Brevet FR2501092A1 — publié le 19820910

L'invention concerne une machine pour l'écrouissage et le lissage des vilebrequins, équipée d'éléments assurant le guidage et le maintien d'un vilebrequin ainsi que d'une unité de laminage mobile, au moins, portant les outils de laminage, à la suite de quoi chacune de ces unités de laminage mobiles est portée et entrainée par les tourillons de deux bielles rotatives qui sont logées dans les pivots principaux de la machine et qui sont entra!nées à une m&me vitesse syndchrone. De telles machines sont connues et font l'objet, par exemple, des brevets allemands 10 70 955 et 11 18'645. Dans la pratique, ces machines ont donamé entière satisfaction pendant de longues années. leur principal incon- vénient réside toutefois dans le fait qu'en fonction de leur structure elles ne peuvent être utilisées que pour l'usinage d'un type de vilebrequin bien défini, c'est-à-dire le type de vilebrequin pour lequel elles ont été cons- truites. Or, dans le domaine de l'usinage de finition, on trouve, des vile- brequins qui diffèrent par la seule hauteur de levée, alors que toutes leurs autres dimensions sont identiques. Par le fait que les machines connues ne peu- vent usiner qu'un type de vilebrequin détermnniné, on fait appel à une madchine différente pour chaque type de vilebrequin. Ceci est d'autant plus gênant que sur ces machines à laminer les vilebrequins, la durée des cycles est très courte, oe qui fait que ces machines ne sont pas utilisées à capacité complète. Dans le domaine de la construction mécanique, on trouve également des bielles a hauteur de levée variable (Europa Fachbuchreiche, Fachkunde fdr metallverabeitende Serufe - Verlag Willing & Co Eurcpa-Iehrmittel OHG - Wuppertal - Barmen - page 214). Ces biélles sont utilisées, came le souligne d'ailleurs le document cité, sur certaines raboteuses. Il incombe à l'invention de développer des machines du type défini cidessus de manière qu'il soit possible d'usiner sur une seule et mêre machine les vilebrequins à hauteur de levée vartible. Le problème ainsi posé est résolu, sur les machines du type défini cidessus, par le fait que les bielles sont des bielles à hauteur de levée règlable, alors que chaque tourillon peut coulisser sur son élément de rac- cordement par rapport au pivot principal correspondant et être immobilisé sur ce m e élément de raccordement. Les unités de laminage mobiles effec- tuent, par l'intermédiaire des tourillons des bielles, le mNe mouvement 2 _ que le tourillon a laminer du vilebrequin a usiner. Ainsi, dans le cas o l'on a à usiner un.vilebrequin dont la hauteur de levée du tourillon diffère de la hauteur de levée du tourillon du vilebrequin précédent, on procéde, avant d'amoroer l'usinage, au décalage, sur leur élément de raccordement, des tourillons des bielles portant les unités de laminage mnbiles. De ce fait, la hauteur de levée des tourillons portant les unités de laminage correspond à la hauteur de levée du vilebrequin a usiner et le nmouvement des unités de laminage mobiles s'effectue de xnouxiveau correcteaent. Selon une autre forme de réalisation de l'invention, les tourillons sont maintenus dans des trous oblongs pratiqués pour chaque unité de laminage mrobile dans des disques rotatifs se trouvant à il'intérieur d'un support, alors que chaque tourillon porte un piston coulissant commuandé par un fluide et s'appliquant contre une paroi latérale de plus grande longueur de ce trou oblang. Dans ce cas, il s'agit également d'une bielle à hauteur de levée réglable avec la différence toutefois que le réglage de la hauteur de levée ne s'effectue pas sous l'effet du décalage du tourilion, mais sous l'effet du déplaceent du disque porteur du trou - blang. C'est donc le disque qui constitue le tourillon proprement dit. Le tourillon de la bielle est cons- titué dans ce cas par une partie îuéie de l'élment de raccsrdait entre le pivot principal et le tourillon de la bielle. Selon encore une autre forme de réalisation de l'objet de l'in- vention, l'élàment de raccordement ornporte un piston coulissant, commandé par un fluide, -qui directement ou par l'nte diaire d'une pièce interné- diaire agit sur une contre-surface d'un élément de décalage qui porte le tourillon de la bielle, et qui, en s'appuyant contre l'élâment de raccor- dement, coulisse