Brevet FR2648738A2 — publié le 19901228

FR 2648738 A2 19901228 FR 8908580 A 19890622 Outillage pour usinage de précision, par exemple pour la rectification de sièges de soupape La présente invention concerne un outillage pour usinage de préci- sion selon le brevet principal, notamment pour la rectification de sièges de soupape de moteurs thermiques. Conformément au brevet principal, on a décrit un outillage com- portant de manière générale - un boîtier - un moyen de solidarisation du boîtier par rapport à la pièce à usiner, c'est à dire la culasse du moteur thermique - un fourreau pourvu d'une noix sphérique d'orientation, laquelle est montée à l'intérieur du boîtier; le fourreau présente un perçage trans- versal dont l'axe passe par le centre de la noix sphérique - deux sièges de sphéricité concave complémentaire àa la noix sphérique, disposés à l'intérieur du boîtier, de part et d'autre de ladite noix - une broche montée librement en rotation et en translation dans le perçage transversal du boîtier; ce dernier comprend de part et d'autre de la noix sphérique respectivement deux ouvertures permettant chacune le passage et le débattement de la broche - une tige pilote coaxiale àa l'axe de la broche, prolongeant cette dernière à une extrémité, destinée à pénétrer de manière ajustée dans un trou de référence. c'est àa dire le guide d'une tige de soupape - un moyen de blocage du fourreau en orientation - un outil d'usinage en rotation, monté à l'extrémité de la broche du côté de la tige pilote, éventuellement par l'intermédiaire d'un dispositif porte-outil un moyen de réglage en hauteur de la broche avec tige pilote, dit de "prise de passe", par rapport au fourreau; ce moyen est monte sur ledit fourreau, à l'extérieur du boîtier, à l'opposé de l'outil d'usinage - un moyen d'entraînement en rotation, mécanique ou manuel, à l'extérieur du boîtier et à l'opposé de l'outil d'usinage. Et en combinaison, de manière caractéristique à l'invention a) la broche et la tige pilote sont construites de manière monobloc selon un seul et même arbre d'usinage interchangeable, comportant selon sa hauteur une première partie ou moyeu formant broche, ayant un diamètre nominal, et une deuxième partie de diamètre plus faible, formant tige pilote b) la ou les pièces dudit outillage, situées à l'extérieur du bottier et du côté opposé à l'outil d'usinage, par exemple le moyen de réglage en hauteur de l'arbre d'usinage, déterminent ensemble un trou d'extraction dudit arbre d'usinage, aligné selon l'axe du perçage transversal du fourreau, et de diamètre au moins égal au diamètre nominal c) le moyen de réglage en hauteur de l'arbre d'usinage comporte, d'une part un manchon d'accouplement en rotation avec le moyeu de l'arbre d'usinage, mobile en translation par rapport au fourreau, et d'autre part un moyeu réversible de blocage en rotation du manchon par rapport au moyen, tel qu'une vis, accessible a une manipulation par l'extérieur de l'utilisateur. Par ailleurs, toujours selon le brevet principal, il a été décrit, par référence à sa figure 1, une pièce adpatatrice (9) montée et calée en rotation àa l'extrémité du moyeu ou broche (6a) de l'arbre d'usinage (6). du côté de la tige pilote (6b), et supportant un dispositif (10) porteoutil ainsi que l'outil (S) proprement dit. Ce dispositif est compatible et permet l'extraction du seul arbre d'usinage (6) prévu interchangeable, pilote (6b) et/ou l'outil d'usinage (8), par rapport a la pièce a usiner. Grâce àa l'invention selon le brevet principal, la liberté en transla- tion selon la hauteur de l'arbre d'usinage (6) permet, non seulement son extraction complète de l'outillage, rais aussi son ajustement en hauteur par rapport àa la pièce àa usiner. Il suffit pour cela de débloquer la vis (19) pour libérer l'arbre (6) par rapport au manchon d'accouplement (17), et de libérer la calage en rotation de la pièce adaptatrice (9), par rapport à la broche (6a). La totalité de