Brevet FR2508360A1 — publié le 19821231

L'invention a pour objet un dispositif adaptable sur machine, autorisant l'alésage et/ou le rodage c.' une piuraliBé de trous réalisés sur une pièce, selon un cercle auton..atique. Selon l'art antérieurs les opérations d'alésage etXou de rodage steffec.uent selon des techniques connues. tandis que le contrôle des cotes est réalisé par des intervertiors ranuelles ponctuelles, après chaque passe de l'outil. Te but recherché selon l'invention était donc d'associer lors des opérations d'alésage etZou de rodage, le contrôle auto- matique constant des cotes, améliorant d'une r,ianière très sensible la productivité. Selon une première caractéristique de l'invention, ce dispositif comprend un corps solidarisé à la broche de la machine et agencé intérieurement pour assurer la circulation d'un fluide en provenance de conduits d'arrivée et d'évacuation établis sur un fourreau fixe servant de logement audit corps, en vue de la commande pneumatique d'un vérin, ce dernier agissant sur un moyen établi dans le corps d'outils pour autoriser ltexpansion radiale desdits outils dans l'alésage à usiner de la pièce ~ des moyens autorisant la distribution d'un fluide i partir de gicleurs, dis- posés radialement dans le corps d'outils, de façon à déterminer durant l'operation 'usinage, le contrôle automatique des cotes par la variation du débit d'air à la sortie des gicleurs, entre l'alésage de la pièce et les outils. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront de la suite de la description. Sour bien fixer ltobJet de l'invention, sans toutefois le limiter, aux figures des dessins annexés où : Ta figure 1 est une vue de profil illustrant 1'adapta- tion du dispositif selon l'invention, sur une machine, en vue de l'alésage etZou du rodage des trous d'une pièce. Ta figure 2 est une vue en coupe longitudinale de la partie arrière du dispositif s'adaptant dans la broche de la machine. Ta figure 3 est une vue en coupe longitudinale .e la partie avant du dispositif, avec l'outil proprement dit. La figure 4 est lme vue de dessus illustrant le montage rapide de l'outil. Ta figure 5 est une vue en coupe trensversale selon la ligne V-V de la figure 40 ta figure 5 est W C e er coure lonsitu ina'e selon la livre VI-VI e la #g.ur e 5. fin de rende plus concret l'cet de l'invention, on le décrit maintenant d'une manière non limitative en se référant aux exemples de réalisation illustrés aux figures des dessins. le dispositif est essentiellement composé d'une machine (h), d'un joint tournant (B) et d'un vérin pneumatique (C) destiré à l'extension et la rétraction de l'outil (D), avec contrôle des cotes en cours de fabrication à partir d'un comparateur pneumatique (E)* La pièce à usiner (F) est montée sur un plateau diviseur (G) à positions multiples, à commande pneumatique par exemple. Ces différents éléments sont représentés schématiquement à la figure 1. La machine est une rodeuse pour illustrer un exemple d'application du dispositif. On décrit maintenant la constitution de chacun de ces éléments, leur agencement les uns par rapport aux autres, puis le fonctionnement de l'ensemble. le joint tournant comprend essentiellement, un fourreau (1) fixe en rotation, agencé pour recevoir les conduits (2 - 3) de la commande pneumatique du vérin (4) et d'arrivée d'air (5), pour le contrôle des cotes. Ce fourreau cylindrique reçoit intérieurement, un corps (6) tournant, asservi de maniera connue par sa partie arrière, à la broche de la rodeuse. Une bague en bronze (7), intermédiaire entre le fourreau et le corps, assure les conditions de roulement. Des joints d'étanchéité (8 - 9) sont disposés respectivement entre le fourreau et la bague, et entre la bague et le corps.Un écrou (10) et contre écrou (il) assurent le blocage en position de la bague par rapport au corps (6), lequel présente dans sa partie avant, une portée (61) destinée à venir en appui et étanchéité contre la face transversale du cylindre (12) du vérin (4), et une portée (62) plus réduite, autorisant le centrage du cylindre (12) sur le corps (6). la bague (7) présente également une portée (71) et est butée en position avant, dans un évidement (11) établi sur le fourreau. tes conduits (2 - 3) de la commande pneumatique du vérin sont branchés de manière appropriée sur le fourreau et débouchent par l'intermédiaire de trous radiaux (72) réalisés dans la bague (7), dans des canaux (13 - 14 - 15 - 16 - 17 - 18) établis dans le corps. la bague (7) présente, au niveau de chacun des trous (72) pour