dans le sens radial le long de cet élément de raccordement à l'intérieur d'une plage de règlage déterminée. Une telle structure permet d'adapter, autcmatiquement et d'une manière simple, la hauteur de levée des bielles portant les unités de laminage mobiles a la hauteur de levée des tourillons d'un vilebrequin à usiner et ce, quelle que soit l'origine de cette différence, c'est-à-dire une différence résultant des tolérances de fabrication ou d'une différence apparaissant au moment du changement du type de vilebrequin. Selon encore une autre forme de réalisation de l'objet défini par l'invention, l'élément de raccordement est constitué d'un disque portant un guide qui est placé dans le sens radial et qui porte 1 'élément de décalage, ainsi que le piston commnandé par un fluide. Une telle structure permet, d'une manière simple, d'assurer le coulissement et le blocage des biel- les portant les unités de laminage mobiles. Selon une forme de réalisation encore différente de l'invention, 1 'élement de raccordement est constitué d'un pivot placé dans le sens radial par rapport au pivot principal et recevant un canal conduisant le fluide de commande du piston et aboutissant dans le comrpartiment du cylindre contenant le piston, alors que l'élément de décalage présente une ouverture qui est dirigée perpendiculairement au tourilion de la bielle et qui s'étale au moins sur la totalité de la plage de réglage encerclant ainsi le pivot et le piston coulissant qui y est logé, à la suite de quoi, la face supérieure de l'ou- verture constitue la contre-surface pour le piston coulissant, voire pour la pièce intenCmdiaire. Cette variante permet égalenent d'assurer, d'une manière très simple, le coulissement et le blocage des bielles portant les unités de laminage nmobiles. Selon une autre forme de réalisation encore différente, les deux bielles de chacune des unités de laminage nmobiles sont entralnées, indépen- damnent des deux bielles de toutes les autres unités de laminage mobiles, étant entendu que les dispositifs d'entraînement peuvent être synchronisés entre eux. Cette mesre permet d'usiner des vilevrequins, à hauteurs de levée différentes, même dans le cas o les tourillons présentent des positions angulaires différentes. L'entrainement individuel permet d'adapter les unités de laminage mobiles à chacune des positions angulaires des tourillons du vilebrequin à laminer suivant et d'assurer ensuite, dans cette position et par les moyens de synchronisation, leur entrainement oummun. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressor- tiront de la description faite ci-après, en référence aux dessins annexés qui en illustrent divers exemples de réalisation dépourvus de tout caractère li- mitatif. Sur ces dessins: - la figure 1 représente une machine à laminer les vilebrequins, vue en coupe selon la ligne E-F et en partie selon la ligne C-D de la figure 2; - la figure 2 représente une machine à laminer les vilebrequins, vue en coupe selon la ligne A-B de la figure 1; - la figure 2a représente la machine de la figure 2 dans une forme de réalisation différente; - la figure 3 est le schéma du circuit hydraulique et - la figure 4 représente un agrandissement de l'élément I de la figure 2a. les selles d'appui 19,20 fixées sur le carter 17 de la machine logent les bielles 7 et 7a maintenues fixement sur leur pivot principal rotatif 6. Chacun de ces pivots principaux 6 est relié à une roue dentée 36. Une chaine 37 relie les pivots principaux des bielles 7 et 7a. Les pivots principaux 6 sont reliés fixement à une roue dentée rotative 38, coordonnée à une roue dentée 39, qui LO est entrainée par un moteur 21, par l'internédiaire d'un jeu d'engrenage 18 et qui assure ainsi l'entrainement de deux bielles jumelées 7 et 7a. Chaque jeu d'engrenages,18, relié à son moteur 21, est fixé sur le carter 17. Chacune des bielles 7, 7a porte sur un élément de raccordement 8, 9, un élément de décalage approprié 13, 14, portant chacun un tourillon 5, 5a. Chaque él&oent de décalage 13, 14, coulisse et peut être bloqué sur son élément de raccordement 8, 9,ce qui fait que l'on dispose ainsi d'une bielle à hauteur de levée réglable. Une unité de laminage mobile 4 est reliée, par l'interndiaire d'un levier 24 et de son support 22, aux tourillons 5, 5a, des bielles 7, 7a. Un 