l'arbre (6) d'usinage peut alors coulisser librement par rapport au reste de l'outillage, et être disposé par l'utilisateur à une hauteur compatible avec la position du guide (lb), en ce qui concerne le pilote (6b) d'une part, et avec la position du siège (la) à rectifier, en ce qui concerne l'outil (8). Par ailleurs, la possibilité de coulissement relatif entre la piece adaptatrice (9) et la broche (6a) permet un ajustement indépendant ou complémentaire de l'outil d'usinage (8), par rapport au siège (la). Ces ajustements par le trou (17b, 20a) d'extraction des différentes pièces situées à l'extérieur du bottier (2). Un tel outillage s'avère particulièrement simple d'emploi ou mani- pulation, notamment grâce à la possibilité d'extraction et à l'interchangea- bilité de l'arbre d'usinage, et donc de la tige pilote, tout en laissant l'outil- lage en place et fixé par exemple sur le plan du joint de culasse du moteur thermique ou de la culasse. Par ailleurs, cet outillage apporte une grande souplesse quant au réglage ou positionnement en hauteur de la tige pilote par rapport au guide de la tige de soupape, et/ou au reglage ou positionnement en hauteur de l'outil d'usinage par rapport au siège de soupape. Le moyen de règlage (I 1) en hauteur, dit de "prise de passe", permet essentiellement la descente progressive de l'outil d'usinage, au fur et à mesure de l'opération de rectification. Et sa course en hauteur peut être totalement insuffisante pour positionner en hauteur, avant ou pendant l'usinage, la tige étant faite préalablement à l'opération d'usinage proprement dite, alors l'arbre d'usinage peut être à nouveau solidarisé en rotation. avec le manchon d'accouplement (I l), et avec la pièce adapta- trice (9). Ces différents ajustements sont en outre facilités par le fait que l'arbre d'usinage (6). comprenant de maniere monobloc la tige pilote (6b) et la broche (6a). est accessible à l'utilisateur, d'une part par le haut. et d'autre part au travers du moyen de solidarisation (63) ou piètement de l'outillage. La présente invention a pour objet une variante d'exécution de la pièce adaptatrice (9). facilitant la fonction selon le brevet principal, a savoir la solidarisation puis désolidarisation en rotation de ladite pièce, tout en n'affectant pas la rigidité intrinsèque de cette pièce, necessaire à un usinage de precision. Selon la présente invention, la pièce adaptatrice comporte deux trous filetés débouchants. disposés radialement par rapport à l'axe de l'arbre d'usinage, faisant entre eux un angle de 180 , décalés en hauteur l'un par rapport à l'autre et équipés chacun d'une vis de blocage en rotation. Cette disposition permet d'équilibrer les efforts d'usinage, tout en autorisant une fixation réversible de la pièce adaptatrice par rapport à la broche. La présente invention est maintenant décrite par référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 représente une vue de face d'un outillage conforme à l'invention, avec arrachements partiels selon un plan passant par l'axe de la broche - la figure 2 représente une vue en coupe de la partie haute de l'outillage, montrant un ajustement en position basse extrême de l'arbre d'usinage, et donc de la broche. Conformément à la figure 1, on a représenté sous la référence numérique 1 une culasse de moteur thermique comportant un siège (la) de soupape à former ou rectifier, de manière coaxiale à un guide (lb) de tige de soupape. Un outillage selon l'invention comporte les éléments principaux suivants: - un boîtier (2) - un moyen de solidarisation (63) ou support du boîtier (2) par rapport à la culasse (1) à usiner - un fourreau (3) pourvu d'une noix sphérique (3a) d'orientation, montée à l'intérieur du boîtier (2), ce fourreau présentant un perçage transversal (3b) dont l'axe passe par le centre de la noix (3a) - deux sièges (4) et (5) de sphéricité concave complémentaire à la noix sphérique (3a), disposés à l'intérieur du boîtier, de part