Brevet FR2653364A1 — publié le 19910426

La présente invention se rapporte à un dispositif destiné à surveiller la position angulaire d'une piècet mise en rotation et destinée à subir un usinage, par exemple durant une opération de rectification ou de fraisage. Il est possible de dégrossir ou de finir au profil désiré les lobes des cames d'un arbre à cames en les recti- fiant ou en les fraisant. Ainsi que le décrit la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n 07/377/067, déposée le juillet 1989, ce dégrossissage ou cette finition des cames peuvent être exécutées au moyen de bandes abrasives. Ces bandes sont guidées sur des trajectoires variables en fonction des contours à obtenir. Plus précisément, chaque bande est guidée par un sabotqui s'applique contre le dos de cette bande à son point de contact avec la périphérie de la came. Chaque sabot est monté à l'extrémité d'un organe de manoeuvre entraîné par une source d'énergie. Cette source est commandée par un ordinateur à commande numérique, de façon à faire avancer et reculer l'organe de manoeuvre, et donc la bande abrasive, par rapport à l'axe de l'arbre à cames. Pour rectifier les lobes des cames avec précision, il est souhaitable de suivre ou surveiller continuellement la position angulaire de cet arbre pendant qu'il tourne, de façon à pouvoir entrer cette information dans les ordina- teurs qui commandent les sources d'énergie, afin de les faire fonctionner correctement. Jusqu'à présent, la position angulaire d'une pièce à usiner a été surveillée par un mécanisme comportant un élément détecteur, destiné à venir en prise avec un doigt témoin de la pièce. Le diamètre des doigts témoins varie d'un arbre à cames à l'autre,et l'élément comporte donc habituellement un trou ou logement assez large pour rece- voir ces doigts. Cela présente l'ravantage de permettre à cet élément détenteur de s'adapter à des doigts témoins de divers diamètres, mais a l'inconvénient que ledit élé- ment ne peut suivre que de manière imprécise la rotation de la- piece, ce qui fait que les informations envoyées aux ordinateurs de commande peuvent être inexactes. La présente invention concerne un élément détecteur capable de suivre étroitement la rotation de la pièce à usiner, malgré les variations de grosseur des doigts témoins et capable, par conséquent, de transmettre à tout moment aux ordinateurs de commande l'orientation exacte de cette pièce, de manière constante, régulière et précise. Dans une forme de réalisation particulière qui va être décrite ci-dessous, l'élément détecteur comporte un patin de repérage et, vis-à-vis de celuici, un élément flexible destiné à appliquer le doigt témoin de la pièce contre ce patin. Plus précisément, l'élément flexible est ou comprend une lamelle élastique, dont une extrémité est fixée à l'élément détecteur et dont l'extrémité libre se trouve vis-à-vis du patin de repérage. - L'invention va maintenant être décrite de manière plus détaillée, à titre d'exemple nullement limitatif, en regard du dessin annexé sur lequel la figure 1 est une vue semi-schématique de dessin, avec arrachement partiel, d'un dispositif selon l'invention, la figure 2 représente en élévation un détail vu dans le sens de la ligne 2-2 de la figure 1; la figure 3 est une élévation latérale partielle représentant une extrémité d'une pièce à usiner telle qu'un arbre à cames, et un élément détecteur conformé de manière à recevoir un doigt témoin de cette pièce et à transmettre, par l'entremise d'un circuit répétiteur électronique, à un ordinateur à commande numérique, des renseignements concer- nant la position angulaire de ladite pièce à usiner; la figure 4 est une vue de face de l'élément détec- teur, dans le sens des flèches 4-4 de la figure 3; et la figure 5 est une vue de la face de cet élément détecteur dans le sens des flèches 5-5 de la figure 3. La figure 1 représente une machine à dégrossir ou finir les lobes des cames d'un arbre à cames. Bien que ce travail puisse être exécuté par une rectifieuse ou une fraiseuse, la machine-outil représentée est une recti- fieuse, désignée par le nombre de référence 10. Elle com- porte un ensemble 12 porte-pièce, composé d'un plateau 13 qui peut coulisser sur des glissières 14 d'un socle 15, et qu'un mécanisme d'entraînement réversible, non représenté, amène à la position désirée. La machine comporte aussi un groupe rectifieur 20, comprenant un chariot 21, qui est monté sur le socle 15 et qu'un mécanisme d'entraînement réversible, non représenté, peut déplacer perpendiculaire- ment aux glissières 14. On pourra trouver dans la demande de brevet précitée une description plus complète de la machine. Sommairement, on peut indiquer que l'ensemble 12 porte-pièces comporte une poupée 28 et une contre-poupée 30 pour porter la pièce W à usinerqui est dans ce cas un arbre à cames allongé, le long duquel sont formés, à des distances mutuelles bien déterminées, des cames excentri- ques ou lobes L de cames. La poupée 28 porte un mandrin 32 à mors 34 destinés à serrer l'extrémité cylindrique 