Brevet FR2536001A1 — publié le 19840518

- L'invention concerne une machine à rectifier pour la rectification (finissage) des paliers principaux ou intermédiaires et des manetons d'un vilebrequin comprenant un bâti de machine, un dispositif pour la fixation du vile- brequin et pour la mise en rotation et en oscillation du vilebrequin fixé et des porte-outils pour paliers princi- paux et manetons, montés sur le bâti de machine, les portes-outils pour les paliers principaux présentant un évidement en-forme de mâchoire, équipé d'au moins trois meules et finissage disposées à la manière d'un mandrin à mors, et les porte-outils pour les manetons, munis d'un bras porte-outil, étant déplacés à la manière d'une bielle lorsque le vilebrequin est en rotation Le terme porte- outils pour les paliers principaux désigne des porte-outils pour les outils servant à l'usinage des paliers principaux. Par analogie, on entend par porte-outils pour les manetons les porteoutils pour les outils prévus pour l'usinage des manetons Comme on le sait les manetons d'un vilebrequin sont destinés au raccordement des bielles On soumet à l'opération de finissage des vilebrequins dégrossis à la meule qui ont subi au préalable un traitement thermique ou une trempe. Dans les machines à rectifier de ce genre bien connues dans la pratique les porte-outils pour les paliers principaux aussi bien que les porteoutils pour les manétons sont fixés sur le bâti de la machine au moyen de bras porte- outils La fixation des bras porte-outils constitue en quelque sorte une fixation flottante, réalisée par un mon- tage approprié ou grâce à une flexibilité suffisante des bras porteoutils de telle façon que les outils engagés dans les porte-outils peuvent s'adapter aux surfaces à rectifier des paliers principaux et des manetons Cette adaptation est considérée comme étant nécessaire parce que les vilebrequins devant êtresoumis à l'opération de finis- sage présentent des imprécisions et/ou fléchissent en quelque sorte lorsqu'ils sont montés sur la machine En réalité, du fait de leur conformation rapportée aux tolé- rances, les vilebrequins sont extraordinairement flexibles. Cette flexibilité a pour effet que, pendant l'opération de rectification, les différents points d'appui cherchent à céder à une pression d'usinage Il en résulte, lors de la rectification, des dévers et des défauts d'alignement, c'est-à-dire des écarts par rapport à l'axe A cela s'ajoute une déformation provoquée par le traitement ther- mique ou la trempe qui succède à la rectification En con- clusion, le vilebrequin devant être soumis à l'opération de finissage présente des imprécisions considérables A cela s'ajoute le fait qu'il fléchit en quelque sorte lorsqu'il est fixé sur la machine Etant donné que sur les machines à rectifier bien connues de ce type la fixation décrite des porte-outils est une suspension flottante ou flexible et que les outils s'adaptent ou se règlent en fonction des surfaces à usiner des paliers, principaux ou des manetons, ces imprécisions ne sont pas corrigées lors de l'opération de finissage Le fléchissement se manifeste d'une manière défavorable Par ailleurs, la pratique moderne réclame, notamment pour des machines tournant à grande vitesse, des tolérances deplus en plus étroites, et cela également pour l'usinage des vilebrequins. La présente invention a pour objet de perfection- ner les machines à rectifier du type précité de telle façon qu'une correction des imprécisions précitées puisse être réalisée pendant l'opération de finissage et que cette opération devienne en elle-même une opération d'usinage qui permette de suivre des tolérances plus étroites, et cela sans être gêné par un fléchissement. