Brevet FR2649347A1 — publié le 19910111

i La présente invention concerne de façon générale un appareil de rectification, et plus précisément une machine de rectification des cames d'un arbre à cames à l'aide de courroies abrasives. La rectification des lobes des cames d'un arbre à cames est habituellement réalisée par des meules. Selon l'invention, la rectification de ces cames est réalisée.par des courroies abrasives. Une telle machine a une souplesse de rectification des cames, à une configuration presque quelconque voulue, beaucoup plus grande que celle des machines connues. Les courroies sont guidées le long d'un trajet variable en fonction du profil de la came voulue. Plus précisément, chaque courroie est guidée par un patin qui est au contact du dos de la courroie au point de contact avec la périphérie d'une came. Chaque patin est monté à l'extrémité d'un organe allongé de manoeuvre qui est déplacé longitudinalement par un ensemble moteur. Cet ensemble moteur est commandé par commande numérique afin que l'organe de manoeuvre se déplace suivant son axe longi- tudinal et provoque un déplacement de la courroie abrasive vers l'axe de l'arbre à cames et à distance de celui-ci sous l'action du patin. Dans le mode de réalisation particulier décrit dans la suite, les organes de manoeuvre sont guidés dans leur déplacement -longitudinal par des ensembles flexibles qui repoussent les organes de manoeuvre du côté opposé à l'axe de l'arbre. Dans le mode de réalisation particulier considéré, l'appareil est destiné à rectifier, à des profils prédéter- minés, plusieurs cames excentriques formées sur un arbre à cames allongé et placées à certaines distances les unes des autres en direction axiale. Les courroies séparées sont destinées à rectifier chacune une came, et les patins qui guident les courroies dans leur trajet, à leur point de contact avec la périphérie des cames, sont commandés numé- riquement, indépendamment les uns des autres. De préfé- rence, les patins, les organes de manoeuvre et les ensembles moteurs destinés à déplacer longitudinalement les organes de manoeuvre sont placés dans des plans différents permettant un regroupement relativement serré, sans pertur- bation mutuelle. L'invention concerne donc une machine très souple et efficace de rectification de cames, ayant les propriétés indiquées précédemment et constitue un perfectionnement des machines connues dont les exemples sont décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n 1 660 291, 1 813 503, 1 843 301, 2 098 438, 2 195 054, 2 553 831, 3 760 537, 4 091 573, 4 175 358, 4 292 767, 4 382 727, 4 607 461 et 4 833 834 et dans le brevet britannique n 2 073 069. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en élévation latérale, avec des parties en coupe, d'un appareil selon l'invention; la figure 2 est une vue en plan, avec des parties arrachées et après enlèvement des distributeurs de fluide de refroidissement, de l'appareil représenté sur la figure 1; la figure 3 est une élévation en coupe partielle suivant la ligne 3-3 de la figure 1; la figure 4 est une vue partielle en élévation frontale de la machine, les ensembles flexibles de guidage ayant été retirés pour simplifier la représentation; la figure 5 est une vue en élévation suivant les flèches 5 de la figure 1; la figure 6 est une coupe suivant la ligne 6-6 de la figure 5; la figure 7 est une coupe suivant la ligne 7-7 de la figure 6; et la figure 8 est une vue agrandie représentant le contact d'un patin et d'une courroie abrasive, au point de contact de celle-ci avec une came. On-se réfère maintenant plus précisément aux dessins et en particulier aux figures 1 et 2; la référence 10 désigne une machine ou un appareil à rectifier ayant' un ensemble 12 de support de pièce qui comporte une table 13 montée afin qu'elle puisse coulisser sur des glissières 14 formées sur une base 15 de support et mobile vers une position de réglage le long des glissières sous l'action d'un organe 16 d'entrainement à vis à billes entraîné par un moteur réversible 18. La machine a aussi un ensemble 20 de rectification qui comporte une table 21 montée afin qu'elle puisse coulisser sur un prolongement latéral de la base 15 et se déplace le long de glissières 22 qui sont perpendiculaires aux glissières 14. L'ensemble de rectifi- cation est mobile en translation par rapport à l'ensemble 12 de support de pièce sous la commande d'un organe 24 d'entraînement à vis à billes entrainé par un- moteur réversible 26. L'ensemble 12 de support de pièce a une poupée 28 et une contre-poupée 30, placées aux extrémités opposées de la table 13, ayant des centres alignés 32 et 34 de support de pièce, placés en regard. Les centres coopèrent avec une pièce allongée W et la