Brevet FR2733709A1 — publié le 19961108

Cette invention concerne des méthodes et appareils pour calibrer (c'est- a-dire mesurer) le diamètre de parties cylindriques excentrées de pièces à usiner, telles que des manetons d'un vilebrequin. Le brevet UK 2161101 décrit un dispositif pour le calibrage de manetons de vilebrequin et similaires, comprenant une paire de capteurs engageant des zones diamétralement opposées du maneton et montés de façon à être capable de suivre les chemins circulaires décrits par le maneton autour de l'axe du vilebrequin, quand ce dernier tourne. A cette fin, le montage inclut un axe de pivot 16 (voir figure 1) et l'engagement de la pièce à usiner est assuré par le ressort 11. 0o Il se présente un problème d'alignement des deux capteurs avec le maneton, ce dernier devant être tenu encadré de façon précise par les deux capteurs, quand l'assemblage de capteurs et du support 10 doit être avancé pour effectuer l'engagement. Il est aussi nécessaire d'avancer les capteurs pour effectuer l'engagement. Selon la présente invention, un calibre pour déterminer, pendant la rectification, le diamètre d'une partie cylindrique excentrée de pièce à usiner, comprend: (a) une paire de doigts conçus pour engager des zones diamétralement opposées de ladite partie et montés sur une table de meule de façon à se déplacer avec celle-ci, pour suivre ainsi le mouvement excentrique de ladite partie dans un plan horizontal, lorsque la pièce tourne, (b) une paires de capteurs allongés, chacun portant l'un des doigts, chaque capteur pouvant glisser dans une direction globalement verticale par rapport à la table et par rapport à l'autre capteur, (c) les deux capteurs pouvant glisser comme un ensemble unitaire vers la pièce à usiner, les deux doigts étant positionnes, respectivement, au-dessus et en dessous de la plus haute et de la plus basse extrémité du mouvement excentrique de la partie de pièce à usiner, pour un calibrage ultérieur de celle- ci par fermeture des deux doigts sur elle pour faire contact et, après rectification à la taille désirée, pour permettre le désengagement des doigts de la partie de la pièce, et l'éloignement des capteurs et doigts de la pièce, pour permettre son replacement ou son retrait. Dans un mode de réalisation, les deux capteurs allongés sont montés de façon à pouvoir glisser, sur des montages indépendants, sur un membre intermédiaire qui est lui-même monté de manière à glisser par rapport à la table de meulage pour permettre aux capteurs d'approcher ou de reculer de la table. Des premiers moyens d'entraînement peuvent être fournis pour déplacer le membre intermédiaire par rapport à la table et des deuxièmes et troisièmes moyens peuvent être fournis séparément pour entraîner le doigt portant les capteurs allongés par rapport au membre intermédiaire. Des mesures de diamètre peuvent être effectuées selon ce premier mode de réalisation à l'aide de transducteurs conçus pour générer un signal indiquant la distance de séparation d'un doigt par rapport à l'autre, ce qui, quand les doigts engagent des zones diamétralement opposées de partie excentrée de la pièce à usiner, correspond au diamètre de cette partie. Selon ce premier mode de réalisation, les capteurs et les doigts peuvent être déplacés comme un montage unitaire dans une direction perpendiculaire au plan de la table de meulage de façon à s'adapter au déplacement vertical de la partie excentrée autour de sa position moyenne pendant le maintien des deux doigts en contact avec ladite partie. Des moyens élastiques peuvent être fournis, tendant à pousser les doigts en contact avec les zones opposées de la partie excentrée, pour effectuer et maintenir l'engagement. Dans un autre mode de réalisation, un capteur allongé est monté de façon à glisser relativement à un membre intermédiaire, qui, lui-même, peut glisser par rapport à la table de meulage pour permettre aux capteurs d'approcher ou de reculer de la table, et l'autre capteur allongé est monté sur le premier capteur allongé, de façon à pouvoir glisser dans un mouvement relatif, parallèle à celui-ci. Des premiers moyens d'entraînement peuvent être fournis