Brevet FR2716640A1 — publié le 19950901

Dispositif de centrage et de blocage d'une pièce en vue de son rodage à l'aide d'un rodoir à expansion. La présente invention se rapporte à un dispositif de centrage et de blocage d'une pièce en vue de son rodage à l'aide d'un rodoir à expansion, comprenant un appui par lequel la pièce à roder est appli- quée contre une butée fixe, et un ensemble de deux pistons à fluide agissant sur ledit appui. Pour le rodage de pièces telles que des pignons de boîtes de vitesses, il est connu de placer les pignons avec un léger jeu axial dans des cassettes qui sont maintenues par un dispositif de suspension à cardan pendant le rodage, un dispositif anti- rotation étant prévu pour empêcher la rotation du pignon sous l'effet du rodoir. Les principaux inconvénients de ce mode de rodage consistent dans le fait qu'il faut placer chaque pignon à roder dans une cassette adaptée, que la cassette et sa suspension présentent de nombreuses pièces d'usure, que le dis- positif anti-rotation qui assure l'immobilisation angulaire du pignon pendant son rodage doit être dimensionné en conséquence et que dans le cas de pignons dont les faces de référence se trouvent en retrait, les faces de contact du pignon avec la cassette ne coincident pas avec ses faces de référence. Un autre dispositif de centrage et de blocage connu conçu spécialement pour le rodage de pignons comprend une butée fixe contre laquelle le pignon à roder est appliqué directement par un appui sur lequel agit un ensemble de pistons à fluide concentriques. Cet en- semble comprend un premier piston à fluide ayant une grande course par rapport à son cylindre, et un second piston à fluide intercalé entre l'appui et le premier piston et ayant une course réduite par rapport à ce dernier. La course du premier piston est fixe et est choisie de manière que lorsque le premier piston se trouve à fond de course dans le sens d'avance et le second piston à fond de course dans le sens de recul, il subsiste, entre le pignon et l'appui et/ou la butée fixe, un léger jeu in- férieur à la course du second piston. Le pignon étant immobilisé angu- lairement par un système anti-rotation, on engage ensuite dans le pi- gnon le rodoir entraîné en rotation et on fait expanser le rodoir jus- qu'à l'établissement d'un couple de freinage prédéterminé entre le ro- doir et le pignon, indiquant que, les pierres abrasives du rodoir se trouvant en contact avec l'alésage du pignon, ce dernier se trouve cen- tré par rapport au rodoir. On alimente ensuite le second piston dans le sens d'avance de manière que le pignon ainsi centré se trouve bloqué par l'appui contre la butée fixe, en vue de son rodage. Ce dispositif connu, tout en offrant des avantages par rapport au dispositif à cassette (moins de pièces d'usures, possibilité de faire coïncider les surfaces de contact pignon-appui et pignon-butée avec des surfaces de référence en retrait sur le pignon), présente néanmoins l'inconvénient que la course du premier piston est fixe et prédétermi- née, de sorte qu'à chaque (passage d'un pignon ayant une épaisseur axiale donnée à un pignon ayant une autre épaisseur axiale, il est né- cessaire de changer également la butée pour la remplacer par une butée ayant une dimension axiale complémentaire. La présente invention vise un dispositif de centrage et de blo- cage d'une pièce en vue de son rodage à l'aide d'un rodoir à expansion, dispositif qui, tout en étant de structure simple, puisse être utilisé sans modification pour le rodage de pièces ayant des épaisseurs axiales dif- férentes. L'invention a pour objet un dispositif de centrage et de bloca- ge d'une pièce, notamment d'un pignon, en vue de son rodage à l'aide d'un rodoir à expansion, comprenant un appui par lequel la piece à ro- der est appliquée contre une butée fixe, et un ensemble de deux pis- tons à fluide concentriques agissant sur ledit appui, à savoir un pre- mier piston à fluide à grande course et un second piston à fluide à course réduite intercalé entre