Brevet FR2684035A1 — publié le 19930528

La présente invention concerne un palier notamment pour axe flottant. Dans l'usinage par meulage "en plongée" de certains matériaux, par exemple elastiques ou semi-élastiques, il peut être intéressant de donner un certain flottement et/ou cambrage à la pièce en cours d'usinage et/ou de surfaçage. Cela signifie que l'-axe de la pièce en cours d'usinage ne peut pas être porté par des paliers classiques qui ont pour fonction, entre autres, de maintenir en place l'arbre ou l'axe qu'ils portent. Il faudrait rendre ces paliers flottants pour qu'ils puissent faire flotter l'axe qu'ils maintiennent. Mais une telle solution serait complexe et onéreuse en ellemême, et ne permettrait pas le remplacement rapide d'une pièce terminée d'usinage par une nouvelle pièce à usiner. C'est pourquoi on a proposé, d'une part, de placer l'axe d'une pièce en cours d'usinage et/ou de surfaçage par meulage en plongée, sur deux pièces prévues chacune avec une entaille en équerre de manière à présenter un appui inférieur rectiligne horizontal et un appui rectiligne vertical disposé à l'opposé de la meule, et d'autre part, de faire glisser horizontalement au-dessus du dit axe, une butée qui l'empêche d'échapper aux dits appuis. Un tel dispositif présente l'avantage de permettre le flottement du dit axe ainsi que son cambrage et, par ailleurs, la butée, escamotable, permet le remplacement rapide de la pièce terminée d'usinage par une nouvelle pièce à usiner. Nais il présente plusieurs inconvénients dont la nécessité d'avoir un dispositif d'appui pour chaque diamètre d'axe. En effet, un axe de diamètre trop petit serait soumis à un flottement non contrôlé qui mettrait en jeu la qualité de l'usinage et risquerait de provoquer des dommages tant à l'axe retenu qu'aux appuis et à la butée. Quant à un axe de diamètre trop grand, il serait, pour le moins trop serré entre l'appui horizontal et la butée pour permettre le flottement recherché et à la limite, il interdirait purement et simplement la mise en place de la dite butée. De toute façon, il y a le problème de la commande du déplacement horizontal de la butée. Car, ou bien cette commande se fait à partir d'un organe situé à poste fixe et il est nécessaire de prévoir une liaison réglable entre la commande et l'organe, puisque la butée doit changer de position suivant le diamètre de l'axe à maintenir, ou bien c'est la position de l'organe de commande qui doit être réglable. Dans les deux cas, on aboutit à une construction nécessairement complexe. Par ailleurs, la distance entre les deux appuis horizontaux augmente avec l'usure de l'un ou l'autre de ces appuis et on se trouve alors dans le cas d'un diamètre d'axe trop petit avec un flottement non contrôlé. La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient, tout en conservant les avantages du dispositif connu, et à cet effet, elle propose un palier constitué de plusieurs appuis sensiblement rectilignes dont au moins un mobile, caractérisé en ce que ce dernier est, au moins dans la partie finale de sa course, mobile dans une direction sensiblement radiale par rapport à l'axe de rotation de la pièce en cours d'usinage et/ou surfaçage, l'avantage primordial de cette caractéristique étant qu'il devient alors facile d'adapter le dispositif de retenue à des axes de diamètre différent. Suivant une deuxième caractéristique, les appuis sont au nombre de trois dont deux fixes disposés en équerre, et le troisième, mobile, étant situé, en position de fermeture, sur la bissectrice de l'angle formé par les deux dits appuis fixes et à l'opposé de ceux-ci par rapport à l'axe de la pièce en position d'usinage. Cette disposition est la plus efficace pour retenir l'axe avec un appui mobile à surface réduite. Suivant une troisième caractéristique intéressante de l'invention, l'appui mobile est maintenu élastiquement en place lorsque le palier est en position de fermeture, une variante préférée de réalisation de cette disposition consistant à monter élastiquement l'organe portant le dit appui mobile. Cette caractéristique présente ltavantage de permettre un certain débattement sans risques d'usure ou de dommages, au niveau des paliers, tant pour l'appui lui-même que pour l'axe de la