supportent, la pièce étant dans ce cas un arbre à cames comprenant de nombreux lobes de cames ou cames excentriques L, formés à distance sur la longueur de l'arbre. Comme l'indiquent les figures 1 et 2, l'ensemble 20 de rectification a des châssis latéraux 38 et 40 qui dépassent au-dessus de la table 21. Des arbres 42 et 44 sont fixés aux châssis latéraux, à leurs extrémités. Des arbres 46 et 48 sont raccordés aux châssis latéraux, à leurs extrémités, afin qu'ils puissent tourner. Les arbres 42 à 48 sont disposés parallèlement à l'arbre à cames. Des poulies 50 sont montées sur tous les arbres, à des dis- tances de séparation correspondant à l'espacement des cames. Les poulies des deux arbres 42 et 44 sont supportées par les arbres afin qu'elles puissent tourner et sont maintenues en position d'alignement sur les cames par des colliers 52 fixés aux arbres par des vis 54. Les poulies des deux autres arbres 46 et 48 sont fixées aux arbres en position de réglage alignés sur les cames par des vis 56. Les poulies 50 des quatre arbres sont alignées sur l'une des cames et d'autres poulies 50 des quatre arbres sont alignées sur chacune des autres cames. Des courroies abra- sives 58 passent sur les poulies alignées. Les arbres 46 et 48 sont entraînés par des courroies , à partir du moteur 62, ces courroies passant sur des poulies 64 et 66 qui sont fixées à ces arbres. Les cour- roies abrasives 58 ont des surfaces abrasives 68 destinées à rectifier la périphérie des cames lorsque les surfaces passent en face de l'arbre à cames. Les courroies abrasives 58 sont guidées, à leur point de contact avec la périphérie d'une came, suivant un trajet variant avec le profil voulu. Le guidage est réalisé par un mécanisme 70 de guidage associé à chaque came. Chaque mécanisme de guidage comporte un patin 72 qui est au contact de la surface 74 du dos de la courroie, opposé à la surface de rectification, un organe allongé de manoeuvre 76 et un moteur 78. Le patin 72 de chaque mécanisme de guidage a un nez convexe arrondi et lion aigu 80 qui est au contact de la surface du dos d'une courroie 58 (figure 8). Chaque organe de manoeuvre 76 a trois tronçons 82, 84 et 86 qui sont fixés bout à bout (figure 1). Un patin 72 est fixé à l'extrémité externe du tronçon externe 82 par tout disposi- tif convenable, non représenté. Le tronçon externe 82 est fixé au tronçon intermédiaire 84 par un organe 86 de fixa- tion. Le tronçon intermédiaire 84 est fixé au tronçon interne 86 par un organe analogue de fixation, non repré- senté. Le moteur 78 déplace l'organe 76 de manoeuvre longi- tudinalement, en sens opposés à l'aide d'un organe 88 d'entraînement à vis à billes sous la commande d'un organe de commande numérique, non représenté. Chaque moteur 78 est commandé numériquement indépendamment des autres moteurs. Comme l'indique la figure 1, les organes de manoeuvre 76 sont placés dans trois plans différents, avec trois angles différents. Tous les plans recoupent l'axe de l'arbre à cames. Les organes adjacents de manoeuvre sont placés dans des plans différents. Le but de cette disposi- tion est de permettre un regroupement des organes de manoeuvre sans qu'ils ne se génent. Les moteurs 78 sont raccordés aux organes 76 de manoeuvre par passage dans des ouvertures horizontales allongées 81 formées dans un châssis fixe 83 placé sur l'ensemble de rectification 20 (figures I et 3). Les moteurs ont des pattes 85 en T qui peuvent coulisser dans des fentes horizontales 87 du chassis fixe 83, et sont fixées en position réglée par des vis 89 disposées dans des gorges horizontales 91. Les organes de manoeuvre sont guidés, pendant leur déplacement longitudinal, par des ensembles flexibles 90 de guidage (figure 1). Deux ensembles flexibles de guidage sont associés à chaque organe de manoeuvre, et sont au contact de l'organe de manoeuvre en déterminant son dépla- cement à des emplacements distants longitudinalement. Chaque ensemble flexible a un ressort à lames allongé 92. Le ressort à lames d'un ensemble flexible destiné à chaque organe de manoeuvre est serré à son emplacement médian entre les tronçons externe et interne de l'organe de manoeuvre. Le ressort à lames de l'autre ensemble flexible du même organe de manoeuvre est serré en son point médian entre les tronçons intermédiaire et interne de l'organe de manoeuvre. Les extrémités des ressorts 92 sont fixées à des supports 94 qui sont montés afin qu'ils puissent tourner sur des arbres 96 à 104. Les arbres 96 à 104 sont paral- lèles aux arbres 42 à 48 et sont disposés entre lés châssis latéraux 38 et 40 auxquels ils sont fixés. Les supports des deux ensembles flexibles des organes de manoeuvre qui se trouvent dans le plan supérieur sont montés afin qu'ils puissent