l'appui et le premier piston, et des moyens d'immobilisation angulaire de la pièce à roder. Selon l'inven- tion, le dispositif comprend, en outre, un élément de blocage pour blo- quer à volonté le premier piston dans sa position par rapport à son cy- lindre. Le dispositif comprend, par ailleurs, une commande adaptée, pour, successivement a) alimenter les deux pistons en fluide dans le sens d'avance de manière à bloquer la pièce par l'appui contre la butée, le second piston étant à fond de course dans le sens d'avance, b) bloquer le premier piston dans sa position par rapport au cylindre à l'aide de l'élément de blocage, c) inverser l'alimentation du second piston pour l'amener à fond de course dans le sens de recul, et débloquer ainsi la pièce, d) introduire le rodoir dans la pièce immobilisée angulaire- ment par les moyens anti-rotation et, en l'entraînant en rotation, faire expanser le rodoir jusqu'à l'établissement d'un couple prédéterminé en- tre le rodoir et la pièce qui se trouve ainsi centrée, et e) inverser de nouveau l'alimentation du second piston pour le ramener à fond de course dans le sens d'avance et rebloquer la pièce contre la butée. Sur le dispositif conforme à l'invention, le premier piston présente donc une course qui est indépendante de l'épaisseur axiale de la pièce à roder, de sorte que le dispositif peut être utilisé indifférem- ment pour bloquer des pièces ayant des épaisseurs axiales différentes. Le premier piston effectue dans le sens d'avance une course qui est au- tomatiquement adaptée à l'épaisseur axiale de la pièce à roder et est ensuite bloqué dans sa position jusqu'à la fin du rodage. Le second piston effectue une course fixe prédéterminée qui est indépendante de l'épaisseur axiale de la pièce à roder. Afin que, à la suite du blocage après centrage de la pièce, la poussée exercée par le rodoir sur la pièce à roder, pendant le rodage de cette dernière, n'ait pas à être supportée par l'élément de blocage du premier piston, il est possible, à la suite de l'étape (e), de f) alimenter le premier piston en fluide dans le sens d'avance et supprimer le blocage du premier piston par son élément de blocage, jusqu'à la fin de l'opération de rodage de la pièce. De préférence, l'alimentation en fluide du second piston dans le sens de recul selon l'étape c) s'effectue à travers le premier piston, auquel cas l'étape c) comprend également l'alimentation en fluide du premier piston dans le sens de recul. Bien que d'autres éléments de blocage puissent être utilisés pour bloquer le premier piston dans son cylindre, il est avantageux que cet élément de blocage soit constitué par un manchon de serrage à flui- de, de type connu en soi. En se référant aux dessins schématiques annexés, on va décri- re ci-après plus en détail un mode de réalisation illustratif et non limi- tatif d'un dispositif conforme à l'invention; sur les dessins: la figure 1 est une coupe d'un dispositif de centrage et de blocage conforme à l'invention, en position de repos; la figure 2 est une coupe du dispositif de la figure 1 en posi- tion de blocage. Selon la figure 1, un pignon 1 dont l'alésage doit être rodé est amené par des moyens non représentés, sur une surface de support 2, en dessous d'une butée 3 installée en position fixe, à distance au des- sus de la surface 2, sur un support 4. Le support 4 et la butée 3 sont traversés par un trou de passage pour l'introduction, depuis le haut, d'un rodoir à expansion non représenté dans l'alésage du pignon 1. En dessous de la surface 2 est installé un dispositif 5 pour le centrage et le blocage du pignon 1 sur la butée 3. Ce dispositif com- prend un cylindre 6 dans lequel est mobile verticalement en va-et- vient un premier piston 7 servant lui-même de guide à un second pis- ton 8 prolongé vers le haut par une tige 8a qui porte, par l'intermédiai- re d'un palier à rotule 9, une pièce d'appui 10 pour le pignon 1 à roder. La pièce d'appui 10 qui est évidée dans sa partie supérieure pour pou- voir recevoir l'extrémité