Brevet FR2764224A1 — publié le 19981211

Machine d'usinage par bande abrasive de portées cylindriques d'arbres La présente invention se rapporte à une machine d'usinage par bande abrasive de portées cylindriques d'arbres, notamment de tou- rillons d'arbres à cames ou de tourillons et/ou de manetons de vilebre- quins. Des machines connues de ce type comprennent, pour l'usina- ge de chaque portée de l'arbre qui est entraîné en rotation autour de son axe pendant l'usinage, deux bras montés pivotants dans un plan sur un même support. Deux mâchoires opposées sont montées sur lesdits bras et présentent chacune une surface d'application concave en forme de segment de cylindre d'un diamètre correspondant au diamètre de la portée à usiner. Des moyens de guidage sont prévus pour faire passer la bande abrasive en regard des surfaces d'application des deux mâ- choires. Des moyens de manoeuvre des bras permettent d'appliquer la bande abrasive par les surfaces concaves des mâchoires en opposition contre la portée à usiner. Les machines connues de ce type, réglées pour l'usinage des portées sur des arbres identiques. Or, il arrive de plus en plus dans la construction de moteurs automobiles qu'une même architecture de mo- teurs soit déclinée en plusieurs modèles ou types qui peuvent se distin- guer par exemple par des puissances différentes. Dans ce cas, il est courant que par exemple les vilebrequins des différents modèles ou ty- pes de moteurs présentent notamment la même longueur, le même nombre de tourillons et le même nombre de manetons, mais se distin- guent par exemple par des diamètres différents des tourillons et /ou manetons. Or, à l'heure actuelle, l'usinage par bande abrasive de ces ou vilebrequins nécessite, soit une machine réservée aux vilebrequins de chaque type ou modèle de moteur, soit l'arrêt de la machine et le changement des mâchoires à chaque passage d'un vilebrequin d'un type ou modèle à un autre. Le même problème se pose pour l'usinage des tourillons des arbres à cames. Il serait au contraire désirable de pouvoir passer de l'usinage par bande abrasive des portées d'arbres à cames ou vilebrequins d'un type ou modèle à un autre sur la même machine d'usinage, sans avoir à arrêter cette dernière pour changer les mâchoires en vue de l'adapta- tion des surfaces concaves d'application de bande abrasive aux diamè- tres différents des portées à usiner. La présente invention vise précisément une machine d'usina- ge permettant d'obtenir ce résultat d'une manière simple, moyennant un surcoût minimal. Sur la machine d'usinage par bande abrasive suivant l'inven- tion, au moins une première et une deuxième surfaces d'application concaves d'application de diamètres différents sont montées en opposi- tion dans au moins deux positions différentes sur les bras de manière que la bande abrasive passe en regard des surfaces concaves des deux mâchoires. Le support est mobile entre au moins deux positions telles que dans l'une desdites positions les premières surfaces concaves d'un premier diamètre puissent appliquer la bande abrasive contre une por- tée de diamètre correspondant d'un premier arbre et que dans l'autre desdites positions, les deuxièmes surfaces concaves d'un deuxième diamètre puissent appliquer la bande abrasive contre une portée de diamètre correspondant d'un deuxième arbre. Il est ainsi possible, par un simple changement de position du support des bras portant les mâchoires, de passer instantanément, sans aucune autre intervention, de l'usinage des portées d'un arbre d'un pre- mier type ou modèle à l'usinage des portées correspondantes, de dia- mètre différent d'un arbre d'un autre type ou modèle. Dans le cadre de l'invention, les mâchoires montées sur les bras peuvent être soit des mâchoires multiples présentant chacune au moins deux surfaces concaves d'application de bande abrasive de dia- mètres différents, soit des mâchoires simples, auquel cas au moins deux mâchoires simples