0 deuxième levier 25 à deux points d'appui s'articule, par l'intermédiaire d'un pivot 26, sur le premier levier 24 à deux points d'appui. Ces deux leviers 24 et 25 portent sur l'une de leurs extrémités et d'une nmanire connue en soi, les élémrents coordonnés d'un outil de laminage connu 3. L'autre extrémité du levier 24 porte, au travers d'une articulation 30, un cylindre hydraulique 32, dans lequel coulisse un piston 33 relié par une tige 34 et par l'articulation 31 au levier 25. Selon le nmme procédé, un cylindre hydraulique 35 est relié aux leviers 27 et 28 d'une unité de laminage mobile 1. L'extrémité libre de oes leviers porte également des outils de laminage connus. Ie levier 27 de chacune des unités de laminage fixes 1 est fixé sur le carter 17 au moyen d'un o support 23. Pour permettre la mise en place du--vilebrequin, c'est-à-dire en position de départ de la machine, les pistons 33 sont rentrés dans les cylindres hydrauliques 32, ce qui provoque une ouverture béante entre les outils de laminage se trouvant sur l'extrémité opposée des leviers. Le vilebrequin à laminer 2 est alors déposé soit manuellement, soit automatiquement _ 4 _ sur les parties inférieures des outils de laminage maintenus sur les extré- mités des leviers 25 et 28.!Pus,souil'action des cylindres 35, agissant sur les leviers 27 et 28, les outils de laminage des unités de taminage non mnbiles sont rapprochés l'un de l'autre et assurent ainsi le maintien et le guidage des tourillons principaux du vilebrequin 2. La hauteur de levée des vilebrequins 2 entrés dans la machine peut varier de quelques millimètres. Pour permettre a la machine à laminer de tenir compte de ces différences, les outils de laminage des unités de laminage mobiles 4 sont placés en contact avec les pivots de levage du vilebrequin 2, sous l'action des cylindres hydrauliques 32, et selon le principe appliqué pour la amise en contact des unités de laminage non mobiles 1. Pour ce faire- la pression dirigée sur le cylindre hydraulique 32 est limitée de manière que les outils de laminage connus ne s'appliquent qu'avec une force relativement faible contre les pivots de levée du vilebrequin 2. Pour obtenir ainsi-un réglage de la machine en fonction de la hauteur de levée de chdiaque vilebre- quin 2 introduit dans la machine, il y a lieu de déplacer en conséquence les éléments de décalage 13, 14, sur leurs éléments de raccordement 8, 9. Pour ce qui concerne l'élémeit de raccordemnt 9, l'élément de décalage 14 coulisse dans un en forme de queue d'aronde 15. Quant a l'élément de accrdent 9, celui-ci présente la forme d'un disque, monté en position excentrique sur le pivot principal 6. L'élément de racr ent 8 de la bielle 7a présente la forme d'un pivot dirigé dans le sens radial et logé dans l'élément de décalage 13. Ces différences de structure des éléments de raccordement et des éléments de décalage représentent des exempls de réalisation qui ne sont aucunement limitatifs. sur unemm ne madchine toutefois, on ne trouvera avantageusement qu'un seul type d'éléments de raccordement et de décalage. L'exemple de r6éalisation commenté ci-dessus a été équipé de deux types différents dans le seul but de pouvoir les faire apparaître 1 'un et l'autre dans le dessin annexé. L'élément de raccordenent 9 loge un pistol 10, alors que 1'élément de raccordement 8 loge un piston lOa. Ces pistons 10 et lOa sont commandés par la pression hydraulique véhiculée par le canal 16. Cette pression déplace le piston et le met en contact avec les contre-surfaces 11 et 12 des éléments de décalage 14 et 13, qui se trouvent ainsi bloqués dans leur position. C'est cette position de camutation qui est reflétée dans le schéma du circuit hydraulique de la figure 3. Il apparait sur ce schma que la soupape 41 assure la jonction entre les cylindres des pistons 10 et lOa et la pompe 45, entraLis- -6 - 2501092 par le moteur électrique 46, par l 'intermdai re du canal hydraulique 16, du canal hydraulique 40 et de la soupape de retenue 44, Le moteur électrique 46 est reliée par la conduite 51 au poste de atmmtande 47 de la machine. la pression du système hydraulique eta fôrtiori, la foroe de serrage des pistons 10 et 10a sont réglégi sur le t1miteur de pression 43, La soupape de retenue 44 maintient la pression sur les pistons 10 et 10a en cas de