inférieure du rodoir non représenté est mobi- le, sous l'action des deux pistons 7 et 8, dans un trou 11 de la surface de support 2, pour soulever et bloquer le pignon 1 contre la butée 3. Un manchon de serrage 12 à fluide est fixé dans le cylindre 6, autour d'une tige 7a qui prolonge le piston 7 vers le bas en dépas- sant le cylindre 6 à sa partie inférieure. Le premier piston 7 peut être alimenté en fluide sous pression dans le sens d'avance, sur sa face inférieure par un raccord 13 et dans le sens de recul sur sa face supérieure par un raccord 14 sur le cylin- dre 6. Le second piston 8 peut être alimenté en fluide sous pression dans le sens d'avance, sur sa face inférieure par un raccord 15 prévu sur la tige 7a et dans le sens de recul sur sa face supérieure par un passage 16 ménagé dans le piston 7 et communiquant avec le raccord d'alimentation 14 de ce dernier. Le manchon de serrage 12 peut être alimenté en fluide par un raccord 17 sur le cylindre 6. Il y a encore lieu de noter que le support 4 porte un doigt 18 faisant saillie vers le bas pour servir d'élément anti-rotation pour le pignon 1, de la manière décrite plus en détail ci-après. Sur la figure 1, le dispositif 5 est représenté en position de repos, les deux pistons 7 et 8 se trouvant en position de recul (position basse) et le manchon de serrage 12 étant desserré. Pour bloquer le pignon 1 contre la butée 3 et le centrer sur la butée 3 ou plutôt sur le rodoir qui doit roder l'alésage du pignon 1 en traversant la butée 3, on alimente les différents éléments à fluide du dispositif 5, par une commande non représentée, de la manière décrite ci- après. Dans un premier temps, on alimente en fluide sous pression les raccords 13 et 15 pour déplacer les deux pistons 7 et 8 dans le sens d'avance (vers le haut), à savoir le piston 8 à fond de course dans le sens d'avance et le piston 7 dans le sens d'avance jusqu'au blocage du pignon 1 par la pièce d'appui 10 contre la butée 3. Dans cette position, le doigt 18 du support 4 de la butée 3 entre automatiquement en prise avec des dents du pignon 1 et empêche la rotation de ce dernier. Dans un deuxième temps, on alimente le manchon de serrage 12 en fluide sous pression par son raccord 17, de sorte que le manchon 12 bloque la tige 7a du second piston 8 dans sa position par rapport au cylindre 6. Dans un troisième temps, on inverse l'alimentation en fluide sous pression du premier piston 7 et du second piston 8, en mettant hors pression le raccord 15 et sous pression le raccord 14 et, par conséquent, le passage 16 qui communique avec le raccord 14. Le pre- mier piston 7 bloqué par le manchon de serrage 12 ne change pas de position, tandis que le second piston 8 se trouve ainsi amené à fond de course dans le sens de recul (vers le bas). De ce fait, la pièce d'appui descend de la valeur de la course du second piston 8 et débloque ainsi le pignon 1 tout en le maintenant en prise avec le doigt 18. Dans un quatrième temps, on introduit depuis le haut, à tra- vers le support 4 et la butée 3, le rodoir à expansion dans l'alésage du pignon 1 et, tout en entraînant en rotation le rodoir, on fait expanser ce dernier de manière que ses pierres de rodage entrent en contact avec l'alésage du pignon 1 à roder. Cette expansion se poursuit jusqu'à ce qu'un couple prédéterminé soit mesuré, par un détecteur de couple non représenté, entre le rodoir et le pignon 1 bloqué angulairement par le doigt 18. La détection de ce couple est le signe que le pignon 1 se trouve parfaitement centré sur le rodoir. Dans un cinquième temps, on inverse de nouveau l'alimenta- tion du second piston 8, par mise sous pression de son raccord 15, de sorte que le piston 8 se trouve ramené à fond de course dans le sens d'avance (vers le haut) et rebloque contre la butée 3 le pignon 1 préa- lablement centré par le rodoir. Le rodage proprement dit du pignon 1 peut ensuite être effec- tué, le dispositif 5 restant dans la même position. Toutefois, afin de ne pas faire supporter au manchon de ser- rage 12 