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que les porte-outils pour les paliers principaux sont conformés en même temps comme des paliers de centrage en quelque sorte rigides, pour le vilebrequin et comportent à cet effet des meules de finissage constituant des coquilles de coussinets pour les paliers principaux et en ce oue les porte-outils pour les manetons prennent appui dans le sens axial sur les porte-outils pour les paliers principaux Il va de soi que cet appui des porte-outils pour les manetons sur les porte- outils pour les paliers principaux doit être assuré de façon à permettre aux porte-outils pour les manetons d'effectuer, après comme avant, leur mouvement de bielle tout en s'ap- puyant sur les porte-outils pour les paliers principaux. L'appui assure ainsi un guidage lors du mouvement de bielle des porte-outils pour les nanetons Selon un mode de réali- sation préféré de l'invention, les porte-outils pour les paliers principaux sont réalisés à cet effet -sous forme de blocs ou de plaques et attachés rigidement au bâti de la machine, les surfaces de ces éléments en forme de blocs ou de plaques servant en même temps de surfaces portantes pour l'appui axial précité des porte-outils pour les manetons. Il est recommandé, dans le cadre de l'invention, de réaliser tous les appuis essentiels de telle façon que l'appui soit défini statiquement et que de ce fait il pré- sente également une stabilité dynamique Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, l'agencement est choisi de telle façon-que les porte-outils pour les paliers prin- cipaux comportent des meules de finissage disposées à la manière d'un mandrin à trois mors En conséquence, il est donc avantageux de donner également à l'appui des porte- outils pour les manetons sur les porte-outils pour les paliers principaux une définition statique, à savoir par le fait que les porte-outils pour les mane-tons prennent appui, concentriquement'à l'axe du logement des manetons et de manière définie statiquement, en trois points sur les porte-outils pour les paliers principaux respectivement associés Dans le cadre-de l'invention, les outils pour l'usinage des manetons peuvent, en principe, être conformés d'une manière quelconque En particulier, on peut utiliser ici un outil à bande Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, lesraisons de statique et de dynamique précitées ont cependant conduit à choisir des porte-outils pour les manetons dans lesquels les outils constitués par des meules de finissage sont également disposés à la manière d'un mandrin à trois mors Il va de soi qu'il convient de veiller à ce que les outils dans les porte-outils soient avancés avec précision par-l'intermédiaire d'un réglage forcé Pour cela, il existe différentes possibilités (cf. DE-PS 16 52 112) qui peuvent être retenues dans le cadre de la présente invention Pour-assurer d'une manière simple l'appui des porte-outils pour les manetons sur les porte- outils pour les paliers principaux et leur guidage lors du mouvement de bielle, l'appui est réalisé à l'aide de dispo- sitifs de support hydrauliques qui sont répartis sur la circonférence comme les outils pour l'usinage des manetons. Les avantages obtenus résident dans le fait que dans une machine à rectifier selon l'invention l'opération de finissage est en même temps transformée en une opération d'usinage susceptible de réduire les imprécisions décrites plus haut de telle façon que, en conclusion, l'usinage des vilebrequins se trouve considérablement amélioré en ce qui concerne les tolérances pouvant être respectées Dans la machine selon l'invention, un vilebrequin à usiner prend exactement la position de support aux paliers principaux qutil doit prendre plus tard à l'état monté Des perturba- tions occasionnées par un fléchissement lors du finissage ne peuvent plus se produire. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente schématiquement une section d'une machine à rectifier selon l'invention avec un vil- brequin monté. La figure 2 représente schématiquement et à échelle réduite par rapport à la figure 1 une coupe suivant la ligne A-A de la figure 1. La machine à rectifier représentée partiellement sur les figures est adaptée et prévue pour le finissage des paliers principaux 1 ou paliers intermédiaires et des manetons 2 d'un vilebrequin 3 Cette machine comprend prin- cipalement un bâti 4 de machine, un dispositif pour la fixation du vilebrequin 3 ainsi que pour la mise en rota- tion et la mise en oscillation de ce vilebrequin 3 fixé, et des porteoutils 5 pour les paliers principaux et des porte-outils 6 pour les manetons, montés sur le bâti de machine. L'opération de finissage est