ment à travers le centre de la plaque de pression, tout en minimisant cependant la création de moments autour de la plaque de pression, même lorsque la plaque de pression est inclinée relativement à l'arbre. A cet égard, la plaque de pression 22 a la liberté de s'incliner au moins dans les limites indiquées par les lignes en pointillés 22a et 22b sur la figure 3. De plus, les billes de fond 80 de l'unité de roulement inférieure 62 transmettent les forces à travers les cages de roulement 66 et 74 sous des angles d'inclinaison au-dessous de l'horizontale dans la direction de la force. Ceci est indiqué par les flèches sur la figure 5 depuis l'arbre et l'épaulement 76 jusqu'aux cages intérieures 72 et 74 des rou- lements et en passant par les deux cages intérieures à travers les billes 80 jusqu'à la cage extérieure 66 du roulement infé- rieur 62 et inversement jusqu'au bloc 48 de logement des rou- lements à billes via l'épaulement 82 et la bille à auto-aligne- ment 46 centrale jusqu'à la plaque de pression 22. Cependant, le bloc de logement des roulements à billes peut tourner libre- ment par rapport à l'arbre sans tenir compte de l'action d'in- clinaison de faible importance de la plaque de pression relati- vement à l'arbre (conformément à 22a ou 22b, figure 3) et sans considération de la grandeur de la charge axiale. Si l'arbre 26 de la plaque de pression doit être relevé pour libérer la plaque de pression du contact contre la pièce à usiner 36 qui est sousjacente et/ou la fixation 32 (voir les figures 2 et 6), le poids de la plaque de pression 22 est transmis à l'arbre via la rondelle-frein 75 et les cages inté- rieures 72 et 74 des roulements par l'intermédiaire des billes 78 le long des lignes de force obliques 96 jusqu'à la cage extérieure 64 du roulement supérieur 60 et via l'épaulement 81 et le bloc 48 et les boulons à tête 50 jusqu'à la plaque de pression. La rotation de la plaque de pression relative- ment à l'arbre est toutefois permise du fait de l'unité de roulement supérieure 60. Alors qu'on s'est logiquement référé au cylindre de pression ou à l'arbre 26 seulement, il serait probablement préférable, en fait d'utiliser une unité d'arbre de plaque de pression séparée, comme cela est indiqué par 26a, qui serait raccordée d'une manière amovible à la tige du cylindre de pression ou à l'arbre 26 du cylindre de pression. Ce rac- cordement pourrait comprendre un filetage extérieur 102 et 102a formé aux extrémités adjacentes respectivement de l'ar- bre 26 du cylindre de pression et de l'arbre 26a de la plaque de pression et un manchon d'accouplement 104 vissé sur ces filetages. Dans la réalité cependant, l'arbre 26 du cylindre de pression et l'arbre 26a de la plaque de pression agissent comme un élément unitaire. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée à l'exemple décrit et représenté, elle est susceptible de nom- breuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela de l'es- prit de l'invention. 2464796 REVENDICATIONS 1 - Système de montage d'une plaque de pression dans une machine à roder comprenant une meule à roder tournant autour d'un axe fixe et au moins une plaque de pression montée sur un arbre disposé généralement parallèlement à l'axe de la meule à roder mais décalé latéralement par rapport à l'axe de la meule à roder, un palier à roulements à billes disposé entre la plaque de pression et l'arbre supportant à la fois les charges de compression axiales et les charges de levage entre l'arbre et la plaque de pression tout en permettant la libre rotation et l'oscillation de la plaque de pression par rapport à l'arbre, caractérisé en ce qu'il comprend un bloc pour le logement des roulements (48) et des moyens reliant de manière non rotative le bloc de logement des roulements (48) coaxialement à la plaque de pression (22) tout en per- mettant cependant à la plaque de pression (22) de se dépla- cer axialement et d'osciller légèrement relativement au bloc de logement des roulements (48), des moyens à roulements supportant rotativement le bloc de logement des roulements (48) coaxialement à l'arbre (26), lesdits moyens de roule- ment ayant des cages intérieures (72, 74), disposées sur l'arbre (26) et des cages extérieures (64,66) disposées dans le bloc de logement des roulements (48) et des moyens pour faire coopérer les cages intérieures (72, 74) et extérieures (64, 66) des unités de roulement (60, 62) pour les maintenir sur l'arbre (26) et dans le bloc de logement des roulements (48) respectivement, et un roulement à bille de poussée axiale à autoalignement (44, 45, 46) disposé coaxialement entre le bloc de logement des roulements (48) et la plaque de pression (22) et apte à permettre leur coopération sous les charges de compression axiales de l'arbre (26). 2 - Système suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de roulement rotatifs comprennent une paire de roulements de contact angulaires (60, 62) montés en opposition sur l'arbre (26) de telle sorte que l'un des roulements de contact angulaires (60) agit pour absorber la charge de compression axiale entre l'arbre (26) et la plaque de pression (22f, tandis que l'autre roulement de contact il 2 4 64796 angulaire (62) agit pour absorber les charges de levage axiales entre l'arbre (26) et la plaque de pression (22). 3 - Système suivant la revendication 2, caractérisé en ce que chaque roulement de contact angulaire (60, 62) présente un angle de poussée effective incliné entre environ et 75 degrés relativement à l'arbre (26). 4 - Système suivant l'une des revendications.1 à 3, caractérisé en ce que le bloc de logement des roulements (48) est formé d'au moins deux pièces assujetties l'une par rapport à l'autre, l'une des pièces (84) ayant la forme d'une coupelle et comprenant un alésage adapté pour recevoir les cages extérieures (64, 66),des moyens de roulement rota- tifs, tandis que l'autre pièce (86) présente généralement la forme d'un disque conçu pour maintenir les moyens de roulement à l'intérieur de la pièce en forme de coupelle (84). - Système suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens pour relier de manière non rotative le bloc de logement des roulements (48) par rapport à la plaque de pression (22) comprennent au moins trois ouver- tures (52) espacées dans ledit bloc de logement des roule- ments et un boulon-à épaulement (50) monté librement à travers chaque ouverture (52) et fixé sur la plaque de pression (22), chacun des boulons (50) comportant une tige lisse plus lon- gue que l'épaisseur du bloc de logement des roulements (48) à travers ladite ouverture et une tête (4) qui, de ce fait, maintient le bloc de logement des roulements (48) par rap- port à la plaque de pression (22) lors des mouvements axial et de pivotement. 6 - Système suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le bloc de logement des roulements comprend un siège sur sa face extérieure adapté pour coopérer avec un roulement à bille unique et en ce qu'un évidement (45) est formé sur la plaque de pression (22) et comprend une portée de siège (44) adaptée pour coopérer avec le roulement à bille unique (46).