tourner sur les arbres 96 et 100. Les supports des deux ensembles flexibles des organes de manoeuvre qui se trouvent dans le plan médian sont montés afin qu'ils puissent tourner sur les arbres 97 et 102. Des supports des ensembles flexibles des organes de manoeuvre qui se trouvent dans le plan inférieur sont montés afin qu'ils puissent tourner sur les arbres 98 et 104. Tous les sup- ports 94 sont mis en position réglée le long des arbres 96 à 104 par des colliers 108 disposés sur les côtés opposés et qui sont fixés aux arbres par des vis d'arrêt 110. Un dispositif 112 de tension (figure 1) est associé à chaque courroie abrasive. Chaque dispositif de tension comporte un ressort à lames 114 ayant un rouleau 116 à une première extrémité, placé au contact du dos d'une courroie abrasive. Une pince 118 placée de l'autre côté du ressort à lames est fixée à une tige 120 qui est parallèle aux arbres 96 à 104 et qui est fixée à ses extrémités sur les châssis latéraux 38 et 40. Les pinces fixent les dispositifs res- pectifs de tension en position réglée le long de la tige afin qu'ils soient alignés sur les courroies abrasives et qu'ils occupent aussi une position angulaire convenable pour le fléchissement des ressorts et la création d'une tension convenable des courroies abrasives. Un ensemble combiné 130 formant distributeur de fluide de refroidissement et compensateur est associé à chaque courroie abrasive (figure 1, 5, 6 et 7). Chaque ensemble distributeur et compensateur comporte un récep- tacle allongé et peu profond 132 en forme de rigole, ayant une base 134, des parois latérales parallèles distantes latéralement 136 et 138 et des parois parallèles d'extré- mités 140 et 142 qui sont distantes longitudinalement. Le réceptacle est ouvert du côté opposé à la base. La paroi d'extrémité de l'extrémité supérieure a un prolongement 144 qui peut pivoter en position réglée sur une tige 146 placée entre les châssis latéraux 38 et 40, fixée à ces châssis et parallèle aux arbres 96 à 104. La paroi 142 d'extrémité, placée à l'extrémité inférieure de chaque réceptacle, a un prolongement 148 qui est fixé au patin d'un organe de manoeuvre en 150. Comme représenté sur les figures 1 et 6, les ensembles 130 formant distributeurs sont placés le long du tronçon de courroie abrasive disposé entre les patins 72 et les poulies 50 montées sur l'arbre 42. Ces distributeurs sont disposés suivant la longueur de ce tronçon de cour- roie, la face ouverte du distributeur étant tournée vers la courroie. La courroie abrasive se déplace dans le distribu- teur et pénètre dans une cavité 152 formée dans la paroi d'extrémité supérieure et sort par une cavité 154 formée dans la paroi d'extrémité inférieure. La largeur du distri- buteur, entre les parois latérales, et des cavités formées dans les parois d'extrémité est pratiquement égale à.la largeur de la courroie. Ainsi, les tronçons de courroie passent dans les distributeurs avec leurs bords latéraux au contact des parois latérales 136 et 138 et des côtés opposes des cavités 152 et 154 des parois d'extrémité, avec formation d'une chambre pratiquement fermée 156 dans chaque réceptacle, d'un côté de la courroie, avec des fuites réduites. Un liquide de refroidissement, habituellement de l'eau par exemple, est transmis à la chambre 156 par une entrée 158 et a une pression qui peut atteindre environ 2 bars. Le liquide de refroidissement est distribué plus ou moins uniformément sur la courroie par les cloisons 160 qui sont distantes longitudinalement et qui sont placées trans- versalement au distributeur et fixées aux parois latérales opposées, mais qui sont distantes de la base du distribu- teur. Le liquide de refroidissement sature la courroie abrasive afin qu'elle ait une meilleure action d'abrasion. En outre, la pression du fluide dans la chambre provoque un fléchissement de la courroie vers la configuration indiquée en trait interrompu. Ceci augmente la tension de la cour- roie et compense la légère tendance -de la courroie à s'allonger lorsque le patin s'écarte dans un sens et dans l'autre. Le bombement de la courroie sous l'action de la pression du liquide de refroidissement donne une réponse presque instantanée à l'avance et à la sortie de la cour- roie lorsque le patin se déplace. Lorsque les organes de manoeuvre de courroie se déplacent vers l'intérieur et vers l'extérieur afin qu'ils positionnent-convenablement la courroie, lorsqu'elle est au contact des lobes des cames (un organe de manoeuvre se déplace habituellement en translation d'une distance approximativement comprise entre 6 et 25 mm), les distribu- teurs de fluide de refroidissement suivent ce mouvement parce qu'ils sont raccordés aux patins montés sur les organes de manoeuvre. Lors