pour déplacer le membre intermédiaire par rapport à la table de meulage et des deuxièmes et troisièmes moyens d'entraînement peuvent être fournis pour entraîner l'un des dits capteurs allongés par rapport au membre intermédiaire, et l'autre capteur par rapport au premier. Comme dans le premier mode de réalisation, un transducteur peut être fourni, cette fois pour déterminer la distance séparant un capteur de l'autre, laquelle distance, quand les doigts engagent des zones opposées de la partie excentrique de la pièce à usiner, correspond au diamètre de ladite partie. Les doigts peuvent être formés avec des coins en biseau, définissant une entrée divergente entre eux, pour faciliter l'engagement de la partie excentrée entre eux. Dans le premier mode de réalisation, les moyens d'entraînement des deux capteurs peuvent être débrayes après que les deux doigts ont été déplacés de façon à occuper les extrémités supérieure et inférieure du mouvement excentrique, après quoi les moyens élastiques peuvent agir sur les deux doigts pour les tirer l'un vers l'autre, de sorte, finalement, à enserrer la partie excentrée entre eux, et ensuite à suivre le mouvement excentrique pendant la mesure du diamètre de celle-ci. Dans le second mode de réalisation, les moyens d'entraînement, entre le premier capteur et le membre intermédiaire, peuvent être débrayés après que les deux io doigts ont été déplacés pour occuper les extrémités supérieure et inférieure du mouvement excentrique, après quoi le second moyen d'entraînement, effectuant un mouvement relatif entre les deux capteurs, est commandé de façon à rapprocher les deux doigts l'un de l'autre, jusqu'à ce qu'ils enserrent la partie excentrée entre eux, et ensuite suivent son mouvement excentrique pendant la mesure du diamètre de celle-ci. Les deuxièmes moyens d'entraînement peuvent être débrayés après que les doigts ont engagé la partie excentrée, et les moyens élastiques permettent, agissant entre les deux capteurs, de maintenir les doigts en contact avec des zones opposées de la partie excentrée pendant le calibrage. L'invention va maintenant être décrite au moyen d'un exemple, se référant aux dessins en annexe, dans lesquels: la figure 1 est une projection latérale schématique d'un calibre réalisé selon un mode de réalisation de l'invention, la figure 2 est une projection latérale schématique d'un calibre réalisé selon un second mode de réalisation de l'invention, la figure 3 est une vue perspective d'une rectifieuse adaptée au calibre illustré sur la figure 2. La figure 1 illustre une disposition dans laquelle une meule 10 est portée par une table dont une partie est montrée en 12, sur laquelle un bras de support 14 est monté en glissement en 16, 18. Des glissières sont fournies sur la partie verticale du bras 14, en 22, 24 et 26, 28. Les premières supportent, de manière à pouvoir glisser, un premier capteur allongé 30, portant un premier doigt 32, et les dernières 26, 28 supportent un second capteur allongé 34, portant l'autre doigt 36. Un mécanisme d'entraînement 15 effectue le mouvement du bras 14 par rapport à la table 12, et les mécanismes d'entraînement 17 et 19 déplacent les capteurs 30 et 34 par rapport à la partie verticale 20 du bras 14, et l'un par rapport à l'autre, si désiré. Un transducteur 38 détermine le déplacement du capteur 30 par rapport au capteur 34, égal au diamètre, entre les deux doigts 32, 36, d'un maneton 40 meulé à la bonne taille par la rectifieuse 10. Le mouvement, vers l'arrière et vers l'avant, de la meule 10 et de la table 12 signifie que le maneton 40 se déplace de manière verticale par rapport à la meule 10, comme indiqué par les contours circulaires déplacés 42, 44. Quand les doigts entourent et enserrent le maneton 40, ils suivent son mouvement ascendant et descendant, par rapport à la meule. Un matériau préféré pour les zones des doigts qui enserrent la pièce à usiner est du diamant polycristallin. Un ressort élastique 21 pousse les doigts autour de la pièce 40, après que le mécanisme d'entraînement 47 a été débrayé et que le capteur 44 peut glisser librement par rapport au capteur 34. Dans une autre disposition