présentant des surfaces concaves de diamètres différents sont montées dans des positions différentes sur chaque bras. En se référant aux dessins annexés, on va décrire ci-après plus en détail un mode de réalisation illustratif et non limitatif de la machine conforme à l'invention; sur les dessins: la figure 1 est une vue d'ensemble d'une unité d'usinage de la machine d'usinage conforme à l'invention, montrant le support, les deux bras pivotants portant chacun une mâchoire double, et les moyens de manoeuvre des deux bras, les mâchoires étant ouvertes, avant fer- meture sur une portée d'arbre d'un premier diamètre; la figure 2 représente l'ensemble de la figure 1, après ferme- ture des mâchoires sur la portée à usiner; la figure 3 représente la même situation que la figure 2, à plus grande échelle; la figure 4 est une coupe suivant IV-IV de la figure 3. la figure 5 est une vue correspondant à celle de la figure 1, avant fermeture des mâchoires sur une deuxième portée la figure 6 représente l'ensemble de la figure 4 après ferme- ture des mâchoires la figure 7 représente à plus grande échelle la même situation que la figure 6; La machine d'usinage par bande abrasive telle qu'illustrée par les dessins constitue par exemple une machine de superfinition de por- tées cylindriques d'arbres, en particulier de tourillons d'arbres à cames ou de manetons et/ou de tourillons de vilebrequins. Elle comprend, pour l'usinage de chaque portée de l'arbre, une paire de bras 1 en op- position montés sur un support 2 commun de manière que les deux bras couplés par engrenages puissent pivoter autour d'axes 3 sous l'ac- tion de moyens de manoeuvre 4 constitués par un vérin à fluide. Cha- que bras 1 porte, à son extrémité inférieure libre, sur son côté inté- rieur, tourné vers le bras opposé, une mâchoire double 5 comprenant deux surfaces concaves 6a, 6b en forme de segments de cylindres dont les axes parallèles sont espacés l'un de l'autre suivant la longueur des bras 1. Le support 2 commun aux deux bras 1 est déplaçable vertica- lement sous l'action d'un vérin à fluide 7 dont la course est définie de manière à amener au choix les surfaces d'application 6a ou 6b des deux mâchoires 5 de part et d'autre de la portée 8 à usiner de l'arbre qui peut être maintenu entre pointes et être entraîné en rotation autour de son axe, comme cela est bien connu dans le domaine de l'usinage par abrasif des portées d'arbres. Les surfaces concaves 6a des deux mâchoires 5 présentent un rayon de courbure correspondant au rayon de courbure d'une première portée 8a et illustré sur les figures 1 à 3 et les surfaces concaves 6b des mâchoires 5 correspondant au rayon d'une seconde portée 8b illus- trée sur les figures 5 à 7, les deux rayons étant différents. Dans l'exemple illustré, le rayon de courbure des surfaces 6a (donc le rayon de la portée 8a) est supérieur au rayon des surfaces 6b (donc au rayon de la portée 8b). Une bande abrasive 9 est de façon connue en soi avancée, en- tre deux cycles d'usinage successifs, d'une bobine de réserve 10 sur une bobine de renvidage 1 1 en étant guidée au niveau des mâchoires 5 de manière à passer en regard des deux surfaces concaves 6a, 6b de chaque mâchoire 5. Selon les figures 1 à 3, le support 2, les bras 1 et les mâchoi- res 5 se trouvent en position basse, position dans laquelle les surfaces concaves 6a des mâchoires 5 sont situées de part et d'autre d'une por- tée 8a à usiner, portée dont le rayon correspond au rayon de courbure des surfaces 6a. Ainsi, lors du serrage des mâchoires 5 sous l'action du vérin 4, les surfaces concaves 6a des mâchoires 5 appliquent la bande abrasive 9 contre la portée 8a. Au contraire, suivant les figures 5 à 7, les mâchoires 5 se trouvent en position haute, position dans laquelle les surfaces conca- ves 6b des mâchoires 5 se trouvent de part et d'autre d'une portée 8b dont le rayon correspond au rayon de courbure des surfaces 6b, de sor- te que lors du serrage des