du fonctionnement, lorsqu'un arbre à cames est supporté par les centres 32 et 34, les courroies 58, les dispositifs 112 de mise sous tension, les distributeurs 130 et le mécanisme 70 de guidage de courroie, montés sur l'ensemble 20 de rectification, sont réglés afin qu'ils correspondent à l'espacement des cames. L'ensemble 12 de support de pièce et l'ensemble 20 de rectification sont disposés afin que les courroies 58 spoient proches des cames comme indiqué sur la figure 2. L'arbre à cames est entrainé en rotation. Les courroies sont entraînées par le moteur 62. Les courroies sont guidées vers leur point de contact avec la périphérie des cames par les patins 72 qui sont déplacés vers l'intérieur et vers l'extérieur par les organes 76 de manoeuvre et les moteurs 78 à commande numé- rique, d'après le profil voulu pour les cames. Les moteurs sont commandés indépendamment. La machine assure la rectification de toutes les cames d'un arbre à cames simultanément, avec le profil voulu, en un temps compris entre 10 et 45 s, et permet la rectification même de petits rayons rentrant dans les cames. REVENDICATIONS 1. Appareil de rectification d'une came excentrique sur un arbre à cames, avec un profil prédéterminé, caracté- risé en ce qu'il comprend un dispositif (28, 30) destiné à supporter l'arbre à cames et à le faire tourner autour de son axe longitudinal, une courroie abrasive souple (58) ayant une surface abrasive et un dos opposé à la surface abrasive, un dispositif (76)'de support de la courroie près de l'arbre à cames afin qu'elle puisse se déplacer linéairement et que la surface abrasive de la courroie rectifie la périphérie de la came, un dispositif de dépla- cement linéaire de la courroie, un dispositif (72) de guidage de la courroie à son point de contact avec la périphérie de la came suivant un trajet variable -avec le profil voulu pour la came lorsque la courroie se déplace et que l'arbre tourne, le dispositif de guidage de courroie comportant un patin (72) qui est au contact du dos de la courroie à son point de contact avec la périphérie de la came, et un dispositif (70) de déplacement du patin en translation par rapport à l'axe de l'arbre. 2. Appareil selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de déplacement du patin (72) comporte un organe de manoeuvre (70) raccordé au patin, et un dispositif moteur (78) destiné à déplacer l'organe de manoeuvre. 3. Appareil selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de déplacement du patin comporte un organe allongé de manoeuvre (76) à une extrémité duquel est fixé le patin (72), et un dispositif moteur (78) destiné à déplacer longitudinalement l'organe de manoeuvre. 4. Appareil selon la revendication 3, comprenant un dispositif (90) de support de l'organe de manoeuvre afin qu'il se déplace longitudinalement. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de support de l'organe de manoeuvre comprend des ensembles flexibles de guidage (90) à ressort. 6. Appareilselon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble combiné formant distributeur 264934? de fluide de refroidissement et'compensateur (130) destiné à saturer la courroie d'un liquide de refroidissement et à compenser le déplacement du patin, l'ensemble combiné (130) comportant un réceptacle qui a une face ouverte, la cour- roie se déplaçant dans le réceptacle au contact des parois de celui-ci en formant une chambre pratiquement fermée dans le réceptacle d'un côté de la courroie, et un dispositif destiné à transmettre un fluide de refroidissement sous pression à la chambre de manière que la courroie soit saturée et que la courroie fléchisse sous l'action de la pression du fluide de refroidissement qui est à son contact, de manière que le déplacement du patin soit compensé. 7. Appareil de rectification du profil prédéterminé de plusieurs cames excentriques (L) formées à distance suivant l'axe d'un arbre à cames allongé, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (28, 30) de support de l'arbre à cames et d'entraînement en rotation de celui-ci autour de son axe longitudinal., plusieurs courroies abrasives souples (58) ayant chacune une surface abrasive et un dos opposé à la surface abrasive, un dispositif (72) supportant les courroies près de l'arbre à cames en face des cames respec- tives afin qu'elles puissent se déplacer linéairement et que les surfaces abrasives des courroies rectifient la périphérie des cames, et un dispositif (70) de guidage de chaque courroie à son point de contact avec la périphérie d'une came suivant un trajet variable avec le profil voulu pour la came lorsque la courroie se déplace et l'arbre tourne, le dispositif de guidage de chaque courroie compre- nant un patin (72) qui est au contact du dos de la courroie à son point de contact avec la périphérie d'une came, et un dispositif (78) de déplacement en translation de chaque patin par rapport à l'axe de l'arbre indépendamment du déplacement des autres patins. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif de déplacement de chaque- patin com- porte un organe de manoeuvre (76) raccordé au patin (72), et un dispositif moteur (78) destiné à déplacer l'organe de manoeuvre. 9. Appareil selon la revendication 7, dans lequel le dispositif destiné à déplacer chaque patin (72) comporte un organe allongé de manoeuvre (76) à une extrémité duquel est fixé l'un des patins, et un dispositif moteur (78) destiné à déplacer chaque organe de manoeuvre suivant sa longueur. 10. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que des dispositifs de guidage (76) de courroies sont placés dans des plans différents afin qu'ils permettent un regroupement sans perturbation mutuelle. 11. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (42-48) de montage du dispositif. de guidage et des courroies en différentes positions suivant la longueur de l'arbre à cames. de manière que les courroies et les patins soient alignés sur les cames. 12. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble combiné formant distribu- teur de fluide de refroidissement et compensateur (13) pour chaque courroie afin que chaque courroie soit saturée d'un liquide de refroidissement et que le déplacement du patin correspondant soit compensé, chaque ensemble formant dis- tributeur et compensateur comprenant un réceptacle ayant une face ouverte, chaque courroie se déplaçant dans l'un des réceptacles au contact des parois de celui-ci en for- mant une chambre pratiquement fermée dans le réceptacle d'un côté de la courroie, et un dispositif est destiné à transmettre un fluide de refroidissement sous pression à chaque chambre afin que la courroie passant dans la chambre soit saturée et fléchisse sous l'action de la pression du fluide de refroidissement qui est à son contact avec compensation du mouvement du patin. 13. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif destiné à déplacer chaque patin (72) comprend un organe allongé de manoeuvre (76) à une extrémité duquel est fixé l'un des patins (72), un dispositif (90) de support des organes de manoeuvre afin qu'ils soient guidés longitudinalement, et un ensemble moteur (78) de déplacement longitudinal de l'organe de manoeuvre. 14. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (40-48) de montage des dispositifs de guidage et des courroies à des positions différentes le long de l'arbre à cames afin que les cour- roies et les patins soient alignés sur les cames. 15. Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que le dispositif de montage comprend un dispositif de support réglable et coulissant de chacun des ensembles moteurs et de fixation de ceux-ci en position de réglage. 16. Appareil selon la revendication 15, caractérisé- en ce que le dispositif de support des organes (76) de manoeuvre, afin qu'ils puissent se déplacer longitudinale- ment, comporte des ensembles souples de guidage (90) à ressorts. 17. Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce que les dispositifs adjacents de guidage des cour- roies (58) sont placés dans des plans différents afin qu'ils permettent un regroupement sans perturbation mutuelle. 18. Appareil selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble combiné formant distribu- teur de fluide de refroidissement et compensateur (130) pour chaque courroie afin que chaque courroie soit saturée du liquide de refroidissement et que le déplacement du patin soit compensé, chaque ensemble formant distributeur et compensateur comprenant un réceptacle ayant une face ouverte, chaque courroie se déplaçant dans l'un des récep- tacles au contact des parois de celui-ci et formant une chambre pratiquement fermée dans le réceptacle d'un côté de la courroie, et un dispositif transmet du fluide de refroi- dissement sous pression à chaque chambre afin que la cour- roie passant dans la chambre soit saturée et que la courroie fléchisse sous l'action de la pression du fluide de refroidissement placé & son contact afin que le dépla- cement du patin soit compensé. 19. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de tension pour chaque courroie abrasive, chaque dispositif de tension comprenant un ressort à lames (114) ayant un galet (116) à une pre- mière extrémité, au contact de l'une des courroies abra- sives, un support réglable de l'autre extrémité du ressort à lames, et un dispositif de fixation des supports réglables en position de réglage dans laquelle les disposi- tifs de tension sont alignés sur les courroies abrasives respectives (58).