illustrée à la figure 2, le capteur 30, le plus à l'extérieur de la figure 1, est remplacé par un capteur plus petit 44 qui est monté, en 46, 48, de façon à pouvoir glisser sur le capteur 34. Un mécanisme d'entraînement 47 produit un mouvement relatif seulement entre les deux capteurs 34 et 44. Un transducteur 50 est monté sur le capteur 34 pour déterminer le déplacement du capteur 44 par rapport au capteur 34, égal au diamètre de la pièce, quand les doigts 32, 36 engagent le maneton 40. Un mécanisme d'entraînement 49 ajuste la position de 34 par rapport au bras 20 et le mécanisme d'entraînement 51 ajuste la position des bras 20 par rapport à la table 12. Les doigts 36 et 32 sont formés avec des coins en biseau, définissant une entrée entre les deux doigts, pour faciliter leur séparation d'avec la pièce après avoir sensiblement aligné les doigts avec la pièce et déplacé ces doigts latéralement vers et en contact avec celle-ci. En fonctionnement, les doigts sont déplaçables sur une étendue telle que le doigt 36 soit plus haut que la plus haute position, et le doigt 32 plus bas que la plus basse position du maneton 40, de sorte que ce mouvement des doigts 32, 36 vers la pièce à usiner permette aux deux doigts d'envelopper le déplacement excentrique complet de la pièce à usiner. Si l'un des ou les deux doigts sont 0o ensuite déplacés vers l'autre au moyen du mécanisme d'entraînement 42, le maneton 40 sera éventuellement enserré entre les deux doigts (comme illustré) et la paire de doigts (et les capteurs), se déplacent comme un assemblage unitaire avec le maneton 40. A l'exemple du mode de réalisation de la figure 1, un ressort élastique 53 peut être utilisé pour maintenir l'engagement entre les doigts 32, 36 et le maneton 40, après débrayage du dispositif d'entraînement 47 et la possibilité pour le capteur 44 de glisser librement par rapport au capteur 34. La figure 3 montre le dispositif de la figure 2, monté sur le boîtier 54 qui est lui- même fixé à, et se déplace avec, la table 56 sur laquelle la meule 58 est montée. La roue est montée sur un mécanisme d'entraînement de roue 60, I'éloignement et le rapprochement de la pièce à usiner 62 par la table 56 étant effectué par un second mécanisme d'entraînement 64. La pièce à usiner 62 est un vilebrequin de moteur à combustion interne et est monté à une extrémité d'une poupée fixe 66, qui inclut un troisième mécanisme d'entraînement pour faire tourner la pièce à usiner 62 autour de son axe central. L'extrémité opposée de la pièce est portée par une contrepoupée mobile 68, qui elle-même peut glisser le long d'une glissière 70 pour permettre l'adaptation à différentes longueurs de pièces à usiner. La glissière 70 peut, elle-même, glisser le long d'une seconde glissière 72, par un o10 quatrième mécanisme d'entraînement (non illustré). La machine peut être utilisée pour rectifier des manetons (dont l'un d'entre eux est illustré en 74), de façon connue, en déplaçant la glissière 70 sur la droite jusqu'à ce que l'un des manetons, tel 74, soit aligné avec la meule 58. La table 56 est ensuite avancée pendant que le vilebrequin 62 est entraîné en rotation par la poupée, jusqu'à ce que la meule 58 touche juste le maneton 74, quand ce dernier est à sa position la plus près de la meule. Par la suite, I'avance synchronisée et le retrait de la table 56 avec la rotation du vilebrequin, permettent au contact d'être maintenu entre le maneton et la roue pendant que le maneton tourne excentriquement, différentes zones du maneton étant présentées à la meule progressivement quand le vilebrequin tourne, de sorte que le maneton est meulé uniformément dans une forme cylindrique. Pendant le mouvement initial de la meule en engagement avec le maneton, les capteurs 34, 44 sont maintenus dans leurs positions élevées, bien dégagés de la pièce à usiner. Dès que la roue a été avancée de façon à occuper la position d'usinage (comme illustré sur la figure 2), les capteurs peuvent être avancés par le mécanisme d'entraînement 51 jusqu'à ce qu'ils soient bien en dessous de la pièce, de façon que, lorsqu'ils sont descendus par le mécanisme d'entraînement 49, les doigts 