36 de plus grand diamètre de l'arbre à cames W, ainsi qu'un mo- teur entraînant ce mandrin. La contre-poupée 30 a une pointe qui soutient dans sa rotation l'autre extrémité de l'arbre à cames. Le groupe rectificateur 20 comporte des bandes adhé- sives 38 en nombre égal à celui des cames de l'arbre. Ces bandes sont alignées avec les cames respectives et sont entraînées par une source d'énergie appropriée, non repré- sentée. Elles sont destinées à rectifier la périphérie des cames en passant par l'arbre. A leur point de contact avec la périphérie des cames, les bandes abrasives sont guidées sur des trajectoires variables en fonction du contour que doivent avoir les cames respectives. Ce guidage est effec- tué pour chaque came par un mécanisme 40 respectif de guidage. Chaque mécanisme 40 de guidage comporte un sabot 42, qui vient. en contact avec la bande du côté opposé à sa surface abrasive, et un organe 44 allongé de manoeuvre. Le sabot de chaque mécanisme 40 de guidage est monté à l'extrémité de cet organe 44, et ce sabot présente un nez convexe obtus et arrondi, qui vient s'appliquer contre la bande. Un moteur 46 fait avancer et reculer l'organe 44 au moyen d'une transmission du type vis 57 à billes. Les mo- teurs 46 sont montés sur un châssis 48, et chacun d'eux est commandé, indépendamment des autres, par un ordinateur à commande numérique, non représenté. Par conséquent, pendant que l'arbre à cames tourne, les mécanismes 40 de guidage déplacent indépendamment les bandes abrasives de façon à leur faire rectifier sur les cames des contours particuliers, sous la commande de leurs ordinateurs. La position angulaire de l'arbre à cames est impor- tante pour le fonctionnement de chaque mécanisme de guidage. L'information relative à la position angulaire de chaque came est fournie à l'ordinateur de commande de cette came par un mécanisme répétiteur, comportant un circuit répétiteur électronique 51 et un élément détecteur 52. L'élément détecteur 52 est destiné à être rendu solidaire de l'arbre à cames d'une manière qui sera décrite plus loin, de façon à surveiller la position angulaire de cet arbre. Cet élément 52 est monté dans la poupée 28 de manière à tourner sur son axe 53, lequel coïncide avec l'axe 54 de rotation de l'arbre à cames serré dans le man- drin 32. Plus précisément, l'élément détecteur 52 peut tourner librement dans un roulement 55 à l'intérieur de ce mandrin. L'élément 52 tourne donc indépendamment dudit mandrin, de façon à suivre exactement la position angulaire de l'arbre à cames, même si celui-ci glisse dans le mandrin. L'élément détecteur 52 présente, dans une paroi latérale, une encoche 56 qui va de cette paroi à la paroi opposée et est parallèle à son axe 53 de rotation, mais en est décalée latéralement. L'extrémité 36 de plus grand diamètre de l'arbre à cames comporte un doigt témoin 57, qui est, parallèle à l'axe de rotation de cet arbremais en est décalé latéralement de la même distance que l'encoche 56, si bien que ce doigt 57 peut pénétrer dans cette encoche 56. L'encoche 56 présente des surfaces 60 et 62 opposées, qui sont parallèles à l'axe 53 de l'élément détecteur et donc aussi parallèles l'une à l'autre. La surface 60 com- porte une partie saillante 64 et la surface 62 une partie saillante 66. Ces parties saillantes 64 et 66 sont opposées, parallèles et à une certaine distance l'une de l'autre, et elles sont situées à l'extrémité de l'élément 52 éloignée de l'arbre à cames. Un patin 68 de repérage est fixé rigidement à la surface 60 de l'encoche 56, à l'extrémité de l'élément 52 voisine de l'arbre à cames. Une lamelle 70 élastique est disposée dans cette encoche 56 parallèlement à l'axe de cet élément détecteur 52. Une vis 72 fixe une extrémité de cette lamelle 70 à la surface saillante 66. L'autre extré- mité de la lamelle se trouve du côté de l'élément détecteur qui est adjacent à l'arbres à cames et en face du patin 68 de repérage, et le bout 74 élargi de cette lamelle est tourné vers ce patin. Ce bout 74 est arrondi de façon que, lorsque le doigt témoin 57 est inséré longitudinalement dans l'encoche, il éloigne la lamelle 70 du patin 68. Cette lamelle constitue un élément flexible, qui peut appliquer élastiquement le doigt 57 contre le patin 68. Ce patin 68 et cette lamelle 70 constituent des détecteurs destinés à suivre constamment et exactement la rotation de l'arbre à cames, malgré les variations de grosseur des doigts- témoins. Un trou 78, qui est percé dans la paroi latérale de l'élément détecteur 52 et dont le diamètre est supérieur à celui de la tête de la vis 72, permet de poser cette vis et de la retirer. Un arbre,2 relie l'élément détecteur 52 au circuit électronique 51 répétiteur de position angulaire. Cet élé- ment 52 transmet la position angulaire de l'arbre W à cames à ce circuit 51, qui répète l'information aux ordinateurs de commande des moteurs 46 des organes de manoeuvre. En service, on fait tourner l'élément détecteur 52 à l'orientation voulue pour qu'il puisse recevoir le doigt- témoin 57 de l'arbre à