la poussée que le rodoir exerce sur le pignon 1 pendant le ro- dage, il est possible, lorsque le pignon 1 est centré et bloqué, avant de procéder au rodage proprement dit, d'alimenter le premier piston 7 dans le sens d'avance par le raccord 13 et de supprimer ensuite l'ali- mentation du manchon de serrage 12 par le raccord 17, de sorte que le manchon 12 débloque la tige 7a et le piston 7, le pignon i étant alors maintenu bloqué contre la butée 3 par le piston 7 (et le piston 8). La course du second piston 8 peut être très faible (de l'ordre de 0, 5 mm) puisque ce piston a pour fonction unique de permettre, après blocage du pignon, un déblocage du pignon en vue du centrage de ce dernier par le rodoir et, ensuite, un reblocage du pignon après centrage par le rodoir. Le premier piston 7 doit par contre présenter une course suf- fisante pour permettre le blocage, contre une même butée 3 fixe, de tous les pignons 1 à roder, c'est-à-dire la compensation des différences d'épaisseur axiale que ces pignons 1 peuvent présenter entre leurs deux surfaces de référence opposées entrant en contact l'une avec la butée 3 fixe et l'autre avec la pièce d'appui 10 mobile du dispositif 5. Il est à noter que le doigt anti-rotation 18 est une pièce fixe, non commandée, qui n'est pas sollicitée pendant le rodage proprement dit, le pignon étant alors immobilisé angulairement par son blocage contre la butée 3. REVENDICATIONS 1. Dispositif de centrage et de blocage d'une pièce (1) en vue de son rodage à l'aide d'un rodoir à expansion, comprenant un appui (10) par lequel la pièce (1) à roder est appliquée contre une butée fixe (3), un ensemble de deux pistons à fluide concentriques (7,8) agissant sur ledit appui (10), ledit ensemble comprenant un premier piston (7) à grande course et un second piston (8) à course réduite intercalé entre ledit appui (10) et le premier piston (7), et des moyens anti-rotation (18) pour immobiliser angulairement la pièce à roder, caractérisé par le fait qu'il comprend, en outre, un élément de blocage (12) pour blo- quer à volonté le premier piston (7) par rapport à son cylindre (6), et une commande adaptée pour, successivement, a) - alimenter les deux pistons (7,8) en fluide dans le sens d'avance de manière à bloquer la pièce (1) par l'appui (10) contre la butée (3), le second piston (8) étant à fond de course dans le sens d'avance, b) - bloquer le premier piston (7) dans sa position par rap- port à son cylindre (6) par l'élément de blocage (12) c) - inverser l'alimentation du second piston (8) pour l'amener à fond de course dans le sens de recul et débloquer la pièce (1), d) - introduire le rodoir dans la pièce (1) immobilisée angu- lairement par les moyens anti-rotation (18) et, en l'entraînant en rota- tion, faire expanser le rodoir jusqu'à l'établissement d'un couple prédé- terminé entre le rodoir et la pièce (1) qui se trouve ainsi centrée, et e) - inverser de nouveau l'alimentation du second piston (8) pour ramener ce dernier à fond de course dans le sens d'avance et re- bloquer contre la butée (3) la pièce (1) ainsi centrée. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la commande est adaptée pour permettre, à la suite de l'étape e), de f) alimenter le premier piston (7) dans le sens d'avance et dé- bloquer l'élément de blocage (12) jusqu'à la fin de l'opération de roda- ge de la pièce. 3. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'alimentation en fluide du second piston (8) dans le sens de recul se fait par l'alimentation en fluide du premier piston (7) dans le sens de recul. 4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé par le fait que l'élément de blocage du premier piston (7) est constitué par un manchon de serrage (13) à fluide fixé au cylindre (6) du premier piston (7). 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications pré- cédentes pour le rodage de pignons, caractérisé par le fait que les moyens anti-rotation (18) sont constitués par un élément (18) fixe coo- pérant avec la denture du pignon (1).