et d'autre de la noix - un arbre d'usinage (6) monobloc, comportant selon sa hauteur une première partie (6a). ou moyeu formant broche, ayant un diamètre nominal prédéterminé, et une deuxième partie (6b) de diamètre plus faible formant tige pilote - un moyen (7) de blocage du fourreau (3), en orientation et en position comme décrit ci- après - un outil (8) d'usinage en rotation, monté à l'extrémité de la broche (6a) du côté de la tige pilote (6b), par l'intermédiaire, d'une part d'une pièce adaptatrice (9) calée en rotation sur le moyeu ou broche (6a), et d'autre part d'un dispositif (10) porte-outil monté verticalement sur la pièce adaptatrice (9) - un moyen (11) de réglage en hauteur de l'arbre d'usinage (6), et par conséquent de la broche (6a), par rapport au fourreau (3); ce moyen (11) est monté sur le fourreau (3), à l'extérieur du boîtier (2), à l'opposé de l'outil d'usinage (8) - un moyen (12) d'entrainement en rotation de l'arbre (6) d'usinage, toujours à l'extérieur du boîtier (2), au dessus du moyen (11) de réglage en hauteur, et à l'opposé de l'outil d'usinage (8) Le boîtier (2), de forme cylindrique dont l'axe passe par le centre de la noix sphérique (3a), comporte deux parties montées l'une sur l'autre, à savoir un pot (13) comportant un filetage extérieur (13a), et un couvercle (14) sous forme d'écrou vissable de manière réglable sur le pot (13). De part et d'autre de la noix sphérique (3a), le boîtier comporte deux ouvertu- res respectivement, a savoir (14a) dans le couvercle (14), et (13a) dans le pot (13); chacune de ces ouvertures permet le passage de la broche (6a) , avec débattement angulaire comme décrit ci-après. Les deux sièges (4 et 5), en dehors de leur surface sphérique concave au contact de la noix (3a) , présentent chacun la forme d'une plaquette cylindrique. Le siège inférieur (5) est mobile dans un plan de référence, sur la surface interne (13b), plane. située à l'intérieur du pot (13), et donc du boîtier (2). Le siège supérieur (4) repose librement sur la noix sphérique (3a). Le couvercle ou ecrou comporte par ailleurs une portée annulaire (14b), située à l'inté- rieur du boîtier (2). prenant appui lors du * issage contre le siège supérieur (4), par l'intermédiaire d'une butée à aiguille (15). Le moyen de réglage en hauteur (11), ou "prise de passe", de l'arbre d'usinage (6) comporte. d'une part un ecrou réglable (16), vissé sur un manchon (3c) fileté appartenant au fourreau (3), et d'autre part un manchon (17) d'accouplement en rotation avec le moyeu (6a) de l'arbre d'usinage, monté libre en rotation sur l'écrou (16). Cette liberté en rotation est obtenue par l'intermédiaire d'une nervure radiale (17a) appartenant au manchon d'accouplement (17), et de deux bagues de frottement (18) de part et d'autre de la nervure (17a), dans un logement prévu à cet effet dans l'écrou (16). La nervure radiale (17a) comporte un taraudage pour le passage d'une vis (19) de blocage en rotation du manchon d'accouplement (17) par rapport au moyeu (6a). L'écrou (16) comporte un perçage radial (16a), accédant au logement contenant la nervure (17a) du manchon d'accou- plement (17)); par rotation de l'écrou (16) par rapport à la nervure (17a) , il est possible d'amener en coïncidence le perçage (16a) avec la tête de la vis (19), et par conséquent de bloquer ou débloquer cette dernière de maniere réversible, pour libérer ou bloquer le moyeu (6a) par rapport au manchon (17). Le moyen (12) d'entrainement en rotation consiste en une manivelle dont la tête (20) est montée à demeure, et bloquee en rotation sur le manchon d'accouplement (17) grâce à un méplat non représenté. La tête (20) comporte un perçage transversal (20a), permettant l'extraction de l'arbre d'usinage (6), comme décrit ci-après. Comme le montre la figure 1, les pièces de l'outillage situées à l'extérieur du boîtier (2), et du côté opposé à l'outil d'usinage (8). à savoir le manchon d'accouplement (17) appartenant au