32, 36 n'interfèrent pas avec les zones coudées du vilebrequin tournant. Le fonctionnement du mécanisme d'entraînement 47, descendant ainsi le capteur 44 et le doigt 32 sous le doigt 36, permet à l'assemblage d'être rétracté par un mouvement inverse du mécanisme d'entraînement 51 jusqu'à ce que les doigts 32 et 36 soient situés au sommet et au bas du mouvement excentrique du maneton 74 (40 sur la figure 2). Le fonctionnement du mécanisme d'entraînement 47, dans le sens opposé, commence à fermer l'espace entre les doigts 32, 36 et en libérant le mécanisme d'entraînement 49, de sorte que l'assemblage de capteurs 34 et 44 joints par le mécanisme d'entraînement 47, puisse être contraint à suivre le mouvement ascendant et descendant du maneton 74 (40), quand les deux capteurs 34, 44 ont été déplacés l'un par rapport à l'autre par le mécanisme d'entraînement 47 avec une amplitude telle que les doigts 32, 36 entourent alors, et restent tous deux en contact avec, le maneton 74 (40), en permanence pendant la rotation de vilebrequin. La distance entre les doigts 32, 36 est alors déterminée par le transducteur 50, qui indique ainsi le diamètre du maneton 74 (40). Le retrait de la force d'entraînement du mécanisme 47 permet au ressort 53 de prendre en charge le travail consistant a garder les deux doigts 32, 36 en contact avec le maneton 74 (40), pendant que l'assemblage de capteurs glisse en 26, 28 par rapport au bras 20. o0 L'usinage poursuivi du maneton réduit son diamètre et quand le diamètre désiré est atteint, comme indiqué par le signal du transducteur 50, le mécanisme d'entraînement 64 est inversé momentanément pour désengager la roue de la pièce à usiner. Le mécanisme d'entraînement 47 fonctionne ensuite pour séparer les doigts 32, 36 et le mécanisme d'entraînement 51 est mis en fonctionnement pour éloigner le bras 20 de la meule, de sorte que les doigts 32, 36 soient complètement désengagés du maneton 74 (40), permettant au mécanisme d'entraînement 49 de soulever les capteurs 34, 44 dans leur position haute avec, de nouveau, les doigts 32, 36 bien dégagés de la pièce en rotation. Apres un retrait supplémentaire de la roue, par opération du mécanisme d'entraînement 64, la glissière 70 peut être ajustée de façon à présenter la pièce coudée suivante le long du vilebrequin à la meule, et la procédure est répétée de façon à meuler le maneton suivant à la taille voulue. Un système de contrôle (non illustré) reçoit les signaux depuis les transducteurs situés sur les glissières et associés à la table et le mécanisme d'entraînement de la pièce à usiner, pour permettre aux positions relatives de la meule, de la tête de meulage, et des capteurs/doigts d'être déterminées, et aux signaux de contrôle d'être générés pour commander les différents mécanismes d'entraînement pour lo réaliser la séquence de mouvements décrite ci-dessus. REVENDICATIONS 1. Calibre pour la détermination du diamètre d'une partie cylindrique excentrée d'une pièce à usiner, pendant la rectification, comprenant: (a) une paire de doigts conçus pour engager des zones diamétralement opposées de ladite partie et montés sur une table de meule de façon à se déplacer avec celle-ci, pour suivre ainsi le mouvement excentrique de ladite partie dans un plan horizontal, lorsque la pièce tourne, (b) une paire de capteurs allongés, chacun portant l'un des doigts, chaque capteur pouvant glisser dans une direction globalement verticale par rapport à la table et par rapport à l'autre capteur, (c) les deux capteurs pouvant glisser comme un ensemble unitaire vers la pièce à usiner, les deux doigts étant positionnes, respectivement, au-dessus et en dessous de la plus haute et de la plus basse extrémité du mouvement excentrique de la partie de pièce à usiner, pour un calibrage ultérieur de celle- ci par fermeture des deux doigts sur elle pour faire contact et, après rectification à la taille désirée, pour permettre le désengagement des doigts de la partie de la pièce, et l'éloignement des capteurs et des doigts de la pièce, permettant son replacement ou son retrait. 