Brevet FR2667530A1 — publié le 19920410

La présente invention concerne de façon générale un appareil de rectification, et plus précisément un procédé et un appareil de rectification des manetons d'un vilebre- quin à l'aide de courroies abrasives. Dans les procédés actuellement utilisés, les mane- tons d'un vilebrequin sont rectifiés un par un L'opération est réalisée par entraînement du vilebrequin en rotation autour de l'axe de l'un des manetons et par rectification de la surface de ce maneton avec une meule pendant que le vilebrequin tourne Avant que le maneton suivant puisse être rectifié, le vilebrequin doit être positionné afin que le maneton suivant se trouve sur l'axe de rotation Le positionnement du vilebrequin et la rectification des manetons un à un prennent beaucoup de temps et sont peu commodes En outre, la rotation du vilebrequin autour d'un axe décalé de maneton crée un déséquilibre qui est la cause d'une usure et provoque parfois la formation de manetons rectifiés de manière imparfaite. Selon l'invention, le vilebrequin n'est monté qu'une seule fois afin qu'il tourne autour de son axe central. Ensuite, plusieurs manetons sont rectifiés en même temps par des courroies abrasives séparées Il n'est pas néces- saire de positionner le vilebrequin et comme le vilebrequin tourne autour de son propre axe central, le déséquilibre est éliminé. Dans un mode de réalisation particulier de l'inven- tion décrit plus en détail, plusieurs courroies abrasives sont supportées près du vilebrequin en face de plusieurs manetons, en position de rectification des manetons alors que le vilebrequin tourne autour de son axe longitudinal central Chaque courroie est guidée individuellement à son point de contact avec un maneton, suivant un trajet variable, lorsque le maneton décrit un mouvement orbital autour de l'axe central longitudinal du vilebrequin Le guidage des courroies est assuré par des patins qui sont au contact des faces arrière des courroies Chaque patin peut se déplacer en translation par rapport à l'axe du vilebrequin indépendamment du déplacement des autres patins De préférence, la position du vilebrequin en rotation est contrôlée, et les patins qui guident les trajets des courroies à leur point de contact avec les manetons sont réglés par commande numérique afin que les courroies restent constamment au contact des manetons lorsque le vilebrequin tourne. L'invention a pour objet une machine de rectifica- tion très efficace et d'application très souple, ayant les propriétés précitées et qui est aussi robuste, durable et efficace, dont la fabrication est relativement simple et le fonctionnement facile, et l'invention concerne aussi un procédé perfectionné de rectification d'au moins deux manetons en même temps. 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 d'un appareil réalisé selon l'invention ; la figure 2 est une vue en plan, avec des parties arrachées, de l'appareil représenté sur la figure 1 ; la figure 3 est une vue en élévation de l'arrière de la machine, avec des parties arrachées ; la figure 4 est une vue partielle en élévation d'une partie de la machine de la figure 1, représentant l'un des manetons dans plusieurs positions autour de l'axe du vilebrequin, la courroie abrasive étant représentée en trait plein lorsqu'elle est au contact du maneton dans l'une des positions et en trait mixte dans la position dans laquelle elle est au contact du même maneton lorsqu'il occupe une autre de ses positions ; la figure 5 est une vue en élévation dans la direc- tion de la flèche 5 de la figure 4 ; la figure 6 est une vue en plan dans le sens de la flèche 6 de la figure 5 ; et la figure 7 est une coupe partielle suivant la ligne 7-7 de la figure 5. On se réfère maintenant plus précisément aux des- sins ; la référence 10 désigne une machine de rectification ayant une base 12 sur laquelle est monté un ensemble 14 à chariot destiné à supporter une pièce qui, dans ce cas, est un vilebrequin allongé C L'ensemble à chariot comporte une base 16 de chariot qui est fixée rigidement à la base 12 de la machine à rectifier Des barres parallèles 18 de guidage placées sur la base 16 supportent une table 20 afin qu'elle puisse coulisser le long des barres 16, sous la commande d'une