le passage de l'air, sur ses faces intérieure et extérieure, des gorges périphériques (73 - 74) pour faciliter l'écouleriant et la circulation de l'air dans les canaux e distribution. les conduits (13 et 14) sont réalisés dans le plan radial du corps (6), puis se prolongent par les conduits (15 - 16). le conduit (15) débouche à l'intérieur du cylindre, dans la chambre d'admission délimitée par la face arrière du piston (19) du vérin et la face avant du corps (6).Un bouchon (20) obture l'extrémité du conduit (16) près de la face avant du corps, pour définir une circulation forcée du fluide en le conduisant par le canal (17) réalisé radialement dans la portée avant (61) du corps. Un canal (18) disposé longitudinalement dans la portée (61) du corps, débouche dans le canal (17) pour assurer la continuité de la circulation forcée, tandis qu'un bouchon (21) obture à étanchéité le conduit (17). les bouchons (22 - 23) montés sur le fourreau et débouchant sur les trous (72) de circulation du fluide réalisés sur la bague, complètent l'étanchéité du circuit tout en assurant la vidange du fluide. Comme indiqué précédemment, le cylindre dusërin est engagé, centré et rendu solidaire du corps (6), au moyen de vis de fixation (24). Ce cylindre comprend deux zones principales, l'une correspondant au développement et à la course limite du piston du vérin, l'autre agencée pour recevoir l'extrémité d'un organe mobile de compensa tion des défauts a d'alignement de outil rodoir par rapport à l'axe de la broche de la machine. Dans la première zone du cylindre, celui-ci est agencé pour recevoir intérieurement un palier (25) avec une bague de guidage (26) de la tige (27) du piston. le palier, convenablement positionné et maintenu en position dans le cylindre, avec moyen d'étanchéité approprié, présente sur sa face arrière, un nez (251) servant de butée lors du déplacement limite de la tige du vérin. En pratique, dans le cas de la course limite de la tige, celle-ci ne vient pas en contact avec ce nez établi à titre de sécurité. la tige de piston est montée de manière classique sur le piston proprement dit. Dans l'épaisseur longit#udinale du cylindre sont prévus deux canaux (28 et 29) assurant la continuité de circulation du fluide, jusqu'à une chambre intérieure (30) de travail du cylindre, délimitée entre le piston et le palier. le canal (to) est disposé en regard du canal (lô) établi sur la portée (61) du corps (6), avec des moyens d'étanchéité appropriés, et se prolonge par le canal (29) réalisé radialement dans le cylindre débouchant à l'intérieur de celui-ci, dans la chambre (30). Un bouchon (31) obture l'extrémité du canal (29), vers l'extérieur. Pour illustrer le circuit d'air pour la commanda pneuma- tique du déplacement du vérin, on a indiqué par des flèches, le sens des déplacements et de circulation du fluide. Dans la seconde zone du cylindre, celui-ci est agencé avec des moyens, pour compenser les défauts d'alignement des axes. l'organe principal d'accouplement et de compensation des défauts d'alignement, se présente sous la forme d'une bielle orientable (32), creuse intérieurement pour autoriser le passage et le guidage de la tige du piston, ladite bielle étant agencée à ses deux extrémités sous forme de rotules (33 - 34) s'adaptant dans des sièges sphériques disposés respectivement à l'extrémité du cylindre et à l'extrémité arrière de l'outil rodoir, ainsi qu'il sera décrit ci-après. le cylindre présente dans sa partie avant, une portée filetée (35) sur laquelle s'adapte extérieurement un écrou de blocage (36). le siège (37) de la rotule (33) de la bielle, est agencé de manière particulière et comprend une portée arrière (371) engagée et centrée à l'intérieur du cylindre (12), une partie médiane profilée (372) permettant le centrage et le logement de la rotule, et une partie avant (373) agencée intérieurement et extérieurement pour recevoir les moyens d'assemblage et de maintien en position de la rotule (33). le siège (37) dans son ensemble, est maintenu en position par rapport au cylindre (12), par suite de son engagement partiel au niveau de sa portée arrière (371), à l'intérieur dudit cylindre. Des clavettes (38), solidaires de ladite portée arrière, assurent le positionnement en translation du siège à l'intérieur du cylindre, tandis que l'écrou de blocage (36) monté à l'extérieur du cylindre, présente un épaulement (361) et vient en appui sur la partie médiane du siège formant collerette. De ce fait, le siège de la rotule (33) est parfaiterent solidarisé au cylindre. ladite