mâchoires 5, les surfaces concaves 6b des mâchoires 5 appliquent la bande abrasive 9 contre la portée 8b. Il est donc possible, sur la même machine d'usinage par ban- de abrasive, de passer instantanément de l'usinage d'une portée 8a d'un premier diamètre d'un premier arbre à l'usinage d'une portée 8b d'un deuxième diamètre d'un deuxième arbre, et inversement, sans interven- tion autre qu'un changement de position des mâchoires 5, obtenu par commande du vérin 7. Sur la figure 4, on reconnait que la surface concave 6b (tout comme la surface concave 6a) de chaque mâchoire 5 est définie non pas directement par la mâchoire 5 métallique, mais par une garniture en revêtement 12 en une matière plus souple par exemple du polyuré- thane, qui est rapportée sur la mâchoire 5 pour permettre une réparti- tion plus régulière de la pression d'application de la bande abrasive 9 contre la portée à usiner. Il convient également de remarquer que dans le cadre de l'in- vention, le nombre des surfaces concaves d'application de bande abra- sive de rayons différents portées par chaque bras 1 pourrait être supé- rieur à 2, le vérin 7 permettant dans ce cas d'amener les mâchoires 5 dans plus de deux positions différentes, ce qui permettrait d'usiner, sur une même machine, plus de deux portées de diamètres différents. Enfin, on a représenté en tirets sur la figure 7 que chaque mâ- choire 5, au lieu d'être une mâchoire multiple, en l'occurrence une ma- choire double comportant deux surfaces d'application concaves de rayons différents, pourrait être composée de deux mâchoires simples Sa, 5b présentant chacune une surface d'application, les deux mâchoi- res 5a et 5b de chaque bras 1 ayant des surfaces concaves de rayons différents et étant montées dans des positions différentes sur le bras 1. REVENDICATIONS 1. Machine d'usinage par bande abrasive de portées cylindri- ques d'arbres, notamment de tourillons d'arbres à cames ou de tou- rillons et/ou de manetons de vilebrequins, comprenant pour l'usinage de chaque portée de l'arbre entraîné en rotation autour de son axe. - deux bras montés pivotants dans un plan sur un même sup- port, - deux mâchoires opposées montées sur lesdits bras et présen- tant des surfaces d'application concaves en forme de segment de cylin- dre d'un diamètre correspondant au diamètre de la portée à usiner, - des moyens de guidage pour faire passer une bande abrasive en regard des surfaces d'application des mâchoires, et - des moyens de manoeuvre des bras pour appliquer la bande abrasive par les surfaces concaves des mâchoires en opposition contre la portée à usiner, caractérisé par le fait qu'au moins une première et une deuxième surfaces d'application concaves (6a, 6b) de diamètres diffé- rents sont montées en opposition dans au moins deux positions diffé- rentes sur les bras (1) de manière que la bande abrasive (9) passe en regard des surfaces concaves (6a, 6b) des deux mâchoires (5) et que le support (2) des bras est mobile entre au moins deux positions telles que dans l'une desdites positions les premières surfaces concaves (6a) d'un premier diamètre des mâchoires puissent appliquer la bande abra- sive (9) contre une portée (8a) de diamètre correspondant d'un premier arbre et que dans l'autre desdites positions, les surfaces concaves (6b) d'un deuxième diamètre des mâchoires puissent appliquer la bande abrasive (9) contre une portée (8b) de diamètre correspondant d'un deuxième arbre. 2. Machine suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les mâchoires sont des mâchoires multiples (5) présentant chacune au moins deux surfaces d'application concaves (6a, 6b) de diamètres différents. 3. Machine suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les mâchoires sont des mâchoires simples (5a, 5b) et qu'au moins deux mâchoires simples (5a, 5b) présentent des surfaces d'application concaves (6a, 6b) de diamètres différents sont montées dans des posi- tions différentes sur chaque bras (1).