transmission 22 à vis à billes entraînée par un moteur réversible 24 Une poupée 26 est montée à une première extrémité de la table 20 sur une équerre 28 Une contre-poupée 30 placée à l'extrémité opposée de la table peut coulisser sur des glissières 32 montées sur un support 34 fixé rigidement à la table 20 Les glissières 32 sont parallèles aux barres 18 et permettent à la contre-poupée d'être réglée en translation par rapport à la poupée 26 par le servomoteur 36 et la transmission 38 à vis à billes Les extrémités du vilebrequin C sont serrées par des mandrins 40 et 42 à pince américaine montés afin qu'ils puissent tourner sur la poupée et la contre-poupée respectivement. Un servomoteur 44 monté sur la poupée entraîne le mandrin 40 afin qu'il fasse tourner le vilebrequin C autour de son axe longitudinal central. Le vilebrequin C est un organe allongé ayant des bras 46 de manivelle régulièrement espacés sur sa longueur et qui sont disposés radialement vers l'extérieur de l'axe central du vilebrequin, avec des angles différents Chaque bras de manivelle a des plaques latérales parallèles 48 qui supportent un maneton cylindrique 50 à proximité de ses extrémités externes Les manetons 50 sont des organes cylindriques dont les axes sont parallèles à l'axe longitu- dinal central du vilebrequin mais décalés radialement par rapport à cet axe. La base 12 a un prolongement latéral 52 sur lequel sont montés plusieurs ensembles 54, 56 et 58 de rectification, trois dans l'exemple considéré Les ensembles de rectification sont destinés à rectifier les surfaces cylindriques des manetons 50 du vilebrequin. Chaque ensemble de rectification comporte deux plaques latérales parallèles 60 et 62, distantes latérale- ment et qui sont placées dans des plans perpendiculaires au vilebrequin C et aux barres 18 de guidage qui supportent la table 20 sur laquelle est monté le vilebrequin C La plaque latérale 60 de chaque ensemble de rectification est montée rigidement sur une selle 64 qui se déplace dans les glissières 66 qui sont perpendiculaires aux barres 18 de la table 20 Cette selle 64 est déplacée le long des glis- sières 66 par une transmission 68 à vis à billes entraînée par un servomoteur 70 Les ensembles 54, 56 et 58 de rectification sont représentés parallèlement les uns aux autres et ils se déplacent suivant des trajets parallèles. La plaque latérale 62 de chaque ensemble de rectifi- cation est fixée à la plaque latérale 60, avec la disposi- tion parallèle représentée, par un dispositif convenable comprenant des blocs 72 d'entretoise Un arbre 74 qui tourne dans les plaques latérales et aussi dans un palier 76 monté sur la plaque latérale 62, est placé à l'extrémité arrière des plaques latérales 60 et 62 de chaque ensemble de rectification Une poulie 78 de passage de courroie est montée sur l'arbre 74 entre les plaques latérales afin qu'elle tourne comme un tout avec l'arbre et elle est maintenue en place sur l'arbre par des colliers 80 Un arbre 82 est placé à l'extrémité supérieure de chaque ensemble de rectification et tourne dans les plaques latérales 60 et 62 et dans un palier 84 porté par la plaque latérale 62 Une poulie 86 pour courroie est centrée sur l'arbre 82 afin qu'elle tourne librement entre les colliers 88 Un arbre analogue 90 placé dans la partie inférieure avant de chaque ensemble de rectification tourne dans les plaques latérales 60 et 62 ainsi que dans un palier 92 Une poulie 94 de support de courroie, centrée entre les col- liers 95, est montée sur cet arbre 90 afin qu'elle puisse tourner librement Une courroie abrasive souple sans fin 96 passe sur les poulies 78, 86 et 94, et elle a une surface abrasive à sa face externe et une surface arrière non abrasive à la face interne La courroie abrasive 96 est maintenue sous une tension prédéterminée par un rouleau 98 monté à l'extrémité d'un ressort à lames 100 dont l'extré- mité opposée est fixée à un arbre 102 placé entre les plaques latérales 60 et 62 Les courroies abrasives sont placées dans des plans perpendiculaires au vilebrequin C et les courroies des trois ensembles 54, 56 et 58 sont séparées les unes des autres d'un multiple de la distance comprise entre les bras de manivelle du vilebrequin, dans ce cas un multiple égal à 2. L'énergie