pièce retenue en position d'usinage. Suivant une autre caractéristique, le maintien élastique de l'appui mobile est obtenu à partir d'un ressort taré dont l'action est transmise à travers un dispositif assurant un blocage mécanique tel du dit appui en position de fermeture que cette retenue est indépendante d'une éventuelle modification des conditions de fonctionnement de l'organe de commande. Suivant une autre caractéristique, l'appui mobile est articulé pour permettre son utilisation pour plusieurs diamètres d'axe, et sa course est limitée par un dispositif réglable. Dans une réalisation préférée de l'invention, les mouvements de l'organe portant l'appui mobile sont commandés par un vérin à travers deux biellettes dont les articulations sont disposées de telle manière qu'elles réalisent, par simple passage d'un point mort, leur arc-boutement pour bloquer mécaniquement le dit appui lorsqu'il est en position de retenue d'un axe. L'ensemble de ces dîspositons permet d'obtenir facilement les conditions qui paraissent les meilleures à la fois pour l'usinage par meulage en plongée de pièces élastiques ou semi-élastiques et pour ménager au mieux l'outillage, à savoir que, pour un axe d'un diamètre donné D, les appuis constituant les paliers qui retiennent le dit axe circonscrivent un cercle de diamètre égal à D + E, E ayant une valeur supérieure à zéro et inférieure à 100 p. L'axe de la pièce ainsi retenue garde une liberté suffisante pour permettre le flottement souhaitable de la pièce en cours d'usinage sans usure particulière ni de l'axe ni des appuis. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront au cours de la description qui va suivre, en relation avec les figures jointes, d'une réalisation, donnée à titre purement indicatif et nullement limitatif, de la présente invention. La figure 1 montre un palier suivant l'invention en position de fermeture pour usinage. La figure 2 montre la même palier en position d'ouverture pour enlèvement de la pièce usinée et mise en place d'une nouvelle pièce a usiner. Sur la figure 1, chaque extrémité de l'axe 1 d'une pièce 2 en cours d'usinage sous l'action d'une meule 3 est retenue par un palier comprenant un organe fixe 4 et un organe mobile 5. L'organe fixe 4 porte un appui horizontal 6 et un appui vertical 7. L'organe mobile 5 est monté oscillant autour d'un axe 8 solidaire d'un bati 9. il comprend trois parties : une tête 10, un corps coudé 12 et une queue 14. La tête 10 porte une plaquette d'appui Il qui, dans sa position la plus proche de l'axe 1 de la pièce 2, c'est-à-dire dans la position de fermeture, passe par la bissectrice de l'angle formé par les appuis fixes 6 et 7, lui est perpendiculaire et circonscrit avec ces derniers un cercle dont le diamètre est plus grand que celui de l'axe 1 d'une valeur supérieure a zéro et inférieure à 100 Fm. Cela signifie que lorsque le dit axe 1 est en contact avec deux appuis , il ne peut pas l'être avec le troisième. Le corps 12 porte un axe 13, et la queue 14 est en butée contre une came circulaire 15 montée sur le bâti 9. Une biellette 16 est montée folle, d'une part, sur l'axe 13 porté par le corps coudé 12, et d'autre part, sur un axe 17 porté par une seconde biellette 18, de forme triangulaire, qui porte deux autres axes, soit un axe 19 retenu à chaque extrémité dans une lumière 30 prévue sur le bâti 9, et un axe 20 porté par la tête d'un vérin 21. Un levier 22, également de forme triangulaire, est articulé, d'une part, sur l'axe 19, et d'autre part, sur un axe fixe 23 solidaire du bâti 9. Par ailleurs, il est soumis à l'action d'un ressort 24. Enfin, une butée 25 est prévue sur le bâti 9 et s'étend au dessus de la biellette 18. Dans ces conditions, le fonctionnement s'établit comme il est expliqué ci-après. Pendant l'usinage, la position des différentes pièces constituant les paliers qui tiennent l'axe 1 et celle de leurs organes de commande sont celles figurant sur la figure 1. L'axe 23 étant fixe sur le bâti 9, l'action du ressort 24 tend à faire tourner le levier 22, et donc l'axe 19, dans le sens de la flèche 26, et provoque une pression correspondante, dans le meme sens, sur la biellette 18. Si celle-ci était libre de mouvements, elle tournerait autour de l'axe 20 qui est