2. Calibre selon la revendication 1, dans lequel les deux capteurs allongés sont montés de façon à pouvoir glisser, sur des montages indépendants, sur un membre intermédiaire qui est lui-même monté de manière à glisser par rapport à la table de meulage pour permettre aux capteurs d'approcher ou de reculer de la table. 3. Calibre selon la revendication 2, dans lequel des premiers moyens d'entraînement sont fournis pour déplacer le membre intermédiaire par rapport à la table et des deuxièmes et troisièmes moyens sont fournis séparément pour entraîner le doigt portant les capteurs allongés par rapport au membre intermédiaire. 4. Calibre selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, dans lequel des moyens transducteurs génèrent un signal indiquant la distance de séparation d'un doigt par rapport à l'autre, ce qui, quand les doigts engagent des zones diamétralement opposées de partie excentrée de la pièce à usiner, correspond au diamètre de cette partie. 5. Calibre selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les capteurs et les doigts sont déplaçables comme un montage unitaire dans une direction perpendiculaire au plan de la table de meulage, de façon à s'adapter au déplacement vertical de la partie excentrée autour de sa position moyenne pendant le maintien des deux doigts en contact avec ladite partie. 6. Calibre selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel des moyens élastiques sont fournis, tendant à pousser les doigts en contact avec les zones opposées de la partie excentrée. 7. Calibre selon la revendication 1, dans lequel un capteur allongé est monté de s façon à glisser relativement à un membre intermédiaire, qui, lui-même, peut glisser par rapport à la table de meulage, pour permettre aux capteurs d'approcher ou de reculer de la table, et l'autre capteur allongé est monté sur le premier capteur allongé, de façon à pouvoir glisser dans un mouvement relatif, parallèle à celui-ci. io 8. Calibre selon la revendication 7, dans lequel des premiers moyens d'entraînement sont fournis pour déplacer le membre intermédiaire par rapport à la table de meulage et des deuxièmes et troisièmes moyens d'entraînement sont fournis pour entraîner l'un des dits capteurs allongés par rapport au membre intermédiaire, et l'autre capteur par rapport au premier. 9. Calibre selon la revendication 8, dans lequel un transducteur détermine la distance séparant un capteur de l'autre, laquelle distance, quand les doigts engagent des zones opposées de la partie excentrique de la pièce à usiner, correspond au diamètre de ladite partie. 10. Calibre selon l'une quelconque des revendications 1 a 9, dans lequel les doigts sont formés avec des coins en biseau, définissant une entrée divergente entre eux, pour faciliter l'engagement entre eux de la partie excentrée. 11. Calibre selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel les moyens d'entraînement des deux capteurs sont débrayables après que les deux doigts ont été déplacés de façon à occuper les extrémités supérieure et inférieure du mouvement excentrique, après quoi les moyens élastiques agissent sur les deux doigts pour les tirer l'un vers l'autre, de façon à engager la partie excentrée entre eux, et ensuite à suivre le mouvement excentrique o10 pendant la mesure du diamètre de celle-ci. 12. Calibre selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel les moyens d'entraînement, entre le premier capteur et le membre intermédiaire, sont débrayables après que les deux doigts ont été déplacés pour occuper les extrémités supérieure et inférieure du mouvement excentrique, après quoi le second moyen d'entraînement, effectuant un mouvement relatif entre les deux capteurs, peut être commandé de façon à rapprocher les deux doigts l'un de l'autre, jusqu'à ce qu'ils enserrent la partie excentrée entre eux, et ensuite suivent son mouvement excentrique pendant la mesure du diamètre de celleci. 13. Calibre selon la revendication 12, dans lequel les deuxièmes moyens d'entraînement sont débrayables après que les doigts ont engagé la partie excentrée, et que les moyens élastiques permettent, agissant entre les deux capteurs, de maintenir les doigts en contact avec des zones opposées de la partie excentrée.