d'entraînement des courroies abrasives des trois ensembles de rectification est transmise par un moteur 104 monté sur le prolongement 52 de la base Le moteur 104 fait tourner un arbre 106 supporté afin qu'il tourne sur un prolongement 52 de la base par des paliers 108 Trois poulies 110, 112 et 114 pour courroie crantée sont montées à des emplacements espacés le long de l'arbre 106 et elles sont fixées à l'arbre et tournent comme un tout avec lui L'arbre 74 de chacun des ensembles de rectification a un prolongement sur lequel sont montées les poulies 116, 118 et 120 Une courroie crantée est associée à chaque ensemble de rectification Ainsi, une courroie crantée 122 passe sur les poulies 110 et 116, une courroie crantée 124 passe sur les poulies 112 et 118, une courroie crantée 126 passe sur les poulies 114 et 120 Un organe de mise sous tension de courroie est associé à chaque courroie crantée et comporte un rouleau 128 monté sur un bras 130 porté par la plaque latérale 60 et repoussé par la force d'un ressort au contact de la courroie crantée De cette manière, le moteur 104 transmet l'énergie de déplacement linéaire des courroies abrasives des trois ensembles de rectification dans le sens de la flèche 131. Un patin 132 est associé à chaque ensemble de rectification afin qu'il guide la courroie abrasive à l'emplacement auquel elle est au contact du maneton du vilebrequin Ce patin a une partie 134 de montage fixée à l'emplacement indiqué sur la plaque latérale 60 par une clavette 136, et il a une partie 138 de nez en saillie qui est en appui contre la face arrière de la courroie abra- sive, entre les poulies folles 86 et 94. Le nez 138 est sous forme d'une mince lame ou plaque allongée et plate disposée dans le plan de la courroie abrasive qu'il supporte La longueur du nez 138 est supé- rieure au diamètre du cercle parcouru par les manetons lorsque le vilebrequin tourne si bien que la courroie est repoussée par le nez 138 et maintenue au contact du maneton constamment lors du mouvement orbital du maneton autour de l'axe du vilebrequin La surface avant 140 du nez est plate et perpendiculaire au plan de la courroie et elle est au contact de la courroie et la guide non seulement à son point de contact avec le maneton constamment pendant son mouvement orbital mais aussi pendant l'approche de la courroie du point de contact et pendant son déplacement au- delà du point de contact Le nez 138 a des surfaces laté- rales 141 dépassant des bords latéraux opposés de la surface avant 140 et qui sont perpendiculaires à la surface avant et séparés par une distance inférieure à la largeur de la courroie abrasive. Deux jeux de rouleaux fous 145 et 147 placés au- dessus du nez 138 sont disposés pour chaque ensemble de rectification afin que la courroie abrasive, lorsqu'elle se rapproche du nez 138, passe de son état normal à plat à une section de forme générale en U, si bien que la cour- roie, lorsqu'elle passe sur le nez, est disposée sur la surface avant 140 de celui-ci et ses parties latérales sont repliées sur les surfaces latérales 141 comme représenté sur la figure 7 Ces rouleaux 145 et 147 sont montés afin qu'ils tournent sur les plaques latérales 60 et 62 Les rouleaux 145 et 147 peuvent être vus sur les figures 4 à 6 mais ils ne sont pas représentés sur la figure 1 par raison de clarté. On note sur la figure 7 que la largeur totale du nez et des parties latérales repliées de bord de la courroie abrasive est un peu inférieure à la largeur du maneton. S'il est nécessaire de rectifier la périphérie du maneton sur toute sa longueur, il peut être nécessaire de faire osciller la table 20 et le vilebrequin C pendant la recti- fication L'oscillation de la table 20 provoque aussi une rectification de la surface interne des plaques latérales 48 des bras 46 par les parties repliées des courroies abrasives. Les rouleaux 145 sont réglés suivant un angle tel que leur périphérie fait un angle d'environ 450 avec la surface abrasive de la courroie comme indiqué sur la figure 6, au début du pliage Les rouleaux 147 sont réglés à un angle tel que leur périphérie fait un angle d'environ 900 et de préférence légèrement supérieur à 90 avec la surface abrasive de la courroie et ils terminent le pliage, les parties