moyen (11) de réglage en hauteur de l'arbre d'usinage (6), et la tête de manivelle (20), déterminent ensemble un trou d'extraction de l'arbre (6), constitué par l'alignement du perçage (17b) du manchon (17) et du perçage (20a) de la tête (20), ceci selon l'axe du perçage transversal (3b) du fourreau (3); le diamètre de ces différents perçages étant au moins égal à celui du moyeu (6a), en dehors du fourreau (3). Quant au moyen de solidarisation (63) du boîtier (2), il consiste en un support démontable par rapport à ce dernier. Ce support comprend, d'un côté un piètement (63a) avec des perçages (63b) pour des goujons d'assemblage sur la culasse (1) à usiner, et de l'autre côté une table (63c), pour la réception et la fixation du boîtier (2) par des vis (65). De cette maniere. il est possible d'utiliser le même outillage, et plus précisément les différentes pièces autre que le support (63). pour différentes culasses ou moteurs. en adaptant à chaque fois le support (63). Le fonctionnement d'un outillage selon l'invention se déduit de la description précédente, et peut être rappelé brièvement selon les phases opératoires suivantes: - par dévissage du couvercle (14), on désserre les sièges (4, 5) l'un par rapport à l'autre, et on libère l'ensemble constitué par la noix sphérique (3a) au contact des deux sièges (4, 5), par rapport à la surface de glissement (13b) - par rotation de la bague (22) dans le sens inverse à celui des aiguilles d'une montre, on centre le siège (5), et par conséquent la noix (3a) et le siège supérieur (4) reposant sur cette dernière; par rotation de la bague dans l'autre sens, on libère le siège (5) centré - l'outillage étant été fixé sur la culasse (1) par le support (63), on positionne la tige pilote (6b) dans le guide (lb), ce qui détermine l'orientation de la noix (3a). et sa position par rapport au plan de glisse- ment (13b) - en vissant le couvercle (14), la butée (14b) vient à la fois serrer les deux sièges (4 et 5) contre la noix (3a). et contre la surface interne (13b) - à partir de la position bloquée ainsi obtenue, par réglage de l'écrou (16) on amène l'outil d'usinage (8) au contact de la surface (la) à rectifier - par rotation de la manivelle, il est alors possible d'usiner le siège (la). Conformément à l'invention, la pièce adaptatrice (9) à la forme d'un étrier comportant deux ailes (9c, 9d), ou plaques annulaires, disposées perpendiculairement par rapport à l'arbre d'usinage (6), et reliées entre elles par une âme (9e) ou partie rigide. Ces deux ailes comportent deux trous filetés centraux débouchants (9a. 9b), respectivement disposés radialement par rapport à l'axe de l'arbre d'usinage (6), faisant entre eux un angle de 180 , décalés en hauteur l'un par rapport à l'autre. et équipés chacun d'une vis (80) de blocage en rotation. REVENDICATIONS 1) Outillage pour usinage de précision selon la revendication I du brevet principal, et selon lequel une pièce adaptatrice (9) est montée à l'extrémité du moyeu ou broche (6a) de l'arbre d'usinage (6), du côté de la tige pilote (6b), et supporte l'outil d'usinage en rotation, ladite pièce adaptatrice étant calée en rotation sur le moyeu, tout en permet- tant l'extraction du seul arbre ' usinage interchangeable, par le trou (17b, 20a) d'extraction des pièces situées à l'extérieur du boîtier (2), caractérisé en ce que la pièce adaptatrice (9) comporte deux trous filetés débouchants (9a, 9b), disposés radialement par rapport à l'axe de l'arbre d'usinage (6), faisant entre eux un angle de 180 . décalés en hauteur l'un par rapport à l'autre, et équipés chacun d'une vis (80) de blocage en rotation. 2) Outillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce adaptatrice (9) à la forme d'un étrier comportant deux ailes (9c. 9d), disposées perpendiculairement par rapport à l'arbre d'usinage (6). et reliées entre elles par une âme, les deux ailes comportant les deux trous filetés débouchants (9a. 9b) respectivement.