cames, lorsque ce dernier est placé entre la poupée 28 et la contre-poupée 30 et est serré par les mors du mandrin 32. Ce doigt 57 s'insère par son extré- mité entre le patin 68 de repérage et la lamelle 70 flexible, en écartant cette dernière de ce patin 68 lors- qu'il vient en prise avec le bout 74. Cette lamelle 70 fléchit autant qu'il le faut pour laisser passer le doigt 57 et l'appliquer élastiquement contre le patin 68. Le vide ménagé entre l'extrémité 74 à rôle de serrage de la lamelle et le patin 68,lorsque cette lamelle est dans son état naturel de repos sans fléchissement,constitue un interstice minimal,qui est plus petit que le diamètre de l'un quelcon- que des doigts témoins fixés sur les arbres à cames que l'on aura normalement à usiner. La lamelle fléchit toujours jusqu'à un certain point et applique le doigt témoin 57 contre le patin, quel que soit le diamètre de ce doigt. Ce patin 68 et cette lamelle élastique 70 serrent donc le doigt 57 et fournissent une indication exacte de la posi- tion angulaire de l'arbre à cames, malgré les variations de grosseur des doigts. L'élément détecteur 52 détermine avec précision cette position angulaire de l'arbre et transmet cette information au circuit répétiteur 52,qui la renvoie aux ordinateurs de commande. Comme déjà mentionné, l'élément détecteur 52 est monté dans un roulement 55 de façon à pouvoir tourner librement et indépendamment du mandrin. Cet élément,qui est rendu solidaire de l'arbre à cames, surveille donc avec précision la position angulaire de cet arbre et ne transmet pas de signal erroné, même si l'arbre glisse dans le mandrin. Il va de, soi qu'il est possible, sans s'écarter du domaine de l'invention, d'apporter des modifications au dispositif de surveillance de la position angulaire d'une pièce en rotation, représenté et décrit. REVENDICATIONS 1. Dispositif de surveillance de la position angu- laire d'une pièce à usiner telle qu'un arbre à cames, mon- tée et tournant dans une machine-outil, ce dispositif com- prenant un élément détecteur rotatif, qui peut être mis en prise avec un doigt témoin, disposé excentré sur la pièce à usiner et étant caractérisé en ce que l'élément détecteur (52) comporte des organes conçus de manière à recevoir le doigt (57) témoin de la pièce (W) à usiner, quelle que soit la grosseur de ce doigt, de façon à suivre constamment et précisément la rotation de cette pièce à usiner, ces or- ganes récepteurs étant un patin (68) de repérage et un organe (70) flexible, disposé à une certaine distance vis- à-vis de ce patin, qui sont destinés à recevoir le doigt (57) entre eux, l'élément (70) flexible appliquant élasti- quement ce doigt (57) contre le patin (68). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément détecteur (52) comporte une encoche (56) présentant des surfaces latérales (60, 62) opposées, le patin (68) de repérage étant fixé à l'une (60) de ces surfaces et l'élément (70) flexible étant fixé sur l'autre surface (62, 66). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément détecteur (52) est monté de façon à tourner sur l'axe (54) de rotation de la pièce (W) et pré- sente, dans une face latérale, une encoche (56) présentant des surfaces opposées (60, 62), le patin (68) de repérage étant monté sur l'une (60) de ces surfaces et l'élément flexible (70) sur l'autre surface (62, 66). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que l'élément flexible est une lamelle élastique (70), dont une extrémité est fixée à l'élément détecteur (52). et dont l'extrémité libre peut fléchir librement et est opposée au patin (68) de repérage. 5. Dispositif de surveillance de la position angu- laire d'une pièce à usiner telle qu'un arbre à cames, cette pièce étant montée et tournant dans une machine-outil, ce dispositif comprenant un élément détecteur rotatif qui peut être mis en prise avec un doigt témoin disposé excentré sur la pièce à usiner et étant caractérisé en ce que l'élément détecteur (52) comporte des organes destinés à recevoir le doigt (57) témoin de la pièce (W) à usiner, malgré les variations de grosseur des doigts (57), de façon à suivre exactement et précisément la rotation de la pièce, ces organes récepteurs étant un premier organe capteur (68) monté sur l' élément détecteur (52) et un second organe capteur (70) monté sur cet élément et disposé vis-à-vis du premier organe, lesdits organes (68, 70) étant destinés à recevoir entre eux le doigt témoin (57) de la pièce et le second organe capteur (70) étant flexible et pouvant agir pour appliquer élastiquement le doigt témoin (57) contre le premier organe capteur (68). 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des éléments destinés à faire tourner la pièce (W) et incluant un mandrin (32) destiné à serrer cette pièce (W) et un roulement (55) qui monte l'élément détecteur (52) dans ce mandrin en lui permettant d'y tourner librement de façon que cet élément détecteur (52) surveille et indique avec précision la position angulaire de la pièce (W), même si cette pièce glisse dans le mandrin.