immobilisé par la tête du vérin 21. Bais elle est également solidaire de la biellette 16 par l'axe 17. Or celui-ci se trouve au delà de la ligne 27 qui matérialise la ligne des points neutres, ou points morts, entre l'axe 13 et l'axe 19. Au dessus de cette ligne, toute action sur l'un des axes 13 et 19 vers l'autre tend à repousser l'axe 17 dans le sens de la flèche 31. Au dessous de cette ligne, une même action tendra à repousser l'axe 17 à l'opposé, c'est-à-dire dans le sens de la flèche 32. C'est pourquoi la pression reçue par l'axe 19 et qui s'exerce plus ou moins vers l'axe 13, repousse l'axe 17 dans le sens de la flèche 31 jusqu'à ce que la biellette 18 vienne en appui sur la butée 25, et cet appui rend la position de la plaquette d'appui 11 indépendante d'un éventuel changement de pression dans le vérin 21, pourvu, bien sûr, que ce changement de pression n'affecte pas la position de l'axe 20. La biellette 18 transmet à la biellette 16 la pression qu'elle reçoit du ressort 24 via le levier 22, et la biellette 16 transmet à son tour cette pression à l'organe mobile 5, et par ce dernier, à la plaquette d'appui 11. Cela ne signifie pas que celle-ci va nécessairement être plaquée sur l'axe 1 de la pièce en cours d'usinage, puisque la course de l'organe mobile 5 est limitée par la came circulaire 15 contre laquelle s'appuie la queue 14 du dit organe mobile 5 et que, comme expliqué plus haut, l'axe 1 ne peut pas, simultanément, être en contact avec les deux appuis fixes 6 et 7 et avec la plaquette d'appui 11. Ainsi peut-on avoir un certain flottement et/ou cambrage de l'axe 1 sans risque de dommages pour lui au niveau des paliers. Par ailleurs, en disposant la plaquette d'appui 11 perpendiculairement à la bissectrice de l'angle formé par les appuis 6 et 7, on bloque l'axe 1 avec une longueur minimum de la dite plaquette. Finalement la pression élastique fournie par le ressort 24 assure le maintien de la plaquette d'appui 11 en position de fermeture du palier, mais seulement avec l'inclinaison fixée par la position angulaire de la came circulaire 15, c'est-à-dire avec le jeu souhaité entre l'axe 1 et la plaquette d'appui 11. Par ailleurs, grâce à cette pression élastique, c'est une résistance croissante que la plaquette d'appui 11 opposera à tout effort de l'axe 1 de la pièce en cours d'usinage tendant à la repousser, et cette résistance va diminuer encore le risque de dommages que l'axe et la plaquette pourraient se causer l'un à l'autre. La came circulaire 15 permet de rapprocher ou d'éloigner des appuis 6 et 7 la position de fermeture de la plaquette d'appui 11. Il suffit, pour cela, de modifier la position angulaire de la came 15 et donc l'inclinaison maximale de l'organe mobile 5. Un simple réglage suffit donc pour passer de l'usinage d'un axe de diamètre donné à un axe de diamètre différent. En fin de cycle d'usinage, l'organe articulé 5 et l'ensemble de sa commande passent dans la position dessinée figure 2. Dans un premier temps, la tête du vérin 21 est déplacée dans le sens de la flèche 28. Ce déplacement provoque la rotation de la biellette 18 autour de l'axe 19, dans le sens de la flèche 29. Mais il va provoquer également le déplacement du dit axe 19 dans les lumières 30. En effet, le mouvementde l'axe 17 vers la ligne des points morts 27 va repousser le dit axe 19 horizontalement, tandis que la tête du vérin 21 va le repousser verticalement jusqu'à ce que l'axe 20 arrive à son droit. Lorsque l'axe 17 a passé la ligne 27 et que l'axe 20 a passé la ligne verticale passant par l'axe 19, celui-ci revient, sous l'action du ressort 24, vers sa position précédente et la dépasse jusqu'à venir en appui sur le bord des lumières 30. Dans un deuxième temps, l'axe 17 va continuer à se déplacer dans le sens de la flèche 29 en exerçant une traction sur la biellette 16 qui, à son tour, tire en arrière l'organe mobile 5, lequel en tournant autour de l'axe fixe 8, libère totalement l'axe 1. La pièce 4 terminée d'usinage peut alors être facilement enlevée, automatiquement ou non, et remplacée par une nouvelle pièce à usiner, ce remplacement étant éventuellement accompagné d'une modification de la position angulaire de la came 15 si le diamètre de l'axe de la nouvelle pièce est différent de