Brevet FR2567058A1 — publié le 19860110

i Dispositif pour une machine-outil, en particulier une rectifieuse, et destiné à mesurer le diamètre de pièces tournant excentriquement La présente invention concerne un dispositif pour une machine-outil, en particulier une rectifieuse, et destiné à mesurer, au cours de leur usinage, le diamètre de pièces tournant excentriquement, par exemple pour mesurer le maneton d'un vilebrequin lors de la rectification, le dispositif comprenant au moins un palpeur de mesure explo- rant le diamètre à mesurer et une tête de mesure détermi- nant la position du palpeur de mesure et délivrant des signaux de mesure correspondants. Il est universellement connu que le diamètre de pièces de révolution peut être mesuré, en cours d'usinage, au moyen de têtes de mesure munies de palpeurs. Ceci présente cependant des difficultés dans le cas de pièces tournant excentriquement, par exemple en cas de rectification des manetons d'un vilebrequin, qui tournent excentriquement autour de l'axe de rotation des paliers principaux lors de la rectification, A cet égard se pose le problème de maintenir les palpeurs de mesure durant toute la rotation excentrique de la pièce constamment dans leur position de mesure. En conséquence, la présente invention a pour but de créer un dispositif de mesure qui, destiné à mesurer, au cours de leur usinage, le diamètre de pièces tournant excentriquement, puisse suivre constamment le parcours de mouvement excentrique de la pièce et assurer sans faute une position de mesure correcte. Selon l'invention ce but est atteint par le fait que la tête de mesure est munie d'un organe de guidage destiné à être mis au contact de la périphérie de la pièce et qui est monté de façon & pouvoir, conjointement avec la tête de mesure, coulisser sensiblement radialement par rapport à la pièce et basculer, et qu'il est prévu un dispositif d'appui permettant à l'organe de guidage d'être appuyé contre la pièce. Selon l'invention l'organe de guidage est relié, afin de pouvoir coulisser, par l'intermédiaire d'une tige de piston à un piston guidé dans un cylindre et le cylindre est monté basculant pour permettre à l'organe de guidage de basculer. Le dispositif d'appui pour l'organe de guidage est constitué selon l'invention par un ressort de compression qui, disposé dans le cylindre et soumis à une tension initiale, maintient l'organe de guidage continuellement en contact avec la pièce à usiner. Pour retirer l'organe de guidage et la tête de me- sure de la pièce, ce qui est nécessaire par exemple en cas de changement de pièce, le piston guidé dans le cylindre peut selon l'invention être sollicité par un fluide sous pression exerçant son action à l'encontre de celle du ressort de compression. Le côté de l'organe de guidage prenant appui contre la périphérie de la pièce peut être réalisé sous différen- tes formes. Selon une caractéristique de l'invention ce côté est réalisé sous forme de prisme. Selon une autre caractéristique de l'invention le côté de l'organe de guidage prenant appui contre la périphérie de la pièce est réalisé sous forme de cuvette. Selon l'invention il est également prévu de munir le côté d'appui de l'organe de guidage de deux ou plusieurs galets. Une autre caractéristique de l'invention consiste en ce que l'organe de guidage est réalisé de façon à être réglable pour des pièces de diamètres variés. Dans ce cas l'organe de guidage se compose selon l'invention de deux parties susceptibles de coulisser l'une par rapport à l'autre et qui forment entre elles des pris- mes de dimensions variées en vue de prendre appui contre des pièces de différents diamètres. Pour que le réglage de diamètre choisi puisse être rendu fixe les deux parties, susceptibles de coulisser, de l'organe de guidage sont munies de paires de trous oblongs ainsi que d'organes de blocage. Il est avantageux que, selon une autre caractéris- tique de l'invention, les parties susceptibles de coulisser de l'organe de guidage réglable soient munies d'une échelle graduée pour le réglage du diamètre de la pièce. Pour retenir le dispositif de mesure il est prévu selon l'invention un organe de retenue sur lequel, d'une part, le cylindre est monté basculant et qui, d'autre part, est fixé à la machine. A cet égard le centre de rotation du cylindre dans l'organe de retenue est disposé de telle manière que le cylindre forme un contrepoids faisant équilibre à la tête de mesure et à son organe de guidage, de sorte que le dispositif de mesure est quasiment exempt d'inertie. Selon une autre caractéristique de l'invention il est prévu un organe