dêfaifl -anoe e-i-la pciq" 45. la soupape 41 est reliée, par l' r aire d'une conduite 48, au poste de oamande 47 de la madc/ne d'o elle est ccunnndée, autamt ont ou manuellement, en fonction du systne de ocmande appliqué. lorsque la position de la soupape 41 D est inversée, elle relie le canal Iygraulique 16 au réservoir 59, par l'inter- médiaire de la conduite 42. Dans cette position, les pistons 10 et 10a I'exercent plus aucune poussée sur leurcontre-surfaces 11 et 12, oe qui libère les éléments de décalage correspondants 13 et 14, qui peuvent ainsi être déplacés facileoent. Dès que cette situation est établie, le poste de commande 47 intervient, par I l te daire de la conduite 52, sur le système hydraulique, non représenté, alimetant les cylindres 32 et 35, de manire que les cylindres 32 soient alimernés par le fluide hydraulique de manière telle que les unités de laminage 4 conmues, s'appliquent, avec la force de laminage initiale, onntre les tourillons du vilebrequinb laminer 2. Au cours de ce processus d'application, ces unités de luuinage 4 se placent en mêim toems en fonction de la posit4c de ce tourilloe et dé ll'EJunt de décalage 14, 13, qui lui est coorbnn sur les éléments de racoordoemt 9, 8. Ainsi 1A hauteir de levée des bielles 7, 7a s'adapte à la hauteur de levée des vildnrequins à la iner 2. A l'issue de cette étape, le poste de cxxende 47 inverse de rxveau la position de la soupape 41, ce qui fait que les pistons 10, 10a s'appuient de nouveau contre leurs contre-surfaces 11, 12, et blo- quent ainsi les élénents de décalage 14, 13, dans leur position. Puis, le poste de cmnande 47 provoque la mise en marche simltanée des moteurs 21, alimentés par les aonduites 49, 50. A partir de ce moment, toutes les bielles 7, 7a sont en- traInées à une même vitesse, oe qui a pour effet d'mtraner et de laminer, par l'intermédiaire des unités de laminage mobiles 4, le vilebrequin à laminer 2, maintenu dans les outils de 1 'unité de laminage non mobile 1. Ainsi la machine s'adapte, d'une manière entiêrement autoeatique et selon le processus décrit, aux differentes.Iuteurs de levée des vije1requins à laminer. L'exeuple de réalisation décrit ci-dessus est conçu pour un vilebrequin coudé à 1800. Toutefois, dans ce n:moe exemple de réalisation, les bielles 7 et 7a de dchacune des unités de laminage mobiles 4 sont entraînées, indépendamment des bielles correspondantes des autres unités de laminage mobiles 4. De cette manière, il est possible, en intervenant au niveau du poste de commande, de placer chaque unité de laminage mobile dans une position angulaire voulue. Il est possible également de règler la machine sur des vilebrequins oemportant des angles de coudage différents, ce qui permet d'usiner des vilebrequins à hauteurs de levée différentes, même si, en plus, ils coportent des angles de oudage de valeurs différentes. Le règlage tenant compte des angles de coudage de valeurs différentes s'effectue soit manuellement, soit automatique- ment par l'intermédiaire du poste de commande. Ce choix s'effectue selon que le type du vilebrequin engagé dans la machine est entré dans le poste de com- mande par un opérateur ou par l'installation d'amenée automatique. Une seule et mNûe machine permet ainsi d'usiner des vilebrequins à hauteurs de levée différentes, même si en plus ils oomportent des angles de coudage différents. Par ailleurs, l'adaptation de la machine à la hauteur de levée du vilebrequin s'effectue profressivement et sans à-coup, ce qui fait que de faibles différences dans le dimensionnement apparaissant sur un nme type de vilebrequins ne provo- quent aucune contrainte supplémentaire dans la machine, contrainte qui devrait être compensée par la maise en place de moyens techniques toujours onéreux. Les.ommentaires ci-dessus s'appliquent également au modèle de réali- sation de la figure 2a. Sur ce modèle, les deux bielles 58 sont des bielles rigides dont le tourillon 54 présente une section transversale de forme carrée. Ce tourillon 54 est maintenu dans un trou oblong approprié 55 pratiqué dans un disque 56 (fig.4). Les deux disques 56 sont des disques rotatifs logés dans des percements réalisés dans les supports 22 (déjà décrits) des unités de laminage mobiles 4. La figure 4 représente un agrandissement de l'élément I de la figure 2a sur lequel