réalisée avec des meules non rotatives, le mouvement relatif nécessaire entre les outils et les surfaces d'appui 1, 2 à usiner est assuré d'une part par le mouvement de rotation du vilebrequin 3 autour de l'axe des paliers principaux i et d'autre part par un mouvement oscillatoire superposé dans le sens axial Les porte-outils 5 pour les paliers princi- paux présentent un évidement 7 en forme de mâchoires et, dans l'exemple de réalisation représenté, trois meules de finissage 8 montées et disposées à la manières d'un mandrin à trois mors Les porte-outils 6 pour les manetons sont équipés de bras porte-outils 9 sous forme de bielles et ils se déplacent à la manière de bielles lors de l'usinage des manetons et lors de la rotation nécessaire du vilebrequin 3. Il ressort d'un examen comparatif des figures 1 et 2 que les porte-outils 5 pour les paliers principaux dont un seul est représenté à la figure 2 constituent, de plus, des paliers de centrage rigides pour le vilebrequin 3 A cet effet, ils sont munis de meules de finissage 8 montées comme des coquilles de coussinets pour les paliers princi- paux 1 On remarquera notamment à la figure 1 que les manière définie statiquement, en trois points sur le porte- outils 5 pour les paliers principaux respectivement associés, et cela des deux côtés Les porte-outils 6 'pour les manetons comportent des outils sous forme de meules de finissage 10 disposées à la manière d'un mandrin à trois mors. Dans l'exemple de réalisation préféré de l'inven- tion, les porte-outils 6 pour les manetons prennent appui sur les porteoutils 5 au moyen de dispositifs d'appui hydrauliques Il qui sont répartis sur la circonférence de la même façon que les outils dans les porte-outils 6 Il va de soi que les outils 8 ou 10 dans les porte-outils 5 pour les paliers principaux aussi bien que dans les porte- outils 6 pour les manetons peuvent être avancés à l'aide d'un système de réglage forcé. REVENDICATIONS 1 Machine à rectifier pour le finissage des paliers principaux et des manetons d'un vilebrequin, com- prenant un bâti de machine, un dispositif pour la fixation du vilebrequin et pour la mise en rotation et en oscillation du vilebrequin fixé et des porte-outils pour les paliers principaux et pour les manetons, montés sur le bâti de machine, les porte-outils pour les paliers principaux présentant un évidement en forme de mâchoire muni d'au moins trois meules de finissage disposées à la manière d'un mandrin à mors, et les porteoutils pour les manetons étant munis d'un bras porte-outil étant mobiles à la manière d'une bielle, avec le vilebrequin en rotation, caractérisée par le fait que les porte-outils ( 5) pour les paliers principaux sont en outre conformés, de façon à constituer des paliers de centrage rigides pour le vilebrequin ( 3) équipés de meules de finissage ( 8) adaptées pour former des coquilles de coussinets pour les paliers principaux ( 1), et en ce que les porte-outils ( 6) pour les manetons prennent appui dans le sens axial sur les porte-outils ( 5) pour les paliers principaux. 2 Machine à rectifier selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les porte-outils ( 5) pour les paliers principaux sont réalisés sous forme de blocs ou de plaques et montés rigidement sur le bâti ( 4) de machine. 3 Machine à rectifier selon l'une des revendica- tions 1 ou 2, caractérisée par le fait que les porte-outils ( 6) pour les manetons prennent appui, concentriquement par rapport à l'axe du logement des paliers principaux et de manière stationnaire, en trois points sur les porte-outils ( 5) pour les paliers principaux respectivement associés. 4 Machine à rectifier selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que le porte-outils ( 6) pour les manetons comporte également des outils sous forme de meules de finissage ( 10) disposées à la manière d'un mandrin à trois mors. Machine à rectifier selon l'une quelconque des revendications 1 à-4, caractérisée par le fait que les porte-outils ( 6) pour les manetons prennent appui sur les porte-outils ( 5) pour les paliers principaux à l'aide de dispositifs d'appui hydrauliques ( 11), ces derniers étant répartis sur la circonférence comme les outils (,10).