rotule (33) vient en appui et centrage sur un profil complémentaire sphérique (374) établi dans le corps du siège. Celui-ci présente une ouverture (375) autorisant le guidage de la tige au piston. Pour assurer le positionnement stable de la rotule à l'intérieur du siège, on a prévu des coquilles (39) profilées, insérées dans l'alésage de la portée avant (373) du siège, les dites coquilles présentant à une extrémIté, un profil sphérique (391) partiel, venant en apui sur la rotule (33), tandis que leur autre extrémité (392) vient en appui contre la face trans- versale (401) d'un écrou (40) monté sur la partie filetée extérieure (375) de la partie avant du siège, un contre écrou (41) complètent la fixation pour assurer le verrouillage de l'ensemble tout en autorisant le rattrapage du jeu de la rotule. On comprend bien que selon ce montage, la pièce d'accou pler!ient peut sensibler.#ent se déplacer angulairement par le biais de l'articulation à rotules. Pour contrôler et limiter le débattement angulaire de la bielle d'accouplement par rapport à son support, on prévoit dans la portée avant (373) du siège, des ouvertures radiales (376) autorisant le logement et le position nuent de pions d'entraînement (42) à extrémités (421) coniques, pour autoriser le basculement angulaire limité de la bielle dans tous les sens. Ces pions (42) sont avantageusement maintenus et verrouillés dans leur logement, par un prolongement arrière (411) du contre écrou. Afin de faciliter le montage de la rotule d'articulation et ses éléments de positionnement et de retenue, on prévoit dans le corps du cylindre, des trous radiaux (43) de montage, pour bloquer en position le cylindre lorsque le siège de la rotule est monté dans son logement. l'articulation et le montage de la deuxième rotule (34) de la bielle d'accouplement, s'effectue de manière semblable à celui de la première rotule. A cet effet, une pièce intermédiaire (44) est agencée dans sa partie avant, pour former le siège (441) de la rotule (34), et à sa partie arrière pour autoriser le montage rapide et amovible du corps (45) du rodoir. Ce dernier présente dans sa partie arrière, une portée (451) destinée à s'engager à l'intérieur de la partie arrière de la pièce (44). Il est prévu, sur la portée (451), des doigts (46) emmuanchés à force, sur lesquels s'ajuste selon la technique du montage à baïonnettes, ladite pièce intermédiaire (44). la partie avant de cette dernière présente un profil sphérique complémentaire autorisant le centrage et le position nement Ae la rotule (34) de la bielle d'accouplement.Tes pions (47) à extrémités coniques, #sont emmanchés dans des ouvertures radiales (go ) réalisées dans la pièce intermédiaire en prenant appui sur la rotule (34) pour autoriser le pivotement angulaire limité de cette dernière par rapport au corps du rodoir. Il est prévu en outre, des der coquilles (48) dont une face à profil sphérique (481) prend appui sur la rotule, tandis que l'autre face est en appui contre la partie épaulée d'un écrou de blocage (49) solidaire per filetage de la pièce intermédiaire, un contre écrou assurant le verrouillage en position et le réglage des jeux. En outre, il est à noter que la cavité axiale de la bielle débouche extérieurement de la rotule (34), de façon à permettre le déplacement en translation de la tige du piston. A cet effet, la partie centrale de la pièce intermédiaire (44) présente un évidement (443) autorisant le passage de l'appendice axial (511) arrière, d'un coulisseau (51) disposé dans une cavité appropriée du corps du rodoir. Comme cela est illustré aux figures des dessins, le corps du rodoir est aménagé pour recevoir une pluralité de barres de rodage (52) lesquelles sont montées sur un porte barres (53) maintenu en position transversale dans des logements appropriés et pouvant se déplacer en extension radiale. Ce déplacement est obtenu par l'aménagement particulier du coulisseau qui présente deux portées coniques (si2) orientées dans le même sens et destinées à venir en appui progressif, sous l'action de commande de la tige de vérin, contre des portées coniques (531) complémentaires, établies sur la face de fond des porte-barres. l'extrémité de la tige du vérin logée dans la bielle d'accouplement (32), vient en appui contre )'appendice arrière (511) du coulisseau, provoquant son déplacement et conséquemment, le déplacement radial des portebarres, assurant le travail des outils de rodage ou d'alésage. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le contrôle des cotes se fait automatiquement lors des opérations de il iour ce faire, il est prévu sur le fourreau fixe (1) du joint tournant, un conduit (5) d'arrivée d'air pour le contrôle des cotes. Ce conduit est représenté en traits tiretés à la figure 2, et traverse axialement en (54) le corps tournant (6), puis se prolonge en (55) dans le cylindre (12), sensiblement jusqu'au niveau de la zone de la première articulation à rotule.Une buse d'écoulement d'air (56), un conduit flexible extérieur (57) et un conduit d'arrivée d'air (58) disposé dans le corps du rodoir, permettent la circulation du fluide jusqu'à des gicleurs de distribution (59) répartis radialement sur ledit corps, entre les barres de rodage et en léger retrait par rapport à la position de non utilisation de celles-ci, pour définir un intervalle pour la circulation d'air des le cyclage de la mac#hine est basé sur le controle/cotes par soufflage pneumatique en cours d'opération. le comparateur pneumatique (E) du type de celui vendu dans le commerce sous la dénomination ETARiIC, mesure le débit d'air total entre les gicleurs (59) du corps du rodoir et la pièce usinée. Ce débit d'air est proportionnel au Jeu existant entre les buses et la pièce. le comparateur est équipé de plusieurs relais dont les caractéristiques sont réglables, et qui sont asservis à la prise des cotes ; par exemple, ces relais sont utilisés de la façon suivante : un premier relais pour l'opération de rodage ébauche,pour une cote déterminée un second relais pour le rodage finition pour une autre cote un troisième relais pour l'arrêt du cycle de rodage et le dégagement #du rodoir, en vue d'un nouveau cycle opératoire pour le traitement d'un autre alésage de la pièce travaillée. Il convient dès lors, d'exposer le fonctionnement du mécanisme. Après changement manuel de la pièce sur le plateau diviseur, l'opé- ration de traitement est automatique ; le cycle est le suivant - approche manuelle du rodoir de la pièce et mise en route du cycle - rotation du plateau diviseur, descente du rodoir de la pièce, expansion du rodoir sous l'effet de commande pneumatique du vérin; mise en route de l'arrosage, mise an route du contrôle de cotes par -le contrôleur pneumatique ; mise en rotation du rodoir dans un temps légèrement différé par rapport à son mouvement de translation, pour permettre le décrassage des pièces ; rodage en ébauche, puis passage en rodage finition.Après obtention de la cote, arrêt de la rotation et de la translation du rodoir en position haute avec arrêt de l'expansion, de l'arrosage et du contrôle de cote ; dégagement du rodoir de la pièce ; rotation du plateau diviseur ; reprise d'un nouveau cycle. A la fin du traitement du dernier alésage, la machine s'arrête. Tes avantages ressortent bien de l'invention, en particulier on souligne, le gain de productivité obtenu par cette automatisation. On observe que l'on peut très facilement changer le corps de l'outil par le montage rapide décrit, de façon à pouvoir changer et entretenir très facilement les outils, lesquels peuvent être des alésoirs, rodoirs ou autres. Un mode de réalisation a été décrit à titre d'exemple ; il est bien évident que des agencements techniques équivalents entrent dans le cadre de l'invention. T'invention ne se limite aucunement à celui de ces modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ces diverses parties ayant plus spécialement été indiqués ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS -1- Dispositif adaptable sur machine, telle que machine a roder autorisant l'alésage et/ou le rodage d'une pluralité de trous réalisés sur une pièce selon un cycle automatique, caractérisé en ce qu'il comprend un corps (6) solidarisé à la broche de la machine et agencé intérieurement pour assurer la circulation d'un fluide, en provenance de conduits (2 - 3) d'arrivée et d'évacuation établis sur un fourreau fixe (1) servant de logement au dit corps, en vue de la commande pneumatique d'un vérin (4) ; ce dernier moyen moyenétabli dans le corps d'outils pour autoriser 1' expansion radiale desdits outils dans le trou à usiner de la pièce (F) ; des moyens autorisant la distribution d'un fluide à partir de gicleurs (59) disposés radialement dans le corps d'outils de façon à déterminer durant l'opération d'usinage le contrôle automatique des cotes par la variation du débit d'air à la sortie des gicleurs entre l'alésage de la pièce et les outils. -2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cylindre du vérin est engagé, centré et rendu solidaire du corps (6) par des