on reconnaît que le tourillon 54 loge un piston coulissant 53 qui est cammandé par un fluide amené par le canal 16 et qui se-presse contre la paroi la plus longue 57 du trou oblong 55. L'adaptation aux hauteurs de levée différentes du vilebrequin à usiner s'effectue en décalant sur la distance voulue l'unité de laminage mabile 4 et son support 22, sur le tourillon 24 dans la plage du trou oblong 55. Ainsi l'invention présentée et canmentée ci-dessus permet, pour la première fois, de laminer sur une seule et même machine des vilebrequins à hauteurs - 8, - de levée différentes, sans qu'il soit nécessaire d'effectuer des travaux d'adaptation onéreux et oe sans que l'on ait à se poser la question de savoir si les vilebrequins sont livrés par lots de types identiques ou arrivent sans classement aucun. 9 2501092 REVENDICATIONS 1 - Machine pour l'écrouissage et le lissage des vilebrequins, équipée d'éléments assurant le guidage et le maintien d'un vilebrequin, ainsi que d'une unité de laminage mobile au moins, portant des outils de laminage, de manière que chacune de ces unités de laminage mobiles soit portée et entrafiée par les tourillons de deux bielles rotatives qui sont logées dans les pivots principaux de la machine, et qui sont entraînées à une même vitesse synchronisée, cette machine étant caractérisée en ce que les bielles (7, 7a, 58) sont des bielles 4, à hauteur de levée réglable, alors que chaque tourillon (5, 5a) peut coulisser sur un élément de raccordement (8, 9) par rapport au pivot principal corres- pondant (6) et peut être immobilisé sur ce même élément de raccordement. Z - Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément de raccordement (8, 9) comprend un piston coulissant (10, 10a) commandé par un fluide qui, directement ou par l'intermédiaire d'une pièce intercalée, agit sur une contre-surface (11, 12) d'un élément de décalage qui porte le tourillon (5, 5a) de la bielle, et qui, en s'appuyant contre l'élément de raccordement (8, 9), coulisse dans le sens radial à l'intérieur d'une plage de réglage déter- minée. 3 - Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'élément de raccordement (9) est constitué d'un disque muni d'un élément de guidage (15) qui est placé dans le sens radial et qui porte l'élément de décalage (14), ainsi que le piston (10) commandé par un fluide. 4 - Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'élément de raccordement (8) est constitué d'un pivot placé dans le sens radial par rap- port au pivot principal (6) et logeant un canal (16) conduisant le fluide de com- mande du piston et aboutissant dans le compartiment du cylindre contenant le piston coulissant (la), et en ce que l'élément de décalage (13) présente une ouverture qui est dirigée perpendiculairement au tourillon (5a) de la bielle, et qui s'étend, au moins à l'intérieur de la plage de réglage, sur le pivot et le piston coulissant (la), qui y est logé, de manière que la face supérieure de l'ouverture constitue la contre-surface (12) pour le piston coulissant (lOa), et éventuellement, également, pour les pièces intercalées. - Machine pour l'écrouissage et le lissage des vilebrequins, munie d'éléments assurant le guidage et le maintien d'un vilebrequin, ainsi que d'au moins une unité de laminage mobile portant des outils de laminage de manière que chacune de ces unités de laminage mobile soit portée et entrafndée par les tourillons de deux bielles rotatives qui sont logées dans les pivots principaux de la machine et entrafiées selon une même vitesse synchrone, cette ma- chine étant caractérisée en ce que chaque tourillon (54) est maintenu dans un trou oblong (55) pratiqué, pour chaque unité de laminage mobile, (4), dans un disque rotatif (56) situé à l'intérieur d'un support (22), et en ce que chaque tourillon (54) reçoit un piston coulissant (53) commandé par un fluide dont l'ac- tion s'exerce contre l'une des parois latérales de plus grande longueur (57) du trou oblong (55). 6 - Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caracté- risée en ce que les deux bielles (7, 7a, 58) de chacune des deux unités de lami- nage mobiles (4) sont entraihées indépendamment des deux bielles (7, 7a, 58) de chacune des autres unités de laminage mobiles (4), alors que ces dispositifs d'entraiaement peuvent être synchronises entre eux.