d'arrêt qui lors du changement de la pièce maintient la tête de mesure et l'organe de guidage dans une position bien définie de sorte que l'organe de guidage, en se rapprochant de la nouvelle pièce non rectifiée, qui occupe également une position angulaire prédéterminée par rapport à l'axe de rotation, est amené & coup sûr contre cette pièce. Cet organe d'arrêt est réalisé, selon l'invention, sous la forme d'une cheville d'indexage. Le dispositif de mesure selon l'invention peut être monté de diverses façons sur la machine. Ainsi, selon une caractéristique de l'invention, il est monté fixe sur la table de machine au moyen de l'organe de retenue. Un agencement de ce genre est possible seulement lorsqu'il n'y a qu'une pièce tournant excentriquement à usiner ou lorsqu'il est prévu pour chaque pièce une tète de mesure correspondante. Une autre possibilité consiste selon l'invention en ce que le dispositif de mesure est monté fixe sur l'infra- structure de la machine au moyen de l'organe de retenue. A cet égard il est possible, lorsque le dispositif de mesure se trouve écarté par basculement, de laisser passer des ap- pareils, par exemple des lunettes, utilisés sur la machine. De plus, le dispositif de mesure est disposé exactement en regard de la zone d'usinage de sorte que des diamètres variés de pièces tournant excentriquement, usinées les unes à la suite des autres, peuvent être mesurés. Une autre variante de l'invention consiste à monter le dispositif de mesure sur un chariot susceptible de cou- lisser par rapport à la table de la machine. Il est ainsi possible d'amener le dispositif de mesure en différents endroits de mesure. Le dispositif de mesure selon l'invention permet, d'une part, de maintenir la tête de mesure avec ses pal- peurs à coup sGr dans la position de mesure au niveau de la périphérie de la pièce durant l'ensemble de la rotation excentrique de la pièce et, d'autre part, diverses varian- tes en ce qui concerne le montage du dispositif sur la machine. L'invention est expliquée plus en détail ci-dessous à l'aide de modes de réalisation illustrésaux dessins annexés sur lesquels: la figure i représente le dispositif selon l'inven- tion, fixé directement sur la table d'une rectifieuse; la figure 2 représente le dispositif selon l'inven- tion fixé à l'infrastructure de la machine; la figure 3 représente schématiquement le disposi- tif selon l'invention monté sur un mécanisme de transla- tion; les figures 4 à 6 montrent différentes formes de réalisation d'organes de guidage; et la figure 7 représente un organe de guidage régla- ble. Pour que le diamètre d'une pièce tournant excentri- quement, en l'occurrence selon la figure 1 un maneton 1 d'un vilebrequin 2, tournant autour de l'axe de rotation M avec une excentricité e, puisse être mesuré au cours de la rectification il faut que les palpeurs 3 de la tcte de me- sure 4 soient maintenus constamment en position de mesureo A cette fin une tête de mesure 4 du commerce (par exemple de la firme Marposs ou Movomatik) est munie d'un organe de guidage 6 relié de manière fixe à la tête de mesure et prenant appui contre la périphérie du maneton 1. Afin que l'organe de guidage 6 puisse, conjointement avec la tete de mesure 4 et les palpeurs 3 munis d'une arete 5, suivre le mouvement excentrique du maneton 1D cet organe est monté de manière à pouvoir coulisser sensiblement radi- alement par rapport au maneton 1 et basculero Dans ce but l'organe de guidage 6 est relié par l'intermédiaire d'une tige de piston 7 au piston 9 guidé dans un cylindre 8, lequel piston est sollicité par un ressort de compression 11 soumis à une tension initiale et pousse ainsi, en suivant le mouvement cyclique du maneton 1 tournant excen- triquement, l'organe de guidage 6 constamment contre ce maneton. Le basculement de l'organe de guidage 6, devant s'effectuer simultanément, est obtenu du fait que le cylindre 8 est monté, de manière à pouvoir basculer autour de l'axe de rotation 16, dans l'extrémité 12 en forme de fourche d'un organe de retenue 14 fixé & la table 13 d'une rectifieuse. A cet égard le centre de rotation de l'ensem- ble basculant est disposé de telle manière que le cylindre 8 serve de contrepoids & la tête de mesure 4 et à l'organe de guidage 6 lors du basculement, afin de rendre le dispo- sitif de mesure autant que possible exempt d'inertie. Pour faire reculer la tête de mesure 4 et l'organe de guidage 6, ce qui est absolument indispensable par exem- ple pour le changement de pièce, un fluide sous pression, par exemple de l'air ou de l'huile, peut être amené à agir sur le piston 