celui de la précédente. Pour commencer un nouveau cycle, les organes de commande de la plaquette d'appui 11 sont ramenés à leur position initiale. Dans son mouvement de retour à l'opposé de la flèche 28, la tête du vérin 21 fait tourner la biellette 18 autour de l'axe 19 en sens inverse de la flèche 29. L'axe 17 remonte donc repoussant, d'une part, la biellette 16 qui elle-meme repousse l'organe mobile 5 jusqu'à ce qu'il soit en position de fermeture et d'autre part le levier 22 qui reprend sa position initiale. En fin de mouvement, l'axe 17 passe la ligne des points morts 27, et la biellette 18 vient en appui sur la butée 25, ce qui assure le verrouillage de la plaquette d'appui li comme expliqué plus haut. Comme il a été dit plus haut, c'est le ressort 24 qui, dans cette configuration, assure le maintien en position de fermeture de la plaquette d'appui 11. Il est entendu que l'on peut, sans sortir de l'invention, modifier des détails de construction et/ou de fonctionnement en vue d'obtenir les memes résultats. Par exemple, l'un ou l'autre des appuis pourrait être légèrement convexe soit en section longitudinale soit en section transversale de manière à diminuer encore leur surface de contact avec l'axe qu'ils retiennent. La surface plane de la plaquette d'appui 11 pourrait également être remplacée par deux surfaces formant un angle de 90 ou plus. L'appui vertical et l'appui horizontal en bout d'axe, au lieu d'être réalises par une entaille dans une pièce unique pourraient être indépendants l'un de l'autre et l'un ou l'autre pourraient éventuellement être montés élastiquement. L'axe 19 pourrait avoir une longueur égale å la largeur interieure du bâti 9. Les lumières 30 pourraient alors être remplacées par des butées disposées sur les flancs intérieurs du dit bâti. Le vérin 21 pourrait être remplacé par une bielle. La came 15 pourrait être remplacée par une vis micrométrique. etc... REVENDICATIONS 1 - Palier pour axe flottant, comportant plusieurs appuis sensiblement rectilignes (6,7,11) dont l'un au moins (11) est mobile, caractérisé en ce que ce dernier est, au moins dans la partie finale de sa course, mobile dans une direction sensiblement radiale par rapport audit axe flottant (1). 2 - Palier suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux appuis fixes (6,7) disposés à 90a l'un de l'autre et un appui mobile (11) qui, en position de fermeture, est situé sur la bissectrice de l'angle droit formé par ledits appuis fixes, et est perpendiculaire à cette bissectrice. 3 - Palier suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'appui mobile (11) est maintenu en position de fermeture par un dispositif élastique (24). 4 - Palier suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la course de l'appui mobile (11) est limitée par un dispositif réglable (15). 5 - Palier suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la course de l'appui mobile (11) est limitée par un excentrique (15). 6 - Palier suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'appui mobile (11) est monté sur un organe pivotant (5). 7 - Palier suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la commande de l'appui mobile (11) comporte un dispositif (16,17,18) assurant un blocage mécanique dudit appui mobile en position de fermeture. 8 - Palier suivant la revendication 7, caractérisé en ce que l'appui mobile est déplacé par un organe de commande (21) à travers deux biellettes (16,18) disposées en série et portant une articulation commune (17) qui, lorsque l'appui mobile (11) vient en position de fermeture, réalise un verrouillage desdites biellettes par passage d'un point mort. 9 - Palier suivant la revendication 8, caractérisé en ce que l'une (18) des deux biellettes qui portent l'articulation (17) est également articulée d'une part sur l'organe de commande (21) et, d'autre part, sur un levier (22) articulé lui-même sur un axe fixe (23) et sollicité en rotation par le dispositif élastique (24). 10 - Palier pour axe flottant d'un diamètre donné D, comportant plusieurs appuis sensiblement rectilignes (6,7,11) dont l'un au moins (11) est mobile, caractérisé en ce que lesdits appuis circonscrivent un cercle de diamètre D +#,# ayant une valeur supérieure à zéro et inférieure à 100 um.