moyens appropriés (24), et comprend deux zones principales, l'une correspondant au développement et à la course limite du piston du vérin et l'autre agencée pour recevoir l'extrémité d' un organe mobile de compensation des défauts d'alignements de 1' outil par rapport à l'axe de la broche de la machine. -3- Dispositif melon la revendication 2, caractérisé en ce que la première zone du cylindre correspond au positionnement et déplacement du piston du vérin par rapport à une chambre d'admission, définie par la face arrière du piston du vérin et la face avant du corps (6) centrée à l'intérieur dudit cylindre ; et une chambre intérieure de travail (30) délimitée entre la face avant du piston et un palier (25) assurant le guidage en translation de la tige (27) du piston ; des canaux de distribution (13, 14, 15, 16, 17, 18, 28, 29) étant convenablement agencés sur le cylindre, sur le corps et sur le fourreau fixe avec moyens d'étanchéité appropriés depuis les conduites d'amenée et d'évacuation de fluide disposé sur le fourreau fixe pour la commande pneumatique du vérin jusque dans les chambres d'admission et de travail. -4- Dispositif selon les revendications 1, 2 et 3 ensemble, caractérisé en ce que 11 organe principal d'accouplement et de compensa tion des défauts d'alignement se présente sous la forme d'une bielle'orientabl.e (32) creuse intérieuretrentnour autoriser le passage et le guidage de la tige du piston ; la dite bielle étant agencée à ses deux extrémités sous forme de rotules (33 - 34) si adaptant dans des sièges sphériques respectivement à l'extrémité du cylindre et à l'extrémité arrière du corps d'outil. -5- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le siège (37) de la rotule (33) de la bielle est agencée et comprend une portée arrière (371) engagée et centrée à l'intérieur du cylindre (12), une partie médiane (372) permettant le centrage et le logement de la rotule, et une partie avant (373) agencée intérieurement et extérieurement pour recevoir les moyens d'assemblage et de tenue en position de la rotule (33) et de reglage du serrage. -6- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le siège (441) de la rotule (34) de la bielle est réalisée dans la partie avant d'une pièce intermédiaire (44), dont la partie arrière est agencée pour autoriser le montage rapide du corps (45) d'outils ladite partie avant étant aménagée intérieurement et extérieurement pour recevoir les moyens d'assemblage et de tenue en position de la rotule (34) et le règlage du serrage ; ladite pièce intermédiaire présentant un évidement central (443) pour le passage d'un moyen de commande (Si) en déplacement radial des outils. -7- Dispositif selon les revendications 5 et 6 ensemble, caractérisé en ce que le débattement angulaire de la bielle d'accouplement par rapport'à ses sièges est limité par l'agencement de pions d' entrainement (42 - 47) à extrémités coniques (42l - 471) engagés dans les logements (376 - 442) prévus sur les rotules (33 et 34) et leurs sièges, lesdits pions pouvant être bloqués en position verrouillée par l'un des moyens de maintien en position des rotules (33 - 34). -8- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps d'outil est aménagé intérieurement pour recevoir un coulisseau (51) présentant dans sa partie arrière un appendice axial (5lu) destiné à venir en butée contre l'extrémité avant de la tige du piston, ledit coulisseau présentant des portées coniques (512) orientées dans le même sens et destinées à venir en appui progressif sous l'action de commande de la tige du vérin contre des portées coniques (531) complémentaires réalisées sur la face de fond des pièces support (53) des outils (52), pour assurer un déplacement radial de ceux-ci et leur auto-centrage. -9- Dispositif selon les revendications 1, 2, 3 et 8 ensemble, caractérisé en ce que les moyens permettant le contrôle des cotes automatique pendant le fonctionnement, comprennent un conduit (5) d'arrivée d'air disposé sur le fourreau fixe (1), une canalisation appropriée transversant le fourreau, le corps et le cylindre acheminant le fluide jusqu'à une embouchure (58) prévue dans la partie arrière du corps d'outils pour distribuer ensuite par des canaux ledit fluide vers des gicleurs (59) répartis radialement sur le corps entre les supports d'outils, un comparateur pneumatique (E), du type de celui vendu dans le commerce sous la dénomination "ETAMIC" mesurant le débit d'air entre les gicleurs (59) et la pièce usinée et commandant ensuite la nature des opérations à effectuer.