9 à l'encontre de la force du ressort de compression 11. Pour cela le cylindre 8 présente une tubulure 17 pour l'amenée et l'évacuation commandées du fluide sous pression. Par l'intermédiaire d'un organe d'arrêt, par exem- ple une cheville d'indexage 18, un verrou ou analogue, la tête de mesure 4 et l'organe de guidage 6 sont maintenus ensemble dans le plan horizontal ou sous un angle bien déterminé par rapport à ce dernier afin de permettre à l'organe de guidage, lors d'un changement de pièce, de prendre de nouveau appui à coup sûr contre la nouvelle pièce non encore rectifiée qui se trouve également placée dans une position angulaire prédéterminée par rapport à l'axe de rotation M. Au cours de la rectification du maneton 1 tournant excentriquement les palpeurs 3 se trouvent donc, dans le dispositif selon l'invention, continuellement en position de mesure au niveau du maneton 1 de sorte que la tête de mesure 4 détermine en continu la position des palpeurs 3 et, dès que la dimension finale est atteinte, délivre un signal correspondant au mécanisme de commande 19 de la machine, de sorte que la meule 21 se retire du maneton 1 dont la rectification est terminée. Le mécanisme de comman- de 19 de la machine n'est représenté que schématiquement sur la figure 1. Il peut s'agir par exemple d'un mécanisme de commande du type S3G de la firme Siemens. Alors que le dispositif représenté sur la figure 1 est monté fixe sur la table de machine 13, ce qui n'est possible qu'en cas d'usinage d'un seul maneton 1 ou lors- qu'il est prévu pour chaque maneton 1 une tête de mesure correspondante 4, munie d'un ou plusieurs palpeurs 3 et d'un organe de guidage 6, la figure 2 montre une variante selon laquelle le dispositif de mesure est fixé à l'infra- structure 22 de la machine, de sorte que, après avoir été retiré et écarté par basculement, il peut laisser passer des appareils, par exemple des lunettes 23, utilisés sur la table. Le dispositif de mesure est en outre disposé exacte- ment en regard de la zone d'usinageu permettant ainsi & différentes pièces à usiner les unes après les autres et tournant excentriquement, en l'occurrence des manetons 1 du vilebrequin 2, d'être mesurées. La figure 3 montre le montage du dispositif de me- sure selon l'invention sur un chariot 24 susceptible de coulisser latéralement et qui est déplaçable par rapport & la table de machine 13, permettant ainsi de desservir plu- sieurs lieux de mesure A, B d'un vilebrequin 2 serré entre la poupée porte-pièce 26 et la contre-poupée 27 d'une rectifieuse. Pour le déplacement du chariot est prévu un mécanisme d'entraTnement 28 qui n'est indiqué que schéma- tiquement sur la figure. Il peut s'agir par exemple d'un mécanisme de commande hydraulique, pneumatique ou & moteur électrique. Le côté de l'organe de guidage prenant appui sur la périphérie de la pièce, en l'occurrence la périphérie du maneton 1 du vilebrequin 2, peut être réalisé de diverses manières0 Selon les figures 1 et' 4 ce côté présente la forme d'un prisme 29, alors que sur la figure 5 il se présente sous la forme d'une cuvette 31 et que selon la figure 6 il est muni de deux galets 32. L'organe de guidage 6 peut également être réalisé de façon & être réglable pour des pièces de diamètres variéso Ainsi il est représenté sur la figure 7 un organe de guidage 6 constitué de deux par- ties 6a et 6b qui sont susceptibles de coulisser l'une par rapport à l'autre de façon à former des prismes 29 qui, destinés & prendre appui sur la périphérie de la pièce, présentent des dimensions variées de manière à pouvoir s'a- dapter au diamètre de chaque pièce. Afin de pouvoir coulis- ser l'une par rapport à l'autre, les deux parties 6a et 6b présentent chacune deux trous oblongs 33a, 33b s'étendant transversalement à li-axe longitudinal de l'organe de guida- ge 6, chaque paire de trous oblongs 33a, 33b présentant un organe de blocage 34 de sorte que le réglage choisi peut être rendu fixe au moyen de ces organes de blocage. L'organe de guidage réglable 6 est en outre muni d'une échelle graduée 36 pour le réglage suivant le diamètre de la pièce. Le dispositif selon l'invention peut être utilisé, non seulement pour la rectification de vilebrequins, décri- te ci-dessus, mais également en cas de rectification d'au- tres pièces tournant excentriquement ainsi que dans le cas d'autres opérations d'usinage de pièces excentriques, par exemple par fraisage. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour une machine-outil, en par- ticulier une rectifieuse, et destiné à mesurer, au cours de leur usinage, le diamètre de pièces tournant excentrique- ment, par exemple pour mesurer le maneton d'un vilebrequin lors de la rectification, le dispositif comprenant au moins un palpeur de mesure explorant le diamètre à mesurer et une tête de mesure déterminant la position du palpeur et déli- vrant des signaux de mesure correspondants, caractérisé en ce que la tête de mesure (4) est munie d'un organe de gui- dage (6) destiné à être amené au contact de la périphérie de la pièce et qui est monté de manière à pouvoir, conjoin- tement avec la tête de mesure (4), coulisser sensiblement radialement par rapport à la pièce (1) et basculer et en ce qu'il est prévu un dispositif d'appui permettant & l'organe de guidage (6) d'être appuyé contre la périphérie de la pièce. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractéri- s5 en ce que l'organe de guidage (6)D afin de pouvoir cou- lisser, est relie par l'intermédiaire d'une tige de piston (7) à un piston (9) guidé dans un cylindre (8) et en ce que, pour permettre & l'organe de guidage de basculer, le cylindre (8) est monte basculant. 3 - Dispositif selon la revendication 1 ou 2, ca- ractérisé en ce que le dispositif d'appui pour l'organe de guidage (6) est constitué par un ressort de compression (11) disposé dans le cylindre (8) et soumis à une tension initiale. 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que pour permettre a l'organe de guidage (6) et à la tête de mesure (4) d'être retirés ensemble de la pièce (1) un fluide sous pression peut être amené à exercer sur le piston (9), guidé dans le cylindre (8), une action s'opposant & celle du ressort de compression (11)o 256-U 58 1 0 - Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que le côté de l'organe de guidage (6) prenant appui sur la périphérie de la pièce est réalisé sous la forme d'un prisme (29). 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 4, caractérisé en ce que le côté de l'organe de guidage (6) prenant appui sur la périphérie de la pièce est réalisé sous la forme d'une cuvette (31). 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 4, caractérisé en ce que le côté de l'organe de guidage (6) prenant appui sur la périphérie de la pièce est muni de deux ou plusieurs galets (32). 8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations précécentes, caractérisé en ce que l'organe de gui- dage (6) est réalisé de façon à être réglable en fonction de pièces de diamètres variés. 9 - Dispositif selon la revendication 8, caractéri- sé en ce que l'organe de guidage (6) est constitué de deux parties (6a, 6b) susceptibles de coulisser l'une par rapport à l'autre et qui forment entre elles des prismes (29) de dimensions différentes afin de prendre appui sur des pièces de diamètres variés. - Dispositif selon la revendication 9, ca- ractérisé en ce que les deux parties (6a, 6b), susceptibles de coulisser, de l'organe de guidage (6) présentent des paires de trous oblongs (33a, 33b) ainsi que des organes de blocage (34) permettant au réglage choisi d'être rendu fixe. 11 - Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 9 oulO, caractérisé en ce que les parties (6a, 6b) susceptibles de coulisser sont munies d'une échelle graduée (36) pour régler le diamètre de la pièce. 12 - Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu un organe de retenue (14, 14a) sur lequel, d'une part, le 1 1 cylindre (8) est monté basculant et qui, d'autre part, est fixé à la machine, 13 - D i s p o s i t i f -s e 1 o n 1 a reven- d i c a t i o n 12, caractérisé en ce que le centre de rotation du cylindre (8) dans l'organe de retenue (14e 14a) est disposé de telle manière que le cylindre (8) forme un contrepoids pour la tête de mesure (4) et l'organe de guidage (6) de celle-ci. 14 - Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu un organe d'arrêt qui permet & la tête de mesure (4) et & l'organe de guidage (6) d'être maintenus, lors d'un changement de pièce, dans une position bien déterminéeo - Dispositif selon la revendication 14, caracté- risé en ce qu'il est prévu en tant qu'organe d'arrêt une cheville d'indexage (18). 16 - Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 12 à 15, caractérisé en ce qu'il est monté fixe sur la table de machine (13) au moyen de l'organe de retenue (14). 17 - Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 12 à 15, caractérisé en ce qu'il est monté fixe sur l'infrastructure de la machine au moyen de l'organe de retenue (14a) o 18 Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 15, caractérisé en ce qu'il est monté sur un chariot (24) susceptible de coulisser par rapport à la table de machine (13).