de bord des courroies étant repliées à 90 ou légèrement plus de 90 afin que, lorsque la courroie atteint le nez 138, les parties latérales de la courroie aient un léger effet de serrage et enserrent les côtés du nez. Deux jeux de rouleaux fous 148 et 150 (qui sont aussi omis de la figure 1), placés sous le nez 138, sont associés à chaque ensemble de rectification afin qu'ils soient au contact de la courroie abrasive après qu'elle s'est déplacée au-delà du nez 138 Les rouleaux 148 et 150 sont montés afin qu'ils tournent sur les plaques latérales 60 et 62 Les rouleaux 148 sont réglés à un angle tel que leur périphérie fait un angle d'environ 900 avec la surface abrasive de la courroie Ces rouleaux 148 facilitent le maintien de la courroie pliée sur le nez 138 par les rouleaux 147 Les rouleaux 150 sont réglés à un angle tel que leur périphérie fait un angle d'environ 450 permettant un dépliage partiel de la courroie si bien que, lorsque la 35 courroie atteint le rouleau 94, elle reprend son état normalement totalement plat. Les moteurs 70 destinés à déplacer les ensembles de rectification 54, 56 et 58 en translation par rapport au vilebrequin C sont de préférence pilotés et commandés par une commande numérique Un dispositif 45 de rétroaction monté sur le moteur 44 destiné à faire tourner le vilebre- quin renvoie l'information de commande numérique concernant la rotation de la transmission à vis à billes et en conséquence la position en rotation du vilebrequin, si bien que la commande numérique effectue les corrections nécessaires et commande les moteurs 70 des ensembles de rectification afin que les courroies abrasives restent constamment au contact des manetons rectifiés pendant la rotation du vilebrequin. Pendant le fonctionnement, la table 20 est déplacée par le moteur 24 vers une position dans laquelle trois manetons sont alignés sur les courroies abrasives des trois ensembles de rectification 54, 56 et 58 Les trois ensembles de rectification avancent sous la commande de moteurs 70 afin que les courroies abrasives soient au contact des manetons Le vilebrequin C est entraîné en rotation par le moteur 44 Le dispositif 45 renvoie l'in- formation de commande numérique concernant la position du vilebrequin C en rotation La commande numérique pilote individuellement les moteurs 70 des trois ensembles de rectification afin que les courroies abrasives restent constamment au contact des manetons lors de la rotation du vilebrequin. A la fin de la rectification initiale ou de finition des trois manetons, les ensembles de rectification sont ramenés en arrière, la table 20 est déplacée afin que trois autres manetons soient alignés sur les courroies abrasives des trois ensembles de rectification, et l'opération se répète. Si les manetons ont une longueur supérieure à la largeur de la courroie abrasive repliée et si les manetons doivent être rectifiés sur toute leur longueur, la table 20 peut osciller pendant la rectification. REVENDICATIONS 1 Appareil de rectification de plusieurs manetons ( 50) disposés sur des bras transversaux, distants longitu- dinalement, d'un vilebrequin allongé (C) à des emplacements disposés latéralement vers l'extérieur de l'axe longitu- dinal central du vilebrequin, à des angles différents autour de l'axe longitudinal central, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif ( 26, 30) de support du vile- brequin et d'entraînement en rotation de celui-ci autour de son axe longitudinal central, plusieurs courroies abrasives souples ( 96) ayant chacune une surface abrasive d'un côté et une surface arrière du côté opposé à la surface abra- sive, un dispositif ( 86, 94) de support des courroies près du vilebrequin en face des manetons respectifs ( 50) afin que les courroies se déplacent linéairement le long de trajets sensiblement perpendiculaires au vilebrequin d'une manière telle que les surfaces abrasives des courroies rectifient les périphéries des manetons alors que le vilebrequin tourne, et un dispositif de guidage de chaque courroie à son point de contact avec la périphérie d'un maneton le long d'un trajet variable avec la position du maneton autour de l'axe longitudinal central du vilebrequin lorsque celui-ci tourne, le dispositif de guidage de chaque courroie comprenant un patin ( 132) qui est au contact de la surface arrière de la courroie à son point de contact avec le maneton, et un dispositif ( 70) destiné à déplacer chaque patin en translation par rapport à l'axe du vilebrequin indépendamment du déplacement des autres patins. 2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la courroie ( 96) est un organe sans fin placé dans un plan perpendiculaire au vilebrequin, et chaque patin ( 132) a un nez ( 138) de support de courroie dans le plan de celle-ci. 3 Appareil selon la revendication 2, caractérisé en 35 ce que le nez ( 138) associé à chaque courroie ( 96) est allongé suivant le trajet de la courroie afin qu'il guide la courroie et la maintienne au contact du maneton ( 20) constamment lors du mouvement orbital du maneton autour de l'axe du vilebrequin qui tourne. 4 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque patin ( 132) a un nez ( 138) qui dépasse vers le vilebrequin (C) et qui aboutit à une surface transver- sale ( 140) de support de courroie qui est au contact de la courroie associée ( 96), les surfaces latérales partant des bords opposés de la surface de support de courroie étant dans des plans perpendiculaires au vilebrequin de façon générale, la largeur de la surface de support de courroie de chaque nez d'un bord latéral à l'autre étant inférieure à la largeur de la courroie associée ( 96), et un dispositif ( 145, 147) de pliage des courroies a une configuration générale en U sur les surfaces de support de courroie et latérales des nez ( 138) des patins ( 132). 5 Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque courroie ( 96) est un organe sans fin placé dans un plan perpendiculaire au vilebrequin (C), et le nez ( 138) du patin de chaque courroie a la forme d'une lame et est placé dans le plan de la courroie. 6 Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que la surface ( 140) de support de courroie du nez ( 138) est allongée dans la direction de déplacement de la cour- roie afin que la courroie soit guidée et maintenue constam- ment au contact d'un maneton ( 50) pendant le déplacement orbital de celui-ci autour de l'axe du vilebrequin, et de manière que la courroie soit guidée lorsqu'elle se rap- proche du point de contact avec un maneton ainsi que pendant son déplacement au-delà du point de contact. 7 Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif de pliage comporte des jeux coopérants de rouleaux ( 145, 147) destinés à coopérer avec des parties latérales opposées des courroies ( 96). 8 Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que les jeux coopérants de rouleaux ( 145, 147) sont au contact des courroies ( 96) lorsque celles-ci se rapprochent des points de contact avec les manetons. 9 Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un dispositif de dépliage ( 148, 150) est associé à chaque courroie et est placé au-delà du point de contact. 10 Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif de dépliage comprend des jeux coopérants de rouleaux ( 148, 150). 11 Procédé de rectification de plusieurs manetons ( 50) placés sur des bras transversaux et espacés longitudi- nalement d'un vilebrequin allongé ( 50), à des emplacements disposés latéralement vers l'extérieur de l'axe longitu- dinal central du vilebrequin (C) et suivant des angles différents autour de l'axe longitudinal central, caracté- risé en ce qu'il comprend le support et l'entraînement en rotation du vilebrequin (C) autour de son axe longitudinal central, la disposition de plusieurs courroies abrasives souples ( 96) ayant chacune une surface abrasive sur une face et une surface arrière du côté opposé à la surface abrasive, le support des courroies ( 96) près du vilebrequin en face des manetons respectifs ( 50) et le déplacement linéaire des courroies le long de trajets sensiblement perpendiculaires au vilebrequin afin que les surfaces abrasives des courroies rectifient les périphéries des manetons lorsque le vilebrequin tourne, et le guidage de chaque courroie ( 96) indépendamment des autres courroies à son point de contact avec la périphérie d'un maneton ( 50) le long d'un trajet variable avec la position du maneton